مع التطوير المستمر لعلوم المواد ، أصبحت مجالات تطبيق الخرسانة أوسع وأوسع نطاقًا. بغض النظر عن الحقل الذي يتم استخدام الخرسانة فيه ، فإن مفتاح تصميم نسبة المزيج هو استهداف قابلية التشغيل والخصائص الميكانيكية ومتانة الخرسانة. حدد المواد الخام المناسبة وتحسين معلمات النسبة لتلبية متطلبات التصميم. تبدأ هذه المقالة من المتطلبات الكامنة لتصميم نسبة المزيج وتستكشف اتجاه ضبط نسبة المزيج تحت تأثير العوامل المختلفة ، والتي لها أهمية توجيهية عملية لتصميم وإنتاج الخرسانة.
المتطلبات الفنية لتصميم المزيج الملموس
عند تصميم نسبة الخليط من الخرسانة ، تتمثل الاعتبارات الرئيسية في تلبية المتطلبات الفنية لقابلية العمل ، والخصائص الميكانيكية ، والمتانة. في مرحلة الإنتاج والبناء ، يجب تلبية قابلية عمل الخليط الخرساني ، وتشمل خصائصه بشكل أساسي السيولة والتماسك والاحتفاظ بالماء ؛ في مراحل تكوين الخرسانة والمعالجة والاستخدام لاحقًا ، يجب تلبية متطلبات الخصائص الميكانيكية ، والتي تشير بشكل أساسي إلى قوة الخرسانة. قوة الضغط المكعب ، قوة الانحناء ، والقدرة على مقاومة تشوه الخرسانة (بما في ذلك أساسًا الانكماش الكيميائي ، انكماش الكربنة ، تشوه جاف ورطب ، تشوه درجة الحرارة ، الزحف ، إلخ) ؛ في مرحلة الاستخدام اللاحقة ، يجب أيضًا تلبية متطلبات المتانة ، ويشمل أدائها بشكل أساسي مضاد للنفاذ ، ومضاد للتجميد ، والكربنة ، وتآكل الصلب ، ومقاومة التآكل ، إلخ.
02 تحليل وتعديل العوامل التي تؤثر على نسبة المزيج الخرساني
إن تكوين واختيار المواد الخام الملموسة ، والبيئة ، والأجزاء الهيكلية ، وتقنيات الإنتاج والبناء ، وما إلى ذلك ، كلها لها تأثير كبير على متطلباتها التقنية ، والتي بدورها تؤثر على تصميم مزيج الخرسانة.
2.1 المواد الخام
تحدد المواد الخام لإعداد الخرسانة مباشرة خصائص الخرسانة. على سبيل المثال ، تلعب قوة الأسمنت ، المادة الخام الرئيسية ، دورًا حاسمًا في قوة الخرسانة ؛ تلعب نسبة سمنت الماء ، ومعدل الرمال ، ومسامية الحجارة ، والمواد المقلوبة ، والمواد المقلدة ، دورًا حاسمًا في قوة الخرسانة. قابلية عمل الخرسانة لها تأثير كبير.
2.1.1 تأثير المواد الخام على قابلية عمل الخرسانة
نسبة سمنت الماء: يؤثر حجم نسبة سمنت الماء على سيولة خليط الخرسانة: كلما زادت نسبة سمنت الماء ، كلما كانت السيولة بشكل أفضل وأكبر الركود. ومع ذلك ، إذا كانت نسبة سمنت الماء كبيرة جدًا ، فمن السهل أن تتسبب في تفكيك الخليط وفصله. ؛ كلما كانت نسبة سمنت الماء أصغر ، كلما كانت السيولة أسوأ. إذا كانت نسبة سمنت الماء صغيرة جدًا ، فسيكون من الصعب الاهتزاز والخرسانة. عند تصميم نسبة المزيج ، يجب تقليل نسبة سمنت الماء قدر الإمكان لتقليل استهلاك الأسمنت وتوفير التكاليف. لتحقيق الركود المطلوب ، يمكن إضافة عامل الحد من الماء.
معدل الرمال:إذا كان معدل الرمال مرتفعًا جدًا ، فسيتم تقليل سيولة الخرسانة وسيصبح الركود أصغر ؛ إذا كان معدل الرمال صغيرًا جدًا ، فإن التماسك والاحتفاظ بالماء للخرسانة سيصبح ضعيفًا ، وسوف يحدث بسهولة النزيف والفصل والطين. عند تصميم نسبة المزيج ، يجب تحديد معدل الرمل الذي يمكن أن يملأ الفجوات بين الحجارة ويجب تحديد هامش معين.
إجمالي: الاختيار المجاميع له تأثير أكبر على قابلية عمل الخرسانة. عندما يظل إجمالي كمية الركام دون تغيير ، فإن الخرسانة المخلوطة مع الحصى ورمال النهر لها قابلية للتطبيق بشكل أفضل ، بينما يتم استخدام الرمل الحصى والآلة. قابلية عمل الخرسانة المختلطة سيئة نسبيا. معامل الدقة في المجاميع المختارة كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا ، مما سيؤدي إلى ضعف سيولة الخليط الخرساني. عند تصميم نسبة المزيج ، إذا أدى معامل الدقة الكبيرة إلى ضعف السيولة ، يمكن زيادة معدل الرمال بشكل مناسب ، أو يمكن زيادة جرعة الأسمنت لتحسين قابلية التشغيل ؛ إذا كان معامل الدقة صغيرًا جدًا ، فيمكن تقليل معدل الرمال ويمكن زيادة استهلاك المياه من أجل التعديل.
مواد مضادة:يمكن أن تحل المزيج مثل الرماد المتطاير والمسحوق المعدني أن يحل محل جزء من الأسمنت. من ناحية ، يمكنهم تقليل كمية الأسمنت وخفض التكاليف. من ناحية أخرى ، يمكنهم تحسين قابلية عمل الخرسانة. بالنسبة للخرسانة ذات الحجم الكبير والخرسانة ذات درجة الحرارة العالية ، يمكن إضافة المواد المقلدة مثل الرماد المتطاير والمسحوق المعدني لضبط قابلية عمل الخرسانة.
مواد مضادة:يمكن أن تؤدي المواد المقلوبة إلى تحسين قابلية عمل الخرسانة. على سبيل المثال ، يمكن لعوامل تقليل المياه تحسين سيولة الخليط بشكل كبير دون تقليل كمية خلط الماء. تتم إضافة المزيد من العوامل التي تخفف من الماء ، وكلما زادت سيولة الخرسانة ؛ يمكن استخدام عوامل الضخ لتحسين أداء ضخ الخرسانة.
2.1.2 تأثير المواد الخام على الخواص الميكانيكية للخرسانة
قوة الأسمنت: كلما ارتفع مستوى قوة الأسمنت ، زادت قوة الخرسانة المحضرة ؛ بالنسبة للخرسانة المحضرة بنفس مستوى قوة الأسمنت ، كلما زادت جرعة الأسمنت ، كلما زادت القوة.
نسبة سمنت الماء: إذا كانت نسبة سمنت الماء كبيرة جدًا ، فستكون هناك عدد قليل من جزيئات الأسمنت في الخليط الخرساني والمسافات الكبيرة ، مما يؤدي إلى فجوات بين الجسيمات ، مما سيؤدي إلى انخفاض قوة الخرسانة والتشوه الكبير في الفترة اللاحقة ؛ ستصبح نسبة سمنت الماء أصغر ، وستكون المسافة بين جزيئات الأسمنت صغيرة ، وستكون الجسيمات إذا كانت الفجوات ممتلئة بشكل كثيف ، وستكون قوة الخرسانة مرتفعة نسبيًا.
معدل الرمال: تتغير قوة الضغط للخرسانة قليلاً مع زيادة معدل الرمال.
التجميع: يلعب التجميع بشكل أساسي دورًا في نقل الأحمال في الهياكل الخرسانية. يمكن أن يحسن اختيار المجاميع القوة والمعامل المرنة للخرسانة ، ويقلل من التشوه الناجم عن الحمل ، وبالتالي تعزيز قدرة مكافحة التشوهات للخرسانة وتحسين المتانة. الجنس.
المواد المقلوبة: إضافة الرماد المتطاير ، ومسحوق المعادن ، وغيرها من المواد المقلوبة ، سوف يتباطأ معدل ترطيب الخرسانة ويقلل من القوة المبكرة للخرسانة. ومع ذلك ، فإن المكونات النشطة في المخلوطة يمكن أن تعزز القوة اللاحقة للخرسانة. يفضي إلى تطور القوة اللاحق والمتانة.
المواد المقلوبة: يمكن أن يؤدي استخدام المواد المقلوبة إلى ضبط قوة الخرسانة. على سبيل المثال ، يمكن لإضافة إضافات القوة المبكرة إلى الخرسانة تسريع تصلب الخرسانة وزيادة القوة المبكرة بسرعة ، بحيث يمكن استخدامها في مشاريع إصلاح الطوارئ. يمكن أن تؤدي إضافة مثبط إلى الخرسانة إلى تأخير معدل ترطيب الخرسانة وتجنب ظاهرة القوة المنخفضة والشقوق في المرحلة اللاحقة من الخرسانة الناتجة عن اختلاف درجة الحرارة الكبيرة بين الداخل والخارج. يستخدم بشكل أساسي للخرسانة في مواسم درجات الحرارة العالية ، والخرسانة ذات الحجم الكبير ، والضخ ، والنقل لمسافات طويلة. أسمنت. يمكن أن تزيد المواد المقلوبة التي تخفف من الماء من قوة الخرسانة عن طريق تقليل الماء دون تقليل كمية الأسمنت.
2.1.3 تأثير المواد الخام على متانة الخرسانة
نسبة سمنت الماء: كلما زادت نسبة سمنت الماء ، كلما كانت جرعة الأسمنت الأصغر ، أقل CA (OH) 2 التي تم إنتاجها أثناء عملية ترطيب الخرسانة ، كلما كانت مقاومة الانتشار أصغر ، وأسرع سرعة الكربنة. في الوقت نفسه ، يصبح الحجم الكلي وقطر المسام للمسامات الداخلية للخرسانة أكبر وأكبر ، ويصبح ضغط التمدد الجليدي وضغط التسرب الناتج أثناء عملية التجميد والذوبان أكبر ، وتصبح مقاومة عدم القابلية للذوبان ومقاومة الصقيع أسوأ ؛ وعلى العكس من ذلك ، تنخفض نسبة سمنت الماء وتصبح الخرسانة أكثر كثافة. يتم تعزيز القوة ، يتم تقليل المسامية ، وسرعة الكربنة أبطأ ، ومقاومة الصقيع وقابليتها أفضل.
معدل الرمال: معدل الرمال المناسب يسهل الاهتزاز والضغط. إنه لا يحسن فقط من الانضغاط وعدم انتباه الخرسانة ، ولكنه أيضًا يحسن مقاومة التأثير المدمر للوسائط التآكل الخارجي ، ويقلل من درجة التآكل ، ويؤخر معدل التآكل.
التجميع: أثناء عملية الإعداد وتصلب الخرسانة ، تكون قيمة الانكماش للتجميع الخشن أصغر بكثير من ملاط الأسمنت ، والتي يمكن أن تحد من انكماش الخرسانة إلى حد ما. يحتوي الركام الخشن على بنية سطح جيدة ويسهل ربطها بمصفوفة الملاط ، والتي يمكن أن تحسن بشكل فعال من كثافة الواجهة بين التجميع والطين وتحسين المتانة.
مزيج: يمكن أن يتسبب دمج الرماد المتطاير في خضوع الخرسانة لتفاعل ترطيب ثانوي لإنتاج سيليكات الكالسيوم المائي ، وملء الفجوات داخل الخرسانة ، ويحسن من عدم قدرة الخرسانة.
المواد المقلوبة: يمكن أن تؤدي إضافة المواد الملموسة إلى الخرسانة إلى تحسين متانة الخرسانة بشكل كبير. يمكن أن يؤدي دمج عوامل المداخلين للهواء إلى إدخال عدد كبير من الفقاعات الدقيقة المستقرة والمغلقة ، والتي يمكن أن تحسن مقاومة الصقيع وعدم قابلية الخرسانة. في الوقت نفسه ، فإنه يزيد من محتوى الهواء ويحسن مقاومة الكراك للخرسانة.
2.2 البيئة التي تقع فيها الخرسانة
تشير البيئة التي تقع فيها الخرسانة بشكل أساسي إلى تأثير درجة الحرارة (ارتفاع درجة الحرارة ، البرد العالي ، التجميد والذوبان ، وما إلى ذلك) ، وتأثير الرطوبة ، والتآكل الملح. تؤثر هذه العوامل البيئية بشكل مباشر على قوة الخرسانة ، وكذلك مؤشرات المتانة مثل الكربنة ، ومقاومة الكراك ، وتآكل شريط الصلب.
2.2.1 تأثير الخرسانة البيئية على قابلية التشغيل
درجة الحرارة والرطوبة النسبية لها تأثير على قابلية عمل الخلائط الخرسانية. عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة ، يتبخر الماء في الخرسانة بسرعة أثناء عملية الخلط ، مما سيؤدي إلى انخفاض السيولة ، وانخفاض الركود ، وسوء تشغيل الخرسانة. يجب زيادة نسبة سمنت الماء وفقًا لذلك.
2.2.2 تأثير البيئة على الخواص الميكانيكية للخرسانة
كلما ارتفعت درجة الحرارة وسرعة الرياح أكبر ، زاد معدل التبخر في الماء في الخرسانة ، والتي يمكن أن تسرع القوة المبكرة للخرسانة ، مما يؤدي إلى انخفاض في القوة اللاحقة. في الوقت نفسه ، سيؤدي ذلك إلى تقلص الخرسانة ، وتشوه ، والكراك. عند تصميم نسبة المزيج ، يمكن زيادة استهلاك المياه لكل وحدة حجم بشكل مناسب. في البيئات الباردة والتجميد عالية ، تكون درجة الحرارة منخفضة ومعدل الترطيب بطيء ، مما يؤثر بشكل مباشر على القوة المبكرة ومقاومة الصقيع في وقت لاحق ومقاومة الكراك للخرسانة. لضمان الخواص الميكانيكية للخرسانة ، مطلوب الخرسانة للحصول على نسبة أقل من الماء. يجب إضافة كمية مناسبة من خلافات الرماد المتطاير وعوامل تقليل المياه إلى الخرسانة للحد من حرارة الترطيب من التصلب المبكر للخرسانة بحيث يمكن تقليل التصلب اللاحق. الانكماش والتشوه.
2.2.3 تأثير البيئة على المتانة الملموسة
سوف تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في تبخر المياه الحرة في الخرسانة بسرعة وتردد الخرسانة بسرعة ، مما يؤدي إلى انكماش البلاستيك الكبير للخرسانة والشقوق ، وخاصة في الهياكل الخرسانية المسلحة ، مما سيؤدي إلى تآكل قضبان الصلب. عند تصميم نسبة المزيج الخرساني ، استنادًا إلى ضمان القوة ، يمكن زيادة نسبة سمنت الماء بشكل مناسب ويمكن إضافة مثبط لإبطاء معدل الترطيب. في المناطق الباردة العالية ، وخاصة في بيئات التجميد مع ملامسة المياه ، فإن تقليل نسبة السمنت المائي يمكن أن يجعل المسام الشعرية والفقاعات داخل الخرسانة أصغر ، مما يحسن مقاومة الصقيع بشكل كبير.
الرطوبة والبيئات التآكل الملحي-سوف تتسبب في كسر الخرسانة. عند تصميم نسبة المزيج ، يمكن أن تؤدي إضافة المواد المقلوبة المعدنية إلى تحسين بنية المسام للخرسانة ، وتحسين مقاومة الخرسانة بشكل كبير لتآكل الكبريتات ، وبالتالي تحسين متانة الخرسانة. في الوقت نفسه ، يمكن إضافة مثبطات الصدأ بشكل مناسب لمنع قضبان الصلب من الصدأ في المراحل اللاحقة من الهيكل الخرساني.
2.3 الأجزاء الهيكلية
الأجزاء الهيكلية المختلفة لمشاريع الخرسانة لها خصائص مختلفة ، لها متطلبات مختلفة لقابلية العمل والقوة ومتانة الخرسانة. عند تصميم نسبة المزيج ، يجب إجراء التعديلات وفقًا لخصائص الأجزاء الهيكلية المختلفة.
2.3.1 متطلبات قابلية عمل الأجزاء الهيكلية
الخرسانة مع الأجزاء الهيكلية الأكبر لديها متطلبات قابلية للعمل. أثناء عملية البناء ، ينبغي النظر بشكل كامل في متطلبات التصميم لنسبة الخرسانة ذات الحجم الكبير. يمكن أن يؤدي استخدام كميات كبيرة من المواد المماثلة والمثبطات النشطة إلى تقليل المرحلة المبكرة من حرارة الأسمنت من الترطيب.
بالنسبة للأجزاء ذات الارتفاع الأعلى للتصميم التي تتطلب بناء الضخ ، يلزم الحصول على الخرسانة للحصول على قابلية للضخ بشكل أفضل. عند تصميم نسبة المزيج ، يجب إضافة عوامل الضخ لضبط سيولة الخرسانة.
2.3.2 متطلبات الخواص الميكانيكية للخرسانة في الأجزاء الهيكلية
تختلف متطلبات القوة للوسائد ، والأحزمة ، والألواح ، والأعمدة ، والخرسانة في مشاريع البناء. في مشاريع البناء ، تكون قوة الأعمدة أعلى من قوة الحزم والألواح من نفس الطبقة ؛ القوة الملموسة لأجزاء مختلفة من الجسر مثل الأرصفة ، الدفاع ، وعوارض الصلب تختلف المتطلبات أيضًا. عند تصميم نسبة المزيج الخرساني ، يمكن تحسين قوة الخرسانة عن طريق اختيار درجة قوة الأسمنت التي تتراوح من 1.5 إلى 2 أضعاف درجة قوة الخرسانة ، مما يقلل من نسبة سمنت الماء ، واختيار الرمال المتوسطة المتوسطة جيدًا والحصى المستمر.
2.3.3 متطلبات المتانة الملموسة في الأجزاء الهيكلية
الأجزاء الهيكلية المختلفة تحمل ضغوطًا مختلفة ، والتي سيكون لها تأثير على المتانة. على سبيل المثال ، تتطلب أبراج الكابلات من الجسور أن يكون لها مقاومة جيدة للكسر. عند تصميم نسبة المزيج ، فكر في إضافة المواد المقلوبة النشطة مثل الرماد المتطاير والمثبط. يمكن أن تقلل عوامل المياه من حرارة ترطيب المواد الأسمنتية قدر الإمكان ، وتقليل الانكماش الكيميائي والانكماش الجاف للخرسانة ، وتحسين أداءها المضاد للخلط ؛ تحسين خصائص مكافحة التشوه ومكافحة الخرسانة من الخرسانة نفسها.
2.4 عوامل أخرى
إن تقنيات الإنتاج والنقل والبناء مثل طرق النقل الخرسانية وطرق صب لها تأثير كبير على قابلية عمل الخرسانة ، والتي بدورها تؤثر على تصميم الخرسانة. على سبيل المثال ، بالنسبة للخرسانة التي يتم نقلها على مسافات طويلة ، يجب أن يفي وقت الإعداد بمتطلبات النقل والبناء. يتطلب ضخ الخرسانة سيