Πόση επίδραση έχει η επιλογή των προσμείξεων σκυροδέματος στην απόδοση του σκυροδέματος;

Η Συνεχής Ανάπτυξη της Εθνικής Οικονομίας της Κίνας

Η συνεχής ανάπτυξη της εθνικής οικονομίας της Κίνας έχει οδηγήσει σε αυξημένη ζήτηση για σκυρόδεμα, τσιμέντο και συναφή προϊόντα στους βασικούς βιομηχανικούς κλάδους κατασκευών και κατασκευών. Αυτή η ζήτηση οδήγησε κατά συνέπεια την ανάπτυξη της βιομηχανίας προϊόντων τσιμέντου και του κλάδου του σκυροδέματος. Ωστόσο, καθώς η τεχνολογία των κτιρίων συνεχίζει να προοδεύει, οι άνθρωποι θέτουν μεγαλύτερες απαιτήσεις σε τσιμέντο και σκυρόδεμα. Αυτές οι απαιτήσεις αντικατοπτρίζονται στην ανάγκη το σκυρόδεμα να παρουσιάζει πρώιμη αντοχή, ρυθμιζόμενο χρόνο πήξης, υψηλή ρευστότητα, υψηλή ανθεκτικότητα και ελαφριές ιδιότητες. Επιπλέον, υπάρχει απαίτηση για εύκολη διαμόρφωση, χαμηλό κόστος προετοιμασίας και απλές μεθόδους σκλήρυνσης. Για την κάλυψη αυτών των αναγκών, έχουν εισαχθεί πρόσμικτα σκυροδέματος.

Τα πρόσμικτα σκυροδέματος κατηγοριοποιούνται γενικά σε παράγοντες πρώιμης αντοχής, παράγοντες μείωσης του νερού, παράγοντες που συμπαρασύρουν τον αέρα και επιβραδυντές. Αυτά τα πρόσμικτα χαρακτηρίζονται από τη χαμηλή τους δοσολογία και τους διαφορετικούς τύπους, που τους επιτρέπουν να ενισχύσουν ή να βελτιώσουν τις ιδιότητες του σκληρυμένου σκυροδέματος. Η έρευνα της επίδρασης των προσμείξεων σκυροδέματος στην απόδοση του σκυροδέματος, καθώς και της συμβατότητας μεταξύ προσμείξεων και τσιμέντου, είναι απαραίτητη για την αποτελεσματική χρήση των προσμείξεων σκυροδέματος και τη μεγιστοποίηση του ρόλου του σκυροδέματος στην κατασκευαστική μηχανική.

1. Ανάλυση απόδοσης προσμείξεων σκυροδέματος

1.1 Η επίδραση της συμβατότητας με πρόσμειξη και τσιμέντο στο σκυρόδεμα

(1) Κάθε τύπος πρόσμειξης σκυροδέματος έχει τη συγκεκριμένη λειτουργικότητά του. Η προσθήκη τέτοιων προσμιγμάτων μπορεί να βελτιώσει ορισμένες πτυχές της απόδοσης του σκυροδέματος. Για παράδειγμα, η προσθήκη ενός παράγοντα μείωσης του νερού μπορεί να αυξήσει τη ρευστότητα του σκυροδέματος διατηρώντας την ίδια περιεκτικότητα σε νερό ή να μειώσει την περιεκτικότητα σε νερό της μονάδας διατηρώντας την ίδια ρευστότητα, αυξάνοντας έτσι την αντοχή του σκυροδέματος και βελτιώνοντας την αντοχή του. Η έννοια της συμβατότητας ή ασυμβατότητας μεταξύ προσμείξεων σκυροδέματος και τσιμέντου μπορεί να γίνει κατανοητή ως εξής: Σύμφωνα με τις τεχνικές προδιαγραφές για την εφαρμογή πρόσμειξης σκυροδέματος, εάν προστεθεί ένα δοκιμασμένο και συμβατό με τα πρότυπα πρόσμικτο στο τσιμέντο που πληροί τις αντίστοιχες απαιτήσεις και επιτυγχάνεται το επιθυμητό αποτέλεσμα , τότε το τσιμέντο και το πρόσμικτο θεωρούνται συμβατά. Αντίθετα, εάν δεν επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα, το τσιμέντο και το πρόσμικτο θεωρούνται ασύμβατα.

Για παράδειγμα, η χρήση πολλών τύπων συνηθισμένου τσιμέντου Portland και η προσθήκη ενός συγκεκριμένου παράγοντα μείωσης του νερού υψηλής απόδοσης (που πληροί τα πρότυπα ποιότητας) υπό ίδιες συνθήκες προετοιμασίας, εάν ένας τύπος τσιμέντου δεν επιτύχει τον επιθυμητό ρυθμό μείωσης νερού, υποδηλώνει ασυμβατότητα μεταξύ αυτού του τσιμέντου και του παράγοντα μείωσης του νερού, ενώ τα άλλα είναι συμβατά. Ομοίως, εάν οι παράγοντες ταχείας πήξης αποτύχουν να παράγουν το αναμενόμενο αποτέλεσμα ταχείας πήξης ή οι επιβραδυντές οδηγήσουν σε λανθασμένη πήξη όταν αναμιγνύονται με ορισμένους τύπους τσιμέντου, υποδηλώνει ασυμβατότητα μεταξύ του μίγματος και του τσιμέντου. Σχεδόν όλοι οι τύποι προσμείξεων έχουν προβλήματα συμβατότητας με το τσιμέντο σε διάφορους βαθμούς. Οι παράγοντες μείωσης του νερού, που είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι, συχνά παρουσιάζουν προβλήματα ασυμβατότητας, τα οποία μπορεί να εκδηλωθούν ορατά και γρήγορα (π.χ. κακή ρευστότητα, χαμηλοί ρυθμοί μείωσης του νερού, σκλήρυνση μείγματος με παραγωγή θερμότητας ή υπερβολικά γρήγορη απώλεια ρευστότητας).

(2) Σε ένα έργο, χρησιμοποιήθηκε ένας συγκεκριμένος τύπος τσιμέντου κλιβάνου άξονα και ένας σύνθετος παράγοντας μείωσης του νερού υψηλής απόδοσης από ένα συγκεκριμένο εργοστάσιο. Αρχικά τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά. Ωστόσο, μια παρτίδα τσιμέντου αναμεμειγμένη με το ίδιο πρόσμικτο προκάλεσε γρήγορη πήξη στο σκυρόδεμα, με αποτέλεσμα χαλαρές κατασκευές από σκυρόδεμα και απαιτώντας την κατεδάφιση 800m³ ολοκληρωμένου σκυροδέματος. Η έρευνα αποκάλυψε ότι ενώ τόσο το τσιμέντο όσο και ο παράγοντας μείωσης του νερού πληρούσαν τα αντίστοιχα πρότυπα, ο συνδυασμός προκάλεσε σοβαρά προβλήματα ποιότητας. Οι πειραματικές δοκιμές επιβεβαίωσαν την ταχεία πήξη, η οποία επιλύθηκε με την προσθήκη 0,5%-1,0% διένυδρου γύψου στο τσιμέντο, δίνοντας σκυρόδεμα καλής απόδοσης. Αυτό έδειξε ότι η ασυμβατότητα οφειλόταν στην ανεπαρκή περιεκτικότητα του τσιμέντου σε γύψο, παρά την τήρηση των προτύπων τσιμέντου.

(3) Συνοπτικά, τα ζητήματα συμβατότητας μεταξύ των προσμείξεων και του τσιμέντου είναι περίπλοκα και αναπόφευκτα στη μηχανική. Αυτά τα ζητήματα μπορούν να επηρεάσουν την απόδοση της εφαρμογής και μερικές φορές να οδηγήσουν σε σοβαρά μηχανικά ατυχήματα και σημαντικές οικονομικές απώλειες. Η συμβατότητα μεταξύ τσιμέντου και προσμείξεων είναι τόσο επιστημονικό όσο και πρακτικό ζήτημα που προκύπτει από πραγματικά περιστατικά μηχανικής. Απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή από τις παραγωγικές μονάδες και τα τμήματα μηχανικών εφαρμογών.

1.2 Λειτουργίες προσμείξεων σκυροδέματος

Τα αποτελέσματα των προσμείξεων σκυροδέματος ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο τους. Γενικά, τα πρόσμικτα μπορούν να βελτιώσουν τη ρευστότητα του σκυροδέματος υπό σταθερή περιεκτικότητα σε τσιμέντο και νερό ή να μειώσουν την περιεκτικότητα σε νερό υπό σταθερές συνθήκες τσιμέντου και καθίζησης, αυξάνοντας έτσι την αντοχή και την ανθεκτικότητα του σκυροδέματος. Μπορούν επίσης να μειώσουν τη χρήση τσιμέντου και να μειώσουν το κόστος υπό σταθερές σχεδιασμένες συνθήκες αντοχής και καθίζησης. Οι παράγοντες πρώιμης αντοχής ενισχύουν την αντοχή του σκυροδέματος σε αρχικό στάδιο και χρησιμοποιούνται κυρίως σε επισκευές έκτακτης ανάγκης και χειμερινές κατασκευές. Οι παράγοντες μείωσης του νερού βελτιώνουν την αντοχή και μειώνουν τη χρήση νερού διατηρώντας παράλληλα τη συνοχή του σκυροδέματος. Οι παράγοντες που συμπαρασύρουν τον αέρα μειώνουν την αιμορραγία και τον διαχωρισμό που προκαλείται από την ανάμειξη, βελτιώνοντας την εργασιμότητα του σκυροδέματος. Οι επιβραδυντές καθυστερούν τον χρόνο πήξης και χρησιμοποιούνται συνήθως στη σκυροδέτηση μαζικού σκυροδέματος, στη σκυροδέτηση με ζεστό καιρό ή στη μεταφορά σκυροδέματος σε μεγάλες αποστάσεις.

1.3 Επίδραση των παραγόντων μείωσης του νερού στην απόδοση του σκυροδέματος

Οι παράγοντες μείωσης του νερού, που αποτελούνται κυρίως από επιφανειοδραστικούς παράγοντες, είναι τυπικά ανιονικά τασιενεργά. Αυτοί οι παράγοντες δεν αντιδρούν χημικά με το τσιμέντο αλλά λειτουργούν κυρίως μέσω πλαστικοποίησης, συμπεριλαμβανομένης της διαβροχής, της διασποράς προσρόφησης και της λίπανσης. Αυτές οι ιδιότητες μειώνουν την απαίτηση σε νερό για την ανάμειξη του σκυροδέματος, ενισχύουν την εργασιμότητα και βελτιώνουν το πλαστικοποιητικό αποτέλεσμα του πρόσφατα αναμεμειγμένου σκυροδέματος.

1.4 Επίδραση των παραγόντων που παρασύρουν αέρα στην απόδοση του σκυροδέματος

Οι παράγοντες που συμπαρασύρουν τον αέρα εισάγουν πολλές μικρές, ανεξάρτητες φυσαλίδες στο σκυρόδεμα, βελτιώνοντας σημαντικά την εργασιμότητα του. Όσον αφορά την αποτελεσματικότητα μείωσης του νερού, οι παράγοντες που συμπαρασύρουν τον αέρα μπορούν να αυξήσουν την αντοχή του σκυροδέματος. Ωστόσο, από την άποψη της εισαγωγής αέρα, η αντοχή του σκυροδέματος γενικά μειώνεται. Κατά συνέπεια, το σκυρόδεμα που περιέχει παρασυρόμενους αέρα ή παράγοντες μείωσης του νερού που παρασύρουν αέρα εμφανίζει χαμηλότερο μέτρο ελαστικότητας σε σύγκριση με το σκυρόδεμα που δεν έχει παρασυρθεί αέρα, με τη μείωση του συντελεστή ελαστικότητας να υπερβαίνει τη μείωση της αντοχής. Αυτό συμβαίνει επειδή οι πολυάριθμες μικροφυσαλίδες στην πάστα τσιμέντου μειώνουν το μέτρο ελαστικότητας της.