ما هو سبب نزيف الخرسانة الناتج عن الملدن المتفوق متعدد الكربوكسيل؟

تشير الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات (PCEs) إلى سلسلة من البوليمرات ذات هياكل جزيئية محددة وخصائص أداء، والتي تستخدم على نطاق واسع كملدّنات فائقة. تتطلب أجهزة PCE جرعة منخفضة، مع جرعة محتوى صلب نموذجية تبلغ {{0}}.15% إلى {{10}}.25%، حوالي ربع الجرعة المطلوبة فقط للملدنات الفائقة القائمة على النفثالين أو الأليفاتية. تُظهر أجهزة PCE معدلات عالية لخفض الماء، بشكل عام بين 20% و30% بجرعة تتراوح من 0.15% إلى 0.25%، ويمكن أن تتجاوز 45% بجرعة تشبع تبلغ 0.5%. باعتبارها مادة ملدنة فائقة تستخدم على نطاق واسع، من المتوقع أن تُظهر أجهزة PCE قدرًا أكبر من السلامة والكفاءة والقدرة على التكيف في التطبيقات العملية مقارنة بالملدنات الفائقة التقليدية القائمة على النفثالين. ومع ذلك، غالبًا ما تنشأ مشكلات مختلفة أثناء استخدامها في إنتاج الخرسانة، وبعضها لا يتم مواجهته مع الملدنات الفائقة الأخرى، مثل ظاهرة الارتداد الركود. يعد النزيف في الخرسانة حالة إشكالية للخليط، وهو معروف جيدًا بآثاره الضارة من قبل تقنيي الخرسانة، ويتم بذل الجهود لتجنبه أثناء إنتاج الخرسانة وتشييدها. قد يكون سبب النزيف الملموس في بعض الأحيان عوامل متعددة بدلاً من عامل واحد، مما يتطلب طرقًا متعددة لحله.

الأسباب الرئيسية لنزيف الخرسانة عند استخدام أجهزة PCE هي كما يلي:

1. جرعة زائدة من الملدن المتفوق متعدد الكربوكسيلات
تتميز أجهزة PCE بكفاءة عالية في تقليل الماء بجرعة منخفضة (حوالي 0.20% محتوى صلب). بدون تغيير المحتوى المائي للخرسانة، يمكن لأجهزة PCE تحسين هبوط الخرسانة بشكل كبير. مثل الملدنات الفائقة الأخرى، فإن معدل تقليل الماء في PCEs له علاقة إيجابية بالجرعة. بشكل عام، مع زيادة الجرعة، يرتفع أيضًا معدل تقليل الماء. في تصميم الخلطة الخرسانية، من الضروري تحديد الجرعة المناسبة من الخليط بناءً على متطلبات محتوى الماء، على سبيل المثال، يوصى بمعدل تقليل الماء بحوالي 20٪ للخرسانة C30 التي تحتوي على محتوى مائي يبلغ 170 كجم / م 3، ومعدل بنسبة 25%-30% للخرسانة C50 بوزن 160 كجم/م3. عندما تكون الجرعة عالية بشكل مفرط ولا تتطابق مع محتوى الماء في تصميم الخلطة، فإن قدرة التشتيت المحسنة تقلل من تماسك الخرسانة، مما يؤدي إلى المزيد من المياه الحرة ويسبب نزيف الخرسانة. على وجه الخصوص، يمكن أن يؤدي الاستخدام المفرط لأجهزة PCE من النوع الذي يحتفظ بالركود إلى حدوث نزيف حاد أو انفصال. لذلك، يجب تحديد جرعة PCE من خلال اختبار يعتمد على الوقت لمراقبة السلوك الملموس.

2. حساسية PCEs لدرجة الحرارة المحيطة وطبيعتها البطيئة الإطلاق
بالمقارنة مع الملدنات الفائقة الأخرى، فإن خصائص تقليل الماء والاحتفاظ بالركود في PCEs تتأثر أكثر بدرجة الحرارة. وقد أثبتت الدراسات أنه مع نفس الجرعة فإن معدل تقليل الماء في الشتاء يكون أقل قليلاً منه في الصيف، لكن الاحتفاظ بالركود يكون أفضل في الشتاء. في درجات حرارة الصيف المرتفعة، قد تظهر أجهزة PCE ذات الاحتفاظ الجيد بالركود "ارتدادًا للركود" عندما تنخفض درجة الحرارة فجأة. يمكن أن تؤدي تقلبات درجة الحرارة بمقدار 10 درجة إلى تغيير الجرعة بمقدار 0.1%-0.2% (استنادًا إلى جرعة قياسية تبلغ 2%). عندما تنخفض درجة الحرارة بشكل مفاجئ، فمن المستحسن ملاحظة التغيرات في سلوك الخرسانة وإجراء اختبارات على PCEs لتحديد الجرعات المناسبة. بالإضافة إلى ذلك، يجب تمديد وقت الخلط، خاصة بالنسبة للخرسانة ذات درجة قوة أعلى من C50، حيث يتم استخدام جرعات أعلى ويجب تشتيت PCE بالكامل.

3. الإضافة الثانوية للملدن الفائق لضبط الركود
قبل وضع الخرسانة، إذا كانت قابلية تشغيل الخرسانة لا تلبي متطلبات البناء، فغالبًا ما تتم إضافة أجهزة PCE إضافية إلى شاحنة الخلط. قد يؤدي الاستخدام المفرط أثناء الإضافة الثانوية إلى حدوث نزيف بعد وضعه حيث يستمر الملدن الفائق الزائد في العمل. عند ضبط قابلية التشغيل مع الإضافات الثانوية، يوصى بالإضافة على مراحل بناءً على حجم الخرسانة، مما يضمن الخلط الدقيق للتحكم في الجرعة.

4. الاستخدام غير السليم للمثبطات في مزج PCE
لتعزيز الاحتفاظ بالركود، غالبًا ما تتم إضافة المثبطات إلى خلطات PCE. يمكن أن يؤدي الاستخدام المفرط للمثبطات، أو الانخفاض المفاجئ في درجة الحرارة مع مكونات PCE المخلوطة لدرجات حرارة أعلى، إلى إبطاء ترطيب الأسمنت، مما يؤدي إلى نزيف الخرسانة. عند استخدام المثبطات، يجب مراعاة تأثيرها على نزيف الخرسانة. في الحالات المعرضة للنزيف، يمكن إضافة عوامل مناسبة لاحتباس الماء وتكثيفه لتقليل مخاطر النزيف. يجب التأكد من التوافق بين الأسمنت و PCE لتجنب الحالات التي تكون فيها الجرعات المنخفضة غير فعالة، ولكن الجرعات الزائدة تسبب النزيف.

5. قضايا التوافق بين الأسمنت وPCEs
يمكن أن يسبب التركيب المعقد للخرسانة تفاعلات كيميائية بين المكونات، ولا سيما بين الأسمنت وPCEs. يمكن أن يؤدي سوء التوافق إلى زيادة جرعة تشبع PCE، وإطالة وقت الضبط الأولي، وإطلاق المياه المجانية. يمكن أيضًا أن يؤدي انخفاض محتوى القلويات القابلة للذوبان أو انخفاض محتوى أو نشاط C3A في الأسمنت إلى إبطاء عملية الترطيب، مما يؤدي إلى النزيف.

6. الاختلافات في جودة الركام الخشن والناعم
إن التقلبات في جودة الرمل والركام، مثل التغيرات في محتوى الطين أو الرطوبة أو التدرج، والتغيرات في معامل نعومة الرمل، قد تزيد من احتمالية نزيف الخرسانة. على سبيل المثال، تؤدي الزيادة في معامل نقاوة الرمل إلى تقليل الطلب على المياه، كما تؤثر التغيرات في حجم الجسيمات ومحتوى الطين على امتصاص الخليط، مما يسبب النزيف. يجب تعزيز التحكم في العمليات في إنتاج الخرسانة لتقليل مخاطر النزيف. بالإضافة إلى ذلك، تأكد من عدم وجود مواد مدبدة في الرمال المصنعة، حيث أن التقلبات في مواد التلبد يمكن أن تسبب النزيف أو فقدان الركود السريع.

لمعالجة النزيف الناجم عن PCEs، فكر في التدابير التالية بشكل فردي أو مجتمعة:

• أضف كمية صغيرة من الملدن الفائق النفثالين أو أمينو سلفونات.
• قم بتقليل جرعة الخليط أو استخدم جرعة أقل من أجهزة PCE بطيئة الإطلاق.
• زيادة كمية الرماد المتطاير أو تقليل محتوى الماء.
• أضف الرمل الناعم (أو قم بزيادة نسبة الرمل) لتحسين احتباس الماء في الخليط.
• أضف عوامل التسميك المناسبة، مثل ألجينات الصوديوم، أو صمغ الزانثان، أو الدكسترين، أو إيثر كربوكسي ميثيل السليلوز، أثناء ضبط أو استبدال أنواع المثبط.
• بالنسبة للنزيف المتأخر، أضف كبريتات الصوديوم أو ثيوسلفات الصوديوم.