علت خونریزی بتن ناشی از فوق روان کننده پلی کربوکسیلیک چیست؟

فوق روان کننده های پلی کربوکسیلات (PCEs) به مجموعه ای از پلیمرها با ساختار مولکولی خاص و ویژگی های عملکردی اشاره دارد که به طور گسترده به عنوان فوق روان کننده استفاده می شود. PCE ها نیاز به دوز پایینی دارند، با دوز معمولی محتوای جامد از {{0}}.15٪ تا {{0}.25٪، تنها حدود یک چهارم دوز مورد نیاز برای فوق روان کننده های مبتنی بر نفتالین یا آلیفاتیک. PCE ها نرخ های کاهش آب بالایی را نشان می دهند، معمولاً بین 2{15}}٪ تا 30٪ در دوز 0.15٪ تا 0.25٪، و می توانند در دوز اشباع 0.5٪ از 45٪ تجاوز کنند. به عنوان یک فوق روان کننده پرکاربرد، انتظار می رود PCE ها ایمنی، کارایی و سازگاری بیشتری را در کاربردهای عملی در مقایسه با فوق روان کننده های سنتی مبتنی بر نفتالین نشان دهند. با این حال، اغلب مسائل مختلفی در حین استفاده از آنها در تولید بتن ایجاد می شود که برخی از آنها با دیگر فوق روان کننده ها مواجه نمی شوند، مانند پدیده بازگشت اسلامپ. خونریزی در بتن یک وضعیت مشکل ساز مخلوط است که توسط فناوران بتن به خوبی به دلیل اثرات نامطلوب آن شناخته شده است و تلاش هایی برای جلوگیری از آن در طول تولید و ساخت بتن انجام می شود. خونریزی بتن گاهی اوقات می تواند به جای یک عامل منفرد ناشی از چندین عامل باشد، بنابراین برای رفع آن نیاز به رویکردهای متعددی است.

دلایل اصلی خونریزی بتن هنگام استفاده از PCE به شرح زیر است:

1. مصرف بیش از حد فوق روان کننده پلی کربوکسیلات
PCE ها با راندمان بالا در کاهش آب با دوز پایین مشخص می شوند (تقریباً 0.20٪ محتوای جامد). بدون تغییر محتوای آب بتن، PCE ها می توانند اسلامپ بتن را به طور قابل توجهی بهبود بخشند. مانند سایر فوق روان‌کننده‌ها، میزان کاهش آب PCEs همبستگی مثبتی با دوز دارد. به طور کلی، با افزایش دوز، میزان کاهش آب نیز افزایش می یابد. در طراحی اختلاط بتن، انتخاب دوز مناسب افزودنی بر اساس نیازهای محتوای آب ضروری است، به عنوان مثال، نرخ کاهش آب حدود 20% برای بتن C30 با محتوای آب 170 کیلوگرم بر متر مکعب توصیه می شود. 25%-30% برای بتن C50 با 160 کیلوگرم بر مترمربع. هنگامی که دوز بیش از حد بالا باشد و با محتوای آب طراحی مخلوط مطابقت نداشته باشد، توانایی پخش افزایش یافته انسجام بتن را کاهش می دهد و منجر به آزادتر شدن آب و ایجاد خونریزی بتن می شود. به طور خاص، استفاده بیش از حد از PCE های نوع احتباسی می تواند باعث خونریزی شدید یا جدایی شود. بنابراین، دوز PCE باید از طریق آزمایش مبتنی بر زمان برای مشاهده رفتار بتن تعیین شود.

2. حساسیت PCE ها به دمای محیط و ماهیت آهسته رهش آنها
در مقایسه با دیگر فوق روان‌کننده‌ها، ویژگی‌های کاهش‌دهنده آب و ماندگاری PCEs بیشتر تحت تأثیر دما قرار می‌گیرد. مطالعات نشان داده اند که با دوز مشابه، میزان کاهش آب در زمستان کمی کمتر از تابستان است، اما احتباس کاهش آب در زمستان بهتر است. در دمای بالای تابستان، PCE هایی با حفظ اسلامپ خوب ممکن است زمانی که دما به طور ناگهانی کاهش می یابد، "بازگشت افت" را نشان دهند. نوسانات دما به میزان 10 درجه می‌تواند باعث تغییر دوز از 0.1٪ تا 0.2٪ (بر اساس دوز استاندارد 2٪) شود. هنگامی که دما به طور ناگهانی کاهش می یابد، توصیه می شود که تغییرات در رفتار بتن مشاهده شود و آزمایشاتی بر روی PCE ها برای تعیین دوزهای مناسب انجام شود. علاوه بر این، زمان اختلاط باید افزایش یابد، به ویژه برای بتن با درجه مقاومت بالاتر از C50، زیرا از دوزهای بالاتر استفاده می شود و PCE باید به طور کامل پراکنده شود.

