متطلبات مضافات الخرسانة الكيميائية للاستخدام في البناء

ماذا تعني مضافات الخرسانة الكيميائية؟

المضافات الكيميائية: هي المكونات الموجودة في الخرسانة بخلاف الأسمنت البورتلاندي والماء والركام التي تضاف إلى المزيج مباشرة قبل الخلط أو أثناءه. حيث يستخدم المنتجون المواد المضافة بشكل أساسي لتقليل تكلفة إنشاء الخرسانة، لتعديل خصائص الخرسانة الصلبة، لضمان جودة الخرسانة أثناء الخلط والنقل والصب والمعالجة وللتغلّب على بعض حالات الطوارئ أثناء العمليات الملموسة.

يعتمد الاستخدام الناجح للخلطات على استخدام الطرق المناسبة للخلط والخرسانة. بحيث يتم توفير معظم المواد المضافة في صورة سائلة جاهزة للاستخدام وتضاف إلى الخرسانة في المصنع أو في موقع العمل. كما تُستخدم بعض المضافات المعينة، مثل الأصباغ والعوامل الموسعة ومساعدات الضخ بكميات صغيرة جدًا وعادة ما يتم تجميعها يدويًا من حاويات سابقة القياس.

تعتمد فعالية المزيج على عدة عوامل منها، نوع وكمية الأسمنت، محتوى الماء، وقت الخلط، الركود، ودرجات حرارة الخرسانة والهواء. وفي بعض الأحيان، يمكن تحقيق تأثيرات مشابهة لتلك التي يتم تحقيقها من خلال إضافة المواد المضافة عن طريق تغيير خليط الخرسانة، تقليل نسبة الماء إلى الأسمنت أو إضافة أسمنت إضافي أو استخدام نوع مختلف من الأسمنت أو تغيير التدرج الكلي والركام.

ما هي متطلبات مضافات الخرسانة للاستخدام في البناء؟

المادة المضافة هي مادة تستخدم كمكون لتحضير الخرسانة، وتضاف إلى الدُفعة مباشرة قبل أو أثناء خلط المواد. كما أن الغرض من مزج المواد المضافة هو تحسين خواص الخرسانة الطازجة أو المتصلدة أو توليفة منها. بحيث تتضمن أمثلة المواد المضافة التسريع، التثبيط، تقليل الماء، حبس الهواء، مضافات اللدائن الفائقة (العادية) ومزيج التلدين الفائق (التثبيط).

هناك بعض المتطلبات التي يجب أن تفي بها المواد المضافة وإلا فإنّها ستفشل في إكمال مهمتها. على سبيل المثال، يحدد تقرير المواد المضافة الكيميائية للخرسانة أن المضافات الكيميائية يجب أن تتوافق مع المواصفة القياسية للمضافات الكيميائية للخرسانة للجمعية الأمريكية لاختبار المواد. وهذا من شأنه أن يضمن إنتاج الخرسانة بالخصائص المرغوبة التالية.

1. متطلبات جودة الخلط: عندما يقال إن المواد المضافة متوافقة مع الخرسانة، يجب أن تفي بمتطلبات الجودة التالية:
   
   1. خصائص الخلط: يجب أن تحتوي ورقة البيانات على التفاصيل المميزة مثل نوع المواد المضافة، الأشكال المتاحة، المواد الأساسية المستخدمة، تفاصيل الجرعة وطرق تطبيقها، الاحتياطات الواجب اتخاذها والامتثال للمعايير المحددة.
      
   2. التركيب الكيميائي: هذه معلمة مهمة ويجب على الشركة المصنعة تقديم تفاصيل عن ملاءمة المزيج مع الأسمنت المتوفر في السوق والمكونات الأخرى في ظروف البيئة المختلفة. ويجب أن يتوافق التركيب الكيميائي مثل محتوى الكلوريد والكبريتات القابلة للذوبان في المادة المضافة مع المواصفات التي قدمها الكود البريطاني والمنظمات الأخرى.
      
2. محتوى الصلب: سيحدد المحتوى الصلب تركيز وكفاءة المزيج. كلَّما زادت المحتويات الصلبة، زادت الكفاءة وستتطلب كمية أقل من الخلط لتغيير خصائص الخرسانة.
   
3. الثقل النوعي: يعتمد اتساق المزيج بشكل أساسي على جاذبيته النوعية ويعتمد على المحتوى الصلب. وإذا تغيرت الجاذبية النوعية، فإنّ تناسق مزيج الخرسانة سيختلف.
   
4. الوزن الجزيئي: كلما زاد الوزن الجزيئي زادت الكفاءة عند استخدامه في الخرسانة.
   
5. الجرعة: يجب تقديم تفاصيل الجرعة وطرق الاستخدام من قبل الشركة المصنعة لجميع المواد المضافة.
   
6. تفاصيل التوافق: يجب تقديم تفاصيل التوافق الأساسية ومشكلات التوافق المحتملة بسبب اختلاف نوع الأسمنت وتأثيراتها على الطلب على المياه أو امتصاص الماء وما إلى ذلك.
   
7. عملية الترطيب: يجب ألا يغير الخليط من عملية ترطيب عجينة الأسمنت لتحويلها إلى كتلة صلبة ويجب ألا تحتوي على نسبة عالية من الكلوريد والتي من شأنها تآكل الفولاذ.
   
8. الدخول الجوي: يجب ألا يتجاوز الهواء المحبوس في الخرسانة 1% ما لم ينص على خلاف ذلك.
   

لماذا تستخدم المضافات في الخرسانة؟

تستخدم المواد المضافة لغرض واحد وهو تحسين بعض خصائص الخرسانة. سيتضمن هذا القسم أنواع المضافات التي يمكن استخدامها لتقديم النتائج التالية:

1. حماية ضد دورات ذوبان التجميد وتحسين المتانة.
   
2. تقليل الماء في المزيج.
   
3. مخفضات المياه متوسطة المدى.
   
4. مخفضات المياه عالية المدى الملدنات الفائقة.
   
5. الخرسانة عالية القوة.
   
6. الحماية من التآكل.
   
7. ضبط التسارع.
   
8. تعزيز القوة.
   
9. تعيين التخلف.
   
10. التحكم في التشققات (تقليل الانكماش).
    
11. تدفق الخرسانة.
    
12. الرماد المتطاير حيث يجعل الخرسانة أقوى وأكثر متانة وأسهل في العمل بها.
    
13. دخان السيليكا ويعطي القوة المبكرة وانخفاض النفاذية.
    
14. إنتاج ردم سائل، بحيث يتدفق بسهولة ويتم تسويته ذاتيًا.
    

ما هي مميزات المضافات في الخرسانة؟

1. تتفاعل المضافات مع هيدروكسيد الكالسيوم الأضعف المنطلق من ترطيب الأسمنت لتكوين هيدرات سيليكات الكالسيوم أقوى.
   
2. تعمل على تحسين بنية المسام، وتقليل النفاذية وتحسين متانة الهياكل الخرسانية.
   
3. تقلّل المضافات المعدنية من حرارة ترطيب الخرسانة.