إنتاج الخرسانة عالية الأداء:
يمكن إنتاج الخرسانة عالية الأداء من خلال استخدام نسبة رطوبة منخفضة ومواد البوزولاني وتجميع الكتل بكثافة وتحسين قوة منطقة الانتقال، تُقلّل الملدّنات الفائقة محتوى الماء عن طريق تشتيت جزيئات الأسمنت والحفاظ على قابلية التشغيل المطلوبة، فيما يتعلق بمواد البوزولاني، فإنّه يُحسّن قوة الخرسانة ويُقلّل من نفاذيتها.
انخفاض النفاذية يُقلّل من دخول المواد العدوانية وبالتالي تحسين متانة الخرسانة، ترتبط المتطلّبات المزدوجة ذات القوة العالية والنفاذية المنخفضة ببعضها البعض من خلال الحاجة إلى تقليل حجم المسام الشعرية الأكبر نسبيًا، يمكن تحقيق الحد من المسام الشعرية من خلال نسبة منخفضة من الأسمنت المائي وكذلك التعبئة الكثيفة للجسيمات الدقيقة.
آلية الخرسانة عالية الأداء:
1- الملدنات الفائقة:
تتمثّل وظيفة الملدّنات الفائقة في الوصول إلى حبيبات الأسمنت ونقل شحنة سالبة عليها ونتيجة لذلك، تنفصل جزيئات الأسمنت وتتشتّت، يعمل تشتت جزيئات الأسمنت على تحسين قابلية التشغيل الخرساني، بالإضافة إلى ذلك، تجعل الخرسانة أكثر قابلية للتدفق لنفس الماء إلى نسبة الإسمنت أو تُقلّل من محتوى الماء لنفس قابلية التشغيل، هذا الأخير يؤدي إلى زيادة القوة وانخفاض النفاذية، الملدّن الفائق عبارة عن مُركّب عضوي جزيئي وسلسلة طويلة.
2- المواد البوزولانية:
دور المواد البوزولانية مثل السليكا هو العديد من الطيات بسبب مساحة السطح الكبيرة والمحتوى العالي نسبيًا من السيليكا الزجاجية والتي تكون شديدة التفاعل، تأثير دخان السيليكا على قوة الخرسانة أمر بالغ الأهمية، كمية صغيرة من السيليكا على سبيل المثال، 20 كجم يمكن أن تحل محل حوالي 60 كجم من الأسمنت لإنتاج نفس قوة الضغط.
سيزيد دخان السيليكا من القوة المبكرة للخرسانة ويُقلّل من حرارة الماء، هذه الخاصية تجعل استخدام دخان السيليكا مفيدًا جدًا في الخرسانة الجماعية ومع ذلك، فإنّ دخان السيليكا يزيد من الطلب على الماء في الخليط الخرساني ولهذا السبب يجب إضافة الملدّن الفائق إلى الخليط.
3- التعبئة الكثيفة للمكونات الخرسانية:
التعبئة الكثيفة هي أساس آخر لتحقيق الخرسانة عالية الأداء، يقوم الملدّن الفائق بتوزيع جزيئات الأسمنت. وجزيئات دقيقة من مواد البوزولاني مثل دخان السيليكا تملأ الفراغ بين جزيئات الأسمنت المتناثر والمعبأة عادة بشكل ناعم وخشن والنتيجة الإجمالية هي بنية مجهرية أكثر كثافة.
تظهر الخرسانة مسامية أقل مع عدم وجود دليل على المسام الشعرية ولا يمكن رؤية سوى مسام هلام أقل من 0.5 مم تحت التكبير العالي في المجهر الإلكتروني، ولا تظهر جسيمات (C-S-H) في الخرسانة التي تحتوي على أبخرة السيليكا كجزيئات فردية، بل كهيكل ضخم وكثيف.
4- تحسين المنطقة الانتقالية:
يُعَدّ تعزيز قوة المنطقة الانتقالية في الخرسانة آلية مهمة أخرى في إنتاج الخرسانة عالية الأداء، في وجود دخان السيليكا تحتل (C-S-H) الكثيفة جميع المساحة حول الركام ويتم إنشاء رابطة مباشرة مع الركام، نتيجة المنطقة الانتقالية المعززة هي تقليل التكسير الجزئي عند الواجهة بين معجون الأسمنت والركام.
في الخرسانة العادية ذات الإسمنت فقط، تكون المنطقة الانتقالية حول الركام 20 مم إلى 100 مم وأكثر ثراءً في هيدروكسيد الكالسيوم وإتريجينايت، مقابل مرحلة (C-S-H) في المصفوفة السائبة، المسامية أعلى أيضًا وبالتالي فإنّ المنطقة الانتقالية تُشكّل حلقة ضعيفة.