3. افزودن ثانویه فوق روان کننده برای تنظیم افت
قبل از قرار دادن بتن، اگر کارایی بتن الزامات ساخت و ساز را برآورده نکند، PCE های اضافی اغلب به کامیون اختلاط اضافه می شوند. استفاده بیش از حد در هنگام افزودن ثانویه ممکن است منجر به خونریزی پس از قرار دادن شود زیرا فوق روان کننده اضافی به کار خود ادامه می دهد. هنگام تنظیم کارایی با افزودنی های ثانویه، توصیه می شود که در مراحل بر اساس حجم بتن اضافه شود و از اختلاط کامل برای کنترل دوز اطمینان حاصل شود.

4. استفاده نادرست از کندکننده ها در PCE Blending
برای افزایش حفظ اسلامپ، کندکننده‌ها اغلب به مخلوط‌های PCE اضافه می‌شوند. استفاده بیش از حد از کندکننده ها یا کاهش ناگهانی دما با PCE هایی که برای دماهای بالاتر ترکیب شده اند، می تواند هیدراتاسیون سیمان را کند کرده و منجر به خونریزی بتن شود. هنگام استفاده از کندکننده ها، تأثیر آنها بر خونریزی بتن را در نظر بگیرید. در مواردی که مستعد خونریزی هستند، می توان مواد نگهدارنده و غلیظ کننده مناسب برای کاهش خطرات خونریزی اضافه کرد. سازگاری بین سیمان و PCE باید تضمین شود تا از مواردی که دوزهای پایین بی اثر هستند، اما افزایش دوز باعث خونریزی می شود، اجتناب شود.

5. مشکلات سازگاری بین سیمان و PCE
ترکیب پیچیده بتن می تواند باعث واکنش های شیمیایی بین اجزا، به ویژه بین سیمان و PCE ها شود. سازگاری ضعیف می تواند دوز اشباع PCE را افزایش دهد، زمان تنظیم اولیه را طولانی کند و آب آزاد آزاد کند. محتوای قلیایی محلول کم یا کاهش محتوای C3A یا فعالیت در سیمان نیز می تواند هیدراتاسیون را کند کند و منجر به خونریزی شود.

6. تغییرات در کیفیت درشت و ریز سنگدانه
نوسانات در کیفیت ماسه و سنگدانه، مانند تغییر در محتوای رس، رطوبت، یا درجه بندی، و تغییرات در مدول ریزش ماسه، ممکن است احتمال خونریزی بتن را افزایش دهد. به عنوان مثال، افزایش مدول ظرافت شن و ماسه، تقاضای آب را کاهش می‌دهد و تغییر در اندازه ذرات و محتوای خاک رس بر جذب مخلوط تأثیر می‌گذارد و باعث خونریزی می‌شود. کنترل فرآیند در تولید بتن باید تقویت شود تا خطر خونریزی به حداقل برسد. علاوه بر این، اطمینان حاصل کنید که هیچ لخته‌کننده‌ای در شن و ماسه تولیدی وجود ندارد، زیرا نوسانات در لخته‌سازها می‌تواند باعث خونریزی یا از بین رفتن سریع اسلامپ شود.

برای رفع خونریزی ناشی از PCE، اقدامات زیر را به صورت جداگانه یا ترکیبی در نظر بگیرید:

• مقدار کمی نفتالین یا آمینو سولفونات فوق روان کننده اضافه کنید.
• دوز ماده افزودنی را کاهش دهید یا از دوز کمتری از PCE های آهسته رهش استفاده کنید.
• مقدار خاکستر بادی را افزایش دهید یا محتوای آب را کاهش دهید.
• برای بهبود احتباس آب مخلوط، ماسه ریز را اضافه کنید (یا نسبت ماسه را افزایش دهید).
• عوامل غلیظ کننده مناسب مانند آلژینات سدیم، صمغ زانتان، دکسترین یا کربوکسی متیل سلولز اتر را اضافه کنید، در حالی که انواع کندکننده را تنظیم یا جایگزین کنید.
• برای خونریزی تاخیری، سولفات سدیم یا تیوسولفات سدیم را اضافه کنید.