مثبطات الخرسانة هي مواد مضافة أو مضافات تساعد على تأخير أو إبطاء عملية التصلب. يقدم عمال البناء مثبطات الخرسانة من أجل زيادة قابلية تشغيل الخرسانة للسماح بسهولة التعامل مع الخرسانة ووضعها وتشطيبها. وهذا يمنح البناة مزيدًا من التحكم والمرونة لإنهاء المشاريع في جدول زمني معين. تعتبر مثبطات الخرسانة ذات أهمية خاصة عندما يتعلق الأمر بالنقل لمسافات طويلة أو عمليات البناء المعقدة.
أنواع المثبطات للخرسانة
يصنف الخبراء مثبطات الخرسانة إلى مجموعتين رئيسيتين: المثبطات العضوية والمثبطات الكيميائية، على الرغم من أن هذه التصنيفات ليست متميزة كما قد تبدو لأن بعض المثبطات تحتوي على مركبات كيميائية وعضوية.
مثبطات الخرسانة العضوية
المثبطات المعتمدة على السكر – المثبطات المعتمدة على السكر مصنوعة من السكريات مثل السكروز والجلوكوز. هذه السكريات تتداخل مع عملية الترطيب وبالتالي تؤخر تصلب الخرسانة. وهي فعالة من حيث التكلفة، وقابلة للتكيف مع أنواع مختلفة من الخرسانة، وهي غير سامة وتعمل في نطاق واسع من درجات الحرارة. Lignosulfonates – يتم اشتقاق Lignosulfonates من عملية لب الخشب. هذه هي مثبطات قابلة للذوبان في الماء ومعروفة بفعاليتها. كما أنها تساعد على تحسين قابلية التشغيل وتدفق الخرسانة. اللجنوسلفونات المعدلة – اللجنوسلفونات المعدلة هي اللجنوسلفونات المحسنة كيميائيا. إنها تتمتع بجميع صفات اللجنوسلفونات القياسية، ولكنها تعمل أيضًا على تحسين مرونة الجرعة لمنح شركات البناء مزيدًا من التحكم في العملية والنتيجة. مثبطات الأحماض العضوية – مثبطات ذات أساس عضوي تشكل مجمعات تحتوي على أيونات الكالسيوم في الأسمنت. هذه الأنواع من المثبطات لا تعتمد على درجة الحرارة وتتوافق مع العديد من أنواع الخرسانة والمضافات.
مثبطات الخرسانة الكيميائية
الفوسفات – تعمل مثبطات الفوسفات عن طريق تأخير تكوين منتجات الماء في الأسمنت. وهي فعالة في ظروف درجات الحرارة المرتفعة وتعزز الاستقرار الكيميائي وتنمية القوة المبكرة. حمض الستريك – يتشكل حمض الستريك، المشتق من الحمضيات، مع أيونات الكالسيوم لإبطاء الترطيب وتمديد وقت الإعداد. معدل الجرعة لمثبطات حمض الستريك أقل من الأنواع الأخرى، لذلك فهي أكثر فعالية من حيث التكلفة، وغير سامة. البورات – مثبطات البورات، مثل البوراكس أو بورات الكالسيوم، هي إضافات كيميائية تعمل بشكل فعال على إبطاء عملية الترطيب وتحديد الوقت. وهي أيضًا مثبطات منخفضة الجرعة وتقلل من الترطيب الحراري، وهو أمر مفيد في التطبيقات واسعة النطاق.
كيف تعمل مثبطات الخرسانة؟
تعمل جميع الأنواع المميزة من مثبطات الخرسانة من خلال التأثير على التفاعل الكيميائي بين الأسمنت والماء، المعروف باسم الترطيب. ومع ذلك، فإن الآلية المحددة للتأثير على الترطيب تعتمد على نوع المثبط.
الامتزاز – تعمل بعض المثبطات، مثل الليجنوسلفونات، عن طريق الامتصاص على سطح جزيئات الأسمنت. وهذا يتداخل مع الاتصال بين الماء والأسمنت ويؤخر بدء عملية الترطيب. التكوين المركب – تشكل المثبطات الأخرى، بما في ذلك الأحماض العضوية مثل حمض الستريك وحمض الطرطريك، معقدات مع أيونات الكالسيوم الموجودة في الأسمنت. هذا المجمع يمنع عملية الترطيب. حجب السطح – تعمل بعض المثبطات، مثل مثبطات الليجنوسلفونات المعدلة أو القائمة على السكر، على إنشاء طبقة رقيقة على سطح جزيئات الأسمنت وتبطئ تغلغل الماء وتأخير الترطيب. تأخير النواة – تعمل هذه المثبطات عن طريق تأخير النواة، أو تكوين منتجات الترطيب البلورية في الأسمنت.
آثار المثبطات على صفات الخرسانة
تتمتع المثبطات بالعديد من التأثيرات المفيدة على الخرسانة، مما يمنحها المزيد من المرونة فيما يتعلق بالجداول الزمنية للبناء. من الضروري دراسة النوع الدقيق وكمية المثبط اللازمة للمهمة ونوع الخرسانة، حيث أن النوع أو الكمية الخاطئة يمكن أن يكون لها آثار ضارة على الخرسانة.
قابلية التشغيل الموسعة
إن قابلية التشغيل الممتدة هي السبب الرئيسي الذي يجعل معظم شركات البناء تستخدم مثبطات الخرسانة. من خلال إبطاء وقت الإعداد، يكون لدى عمال البناء جدول زمني أطول للتعامل مع الخرسانة ووضعها وإنهائها. يكون هذا التأثير مفيدًا بشكل خاص عندما تكون هناك مسافة نقل طويلة، أو قوالب صب الخرسانة المعقدة، أو عمليات البناء المعقدة.
تقليل خطر الشقوق
تساعد المثبطات على تقليل خطر ظهور الشقوق لأنها تبطئ عملية الترطيب وتوليد الحرارة. يساعد هذا الارتفاع المتحكم فيه في درجة الحرارة على تقليل احتمالية التشقق الحراري. وهذا مفيد بشكل خاص في التطبيقات الخرسانية الكبيرة. يمكن أن تؤدي الكميات غير المناسبة من المثبطات إلى زيادة خطر التشقق والانكماش، لذلك من الضروري اتباع نصيحة الخبراء فيما يتعلق بكميات المثبطات.
قوة معززة
تساعد المثبطات على زيادة قوة الارتباط بين الخرسانة الحالية والجديدة من خلال زيادة قابلية التشغيل والسماح بزيادة التشابك بين جزيئات الركام. تعمل المثبطات أيضًا على زيادة قوة الضغط للخرسانة الممزوجة بالمثبطات. من المهم لتطوير القوة المثلى للخرسانة استخدام النوع والكمية الصحيحة من مثبط الخرسانة.
نزيف
يمكن أن تؤثر المثبطات على نزيف الخرسانة بطرق مختلفة. بعض المثبطات سوف تقلل من نزيف الخرسانة والبعض الآخر سيكون له تأثير معاكس. تعمل المثبطات على تأخير عملية الضبط، مما يتيح مزيدًا من الوقت لارتفاع الماء إلى سطح الخرسانة. ومع ذلك، تساعد بعض المثبطات الخليط الخرساني على الاحتفاظ بمزيد من الماء لتقليل الكمية التي ستنزف على السطح.
تماسك
تؤثر المثبطات أيضًا على تماسك الخرسانة بطرق متنوعة. في بعض الحالات، ستسمح قابلية التشغيل الموسعة التي تخلقها المثبطات بتفاعل أفضل للجسيمات وانتشارها في المواد الأسمنتية والركام والمكونات الأخرى. وهذا يمكن أن يزيد من التجانس داخل الخليط الكلي. ومع ذلك فإن بعض المثبطات تزيد من محتوى الماء مما قد يقلل من التماسك.
التطبيقات الخرسانية التي تستفيد من استخدام المثبطات
إن استخدام مثبطات الخرسانة يفيد بشكل خاص بعض التطبيقات الخرسانية.
مشاريع الطقس الحار – درجات الحرارة المرتفعة تقلل من قابلية تشغيل الخرسانة عن طريق تسريع تبخر الماء. تساعد المثبطات على إطالة زمن تصلب الخرسانة، حتى في الطقس الحار، لتقليل خطر التصلب المبكر. البناء واسع النطاق – تعتبر المثبطات مفيدة في مشاريع البناء واسعة النطاق حيث يستغرق صب الخرسانة وتشكيلها وتشطيبها وقتًا أطول. تعمل المثبطات على توسيع نافذة قابلية التشغيل للمشاريع الكبيرة. الخرسانة المضخوخة – عندما يتم ضخ الخرسانة لمسافات كبيرة أو إلى ارتفاعات أعلى، تساعد المثبطات على زيادة قابلية التشغيل. وهذا يقلل من خطر الانسداد مما يضمن الدمج المناسب. الخرسانة المعقدة أو الحشو – يمنح الوقت الطويل للخرسانة مع المثبطات عمال البناء مزيدًا من الوقت لمشاريع الخرسانة المعقدة والمعقدة. يساعد هذا في مشاريع مثل ختم الخرسانة أو تطبيق أصباغ الألوان. الخرسانة مسبقة الصب – يعد استخدام المثبط أمرًا شائعًا في تطبيقات الخرسانة مسبقة الصب. إنها تساعد في الحفاظ على قابلية تشغيل الخرسانة أثناء عملية الصب مما يعزز التماسك وتحسين التفاصيل وتقليل مخاطر المفاصل الباردة في العناصر مسبقة الصب.
دمج المثبطات في خليط خرساني
يقوم عمال البناء بدمج المثبطات في الخرسانة أثناء مرحلة الخلط، لكن الطريقة المحددة تعتمد على نوع المثبطات والشكل الذي يتم توفيرها به سواء كان مسحوقًا أو سائلًا أو مادة مضافة. فيما يلي الخطوات العامة لدمج المثبطات في الخرسانة.
تحديد الجرعة – من الضروري الرجوع إلى إرشادات الشركة المصنعة و/أو الأوراق الفنية لتحديد الكمية الصحيحة من المثبط التي تحتاجها لمشروعك. القليل جدًا من الخليط لن يكون له التأثير المطلوب، ولكن الكثير منه يمكن أن يؤدي إلى وقت إعداد طويل ويؤخر اكتساب القوة. تحضير المثبط – المثبطات تأتي في مجموعة متنوعة من الأشكال. يجب إذابة مثبطات القدرة في الماء قبل إضافتها إلى الخرسانة. يمكن استخدام مثبطات السوائل والمضافات مباشرة. ضبط محتوى الماء – تأكد من حساب كمية الماء في مثبطات المسحوق في محتوى الماء الإجمالي لمزيج الأسمنت. سوف تحتاج إلى ضبط محتوى الماء للتأكد من أنه مناسب لكمية الخلطة الخرسانية. أضف المثبط – بالنسبة للكميات الصغيرة من المثبط، يمكنك إضافته مباشرة إلى المكونات الجافة. بالنسبة للخلط على نطاق واسع، فمن الأفضل دمج المثبطات. امزج جيدًا – بمجرد إضافة المثبط، يجب عليك خلط جميع المكونات لضمان التوزيع الموحد. اتبع الممارسات الخرسانية القياسية لمدة الخلط.
