ما هي حالة تطبيق الخلطات الخرسانية؟

1. التطبيق الحالي للخلطات الخرسانية

تستخدم العديد من شركات الخرسانة مخفضات المياه التقليدية القائمة على النفثالين في إنتاج الخرسانة منخفضة القوة (C10-C40)، بينما تتحول إلى الخلطات القائمة على البولي كربوكسيلات عند إنتاج الخرسانة من الدرجة C40 وما فوق. يتم تحديد هذا الاختيار من خلال عدة عوامل:

• تعتبر عملية مزج المضافات القائمة على النفثالين بسيطة نسبيًا، ويمكن لبعض مصانع الخرسانة مزج مضافات النفثالين بنفسها، مما يقلل من تكاليف الإنتاج.
• أثناء عملية الإنتاج، يكون التحكم في الخلطات القائمة على النفثالين أسهل. عندما تتقلب الجرعة ضمن نطاق ±0.2%، فإن خصائص الخرسانة لا تتغير بشكل ملحوظ، مما يعني أن هناك مساحة تعديل أكبر للخليط. لديهم أيضًا قدرة جيدة على التكيف مع الأسمنت. عندما تكون هناك تغييرات طفيفة في محتوى الرطوبة أو الطين في الركام، تظل الخرسانة مستقرة، ومن السهل نسبيًا إنتاج الخرسانة ذات القوة المنخفضة إلى المتوسطة.
• تمثل الخرسانة منخفضة إلى متوسطة القوة (C10-C40) غالبية الطلب في السوق، وتشكل حوالي 80%-90% من إجمالي الإنتاج في مصانع خلط الخرسانة، بينما تمثل الخرسانة عالية القوة أقل من 10%. تساهم هذه الأسباب في الهيمنة الحالية للمضافات القائمة على النفثالين في الصناعة.

ومع ذلك، فإن الخلطات القائمة على النفثالين لها بعض القيود أثناء الإنتاج والاستخدام:

• ينتج عن إنتاج المخاليط التي تحتوي على النفثالين بعض المواد السامة التي يمكن أن تسبب التلوث البيئي.
• عند إنتاج خرسانة عالية القوة وعالية التدفق، فمن الصعب ضمان القوة وقابلية التشغيل. نظرًا للقيود المفروضة على تأثير تقليل الماء، فإن كمية الأسمنت المستخدمة في الخرسانة عالية القوة تكون كبيرة نسبيًا. تصبح الخرسانة الممزوجة بمخفضات الماء القائمة على النفثالين سميكة للغاية ويصعب العمل بها. في السابق، عندما تم استخدام الخلطات القائمة على النفثالين للخرسانة عالية القوة، كان مطلوبًا رقابة صارمة على جرعات الماء والمواد المضافة لضمان القوة. ومع ذلك، من الناحية العملية، كانت قابلية تشغيل الخرسانة ضعيفة، وكان الخليط لزجًا وسميكًا. على الرغم من وجود السيولة، إلا أنها كانت بطيئة، مما أدى إلى تباطؤ سرعة البناء وشكاوى من العمال في الموقع. إن زيادة جرعة الخليط لم تحسن الحالة، كما أن الاستخدام المفرط للمادة المضافة يمكن أن يؤثر على وقت تماسك الخرسانة وقوتها. ولم تكن إضافة الماء خيارًا.

2. خصائص واتجاه تطوير الجيل الجديد من مضافات البولي كربوكسيلات

مع التطور السريع لصناعة البناء والتشييد، ظهرت متطلبات متزايدة على قوة الخرسانة ومتانتها. القوة هي أحد المحاور الرئيسية لتطوير تكنولوجيا الخرسانة. بسبب التحضر المتسارع في الصين، يقوم المطورون بزيادة معدل استخدام الأراضي الحضرية، وأصبحت المباني التي يزيد ارتفاعها عن 100 متر أكثر شيوعا. وفي الوقت نفسه، تجاوزت درجات قوة الخرسانة درجة C40 التقليدية، مع استخدام C50 وC60 وحتى الخرسانة ذات القوة الأعلى. أظهرت العديد من الممارسات الهندسية أن استخدام الخرسانة عالية القوة لا يقلل فقط من حجم المقاطع الهيكلية، ويخفف الوزن الذاتي للهيكل، ويقلل من استهلاك المواد، ولكنه يعزز أيضًا مقاومة المبنى للزلازل، ويسرع البناء، ويقلل من تكاليف المشروع، ويلبي متطلبات البناء الخاصة.
مع استمرار تطور الخرسانة في اتجاه القوة والأداء الأعلى، زادت متطلبات المواد الخام، وخاصة المواد المضافة. لم تعد الخلطات التقليدية القائمة على النفثالين قادرة على تلبية هذه المتطلبات بسبب القيود في عمليات الإنتاج وقابلية تشغيل الخرسانة. لقد تم تطوير الجيل الجديد من الخلطات المعتمدة على البولي كربوكسيلات بسرعة وتم تطبيقها بنجاح في السكك الحديدية والجسور والحفاظ على المياه وقطاعات هندسة الخرسانة الأخرى.

بالمقارنة مع المضافات القائمة على النفثالين، تتمتع مضافات البولي كربوكسيلات بالمزايا الثلاث الرئيسية التالية:

• ارتفاع معدل تقليل المياه وتشتت أفضل: مع نفس كمية المضافات، تحافظ المضافات المعتمدة على البولي كربوكسيلات على نفس القوة والهبوط وقابلية التدفق مع توفير حوالي 10 كجم من الماء. إن أهمية توفير 10 كجم من الماء لكل متر مكعب من الخرسانة أمر مفهوم جيدًا في الصناعة - وهذا التخفيض يوفر ما يقرب من 20 كجم إلى 30 كجم من الأسمنت. وتتجلى الميزة الأكبر لها في الخرسانة عالية القوة، حيث يمكن تقليل كمية الأسمنت بشكل كبير، مما يؤدي إلى خفض تكاليف الإنتاج بشكل فعال. وهذا يلبي حقًا المتطلبات "الثلاثة المنخفضة" المتمثلة في انخفاض محتوى الأسمنت، وانخفاض نسبة الماء إلى الأسمنت، ومحتوى الماء المنخفض.
• صديقة للبيئة: يتم إنتاج مضافات البولي كربوكسيلات دون استخدام منشطات قوية مثل الفورمالديهايد أو حمض الكبريتيك شديد التآكل، مما يجعلها صديقة للبيئة ومستدامة.
• نطاق تطبيق واسع وآفاق تطوير واعدة: يتم تطبيق الخلطات المعتمدة على البولي كربوكسيلات في الخرسانة ذاتية الضغط، والخرسانة ذات الوجه العادل، والخرسانة عالية القوة، والخرسانة عالية المتانة، والخرسانة البحرية، والهياكل الخرسانية الجاهزة. جودتها تتحسن باستمرار. نظرًا لمزاياها الشاملة، فقد تم استخدام الخلطات المعتمدة على البولي كربوكسيلات على نطاق واسع وبنجاح في العديد من مناطق الصين، مما أدى إلى تحقيق فوائد تقنية واقتصادية كبيرة. أثبتت التجربة العملية أن ترويج واستخدام مضافات البولي كربوكسيلات هو مطلب لا مفر منه لتطوير جودة الخرسانة نحو الأداء العالي.