ما هي آلية عامل دخول الهواء؟

عوامل احتجاز الهواء هي في الغالب مواد خافضة للتوتر السطحي أنيونية. عند الواجهة المائية الهواء، يتم توجيه المجموعات الكارهة للماء نحو الجانب الهوائي، بينما عند الواجهة المائية الأسمنتية، يتم امتصاص الأسمنت أو أيونات الماء الخاصة به مع المجموعات المحبة للماء. يتم صد المجموعات الكارهة للماء من الأسمنت وأيونات الماء الخاصة به، لتشكل طبقة امتصاص كارهة للماء والتي تميل إلى الاقتراب من سطح الهواء. بسبب هذا الاقتراب الأيوني من سطح الهواء وامتزاز جزيئات عامل حبس الهواء عند السطح البيني بين الهواء والماء، ينخفض ​​التوتر السطحي للماء بشكل كبير، مما يؤدي إلى تكوين فقاعات هواء صغيرة عديدة في الخرسانة أثناء الخلط. تحتوي هذه الفقاعات على طبقة امتصاص اتجاهية بنفس الشحنة، مما يجعلها تتنافر وتتوزع بالتساوي. من ناحية أخرى، تقوم العديد من عوامل احتجاز الهواء الأنيونية بترسيب أملاح الكالسيوم في محاليل الأسمنت عالية الكالسيوم، والتي تمتز على طبقة الفقاعات، مما يمنع الفقاعات من الانفجار بشكل فعال. يمكن للرغوة الصغيرة والموحدة أن تظل مستقرة لفترة معينة.

من الآلية المذكورة أعلاه، يمكن ملاحظة أن النشاط السطحي لعوامل احتجاز الهواء يشبه نشاط مخفضات الماء. الفرق هو أن النشاط السطحي لمخفضات الماء يحدث بشكل رئيسي عند السطح البيني السائل والصلب، في حين أن النشاط السطحي لعوامل احتجاز الهواء يحدث بشكل رئيسي في السطح البيني للغاز والسائل والصلب. من الواضح أن الوظيفة الأساسية لعوامل احتجاز الهواء هي إدخال فقاعات الهواء، تليها عمليات التشتت والترطيب.

عندما يتم خلط الملاط الجاف الذي يحتوي على عوامل احتجاز الهواء بالماء، فإن العوامل تقلل بشكل كبير من التوتر السطحي والطاقة السطحية للماء، مما يتسبب في تكوين فقاعات هواء صغيرة مغلقة عديدة بسهولة أثناء الخلط. معظم هذه الفقاعات يبلغ قطرها أقل من 200 ميكرومتر.

تُدخل عوامل احتجاز الهواء فقاعات دقيقة ثابتة إلى الملاط من خلال الفعل الجسدي. وهذا يقلل من كثافة الملاط الرطب، ويحسن قابلية التشغيل، ويزيد من إنتاجية الملاط الرطب. الهواء المحتجز في الملاط يعزز أداء العزل الحراري للخرسانة ولكنه يقلل أيضًا من قوتها. تختلف جرعة عوامل احتجاز الهواء باختلاف نوع الملاط الجاف وعامل احتجاز الهواء المستخدم، ولكنها عادةً ما تكون منخفضة جدًا، بشكل عام 0.002% إلى 0.01 % من كتلة الأسمنت بما لا يتجاوز 0.05% من كتلة الأسمنت.

هناك عوامل مختلفة تؤثر على محتوى الهواء في الملاط، بما في ذلك خصائص وكمية الأسمنت والمواد المضافة، ونسبة الماء إلى الأسمنت (نسبة الماء إلى الماء)، ونوع وجرعة عوامل سحب الهواء، وجودة الركام وتوزيع جزيئاته، ونوع وقدرة الخرسانة. خلاط الملاط، ودرجة حرارة الخلط، واتساق الخليط، ودرجة الحرارة المحيطة. على الرغم من أن كمية عامل احتجاز الهواء المضافة صغيرة جدًا، إلا أن لها تأثيرًا كبيرًا على أداء الملاط الجاف. وظائفها الرئيسية هي:

تحسين قابلية تشغيل الملاط الجاف

يؤدي دمج عوامل احتجاز الهواء إلى تكوين العديد من فقاعات الهواء الصغيرة المغلقة في الخليط الخرساني. تعمل هذه الفقاعات الدقيقة مثل المحامل الكروية، مما يقلل من مقاومة الاحتكاك بين جزيئات الركام، وبالتالي يزيد من سيولة الخليط الخرساني. إذا ظلت قابلية التدفق ثابتة، فيمكن تقليل محتوى الماء. في الوقت نفسه، عندما يتم توزيع الماء بالتساوي على سطح فقاعات الهواء العديدة، يتم تقليل كمية الماء المنقولة بحرية، مما يؤدي إلى انخفاض نزيف الملاط الرطب وبالتالي زيادة احتباس الماء والتماسك.

تقليل قوة الملاط الجاف

بسبب وجود فقاعات هواء عديدة، تقل مساحة تحمل الملاط، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الخرسانة. ومع ذلك، فإن العوامل التي تحبس الهواء لها تأثير معين في تقليل الماء (خاصة مخفضات الماء التي تحبس الهواء، والتي لها تأثير أكثر أهمية في تقليل الماء). إن انخفاض نسبة الماء إلى الأسمنت يعوض إلى حد ما القوة. ومع ذلك، فإن إضافة عوامل احتجاز الهواء لا تزال تؤدي إلى انخفاض في قوة الملاط، وخاصة قوة الضغط. لذلك، يجب التحكم بدقة في جرعة عوامل احتجاز الهواء، ويجب تحديد الجرعة المثالية من خلال اختبارات محتوى الهواء، وقابلية التشغيل، والقوة ذات الصلة للملاط. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لوجود العديد من فقاعات الهواء، يزداد التشوه المرن للملاط، وينخفض ​​معامل المرونة، وهو أمر مفيد لتحسين مقاومة الملاط للتشقق.

تعزيز النفاذية ومقاومة الصقيع للملاط

تعمل عوامل احتجاز الهواء على تقليل نزيف الخلطات الخرسانية (بشكل عام تقلل النزيف بنسبة 30٪ إلى 40٪). ونتيجة لذلك، يتم أيضًا تقليل القنوات الشعرية للنزيف. في الوقت نفسه، يؤدي وجود العديد من الفقاعات الدقيقة المغلقة إلى انسداد أو مقاطعة قنوات المياه الشعرية في الملاط، مما يغير بنية المسام ويعزز عدم نفاذية الملاط. تتمتع الفقاعات بقدرة كبيرة على التشوه المرن، مما يوفر تأثير توسيد ضد إجهاد التمدد الناتج عن تجميد الماء، وبالتالي تحسين مقاومة الصقيع للملاط وزيادة متانته. بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة عوامل احتجاز الهواء تقلل من كثافة الملاط، مما يوفر المواد ويزيد من مساحة البناء.

العوامل المؤثرة على محتوى الهواء في الملاط:

خصائص وكمية الأسمنت والمواد المضافة

نسبة الماء إلى الأسمنت (نسبة الماء إلى الرابط)

نوع وجرعة عوامل احتجاز الهواء

جودة وتوزيع الجسيمات من الركام

نوع وقدرة خلاط الملاط

درجة حرارة الخلط

تماسك الخليط

درجة الحرارة المحيطة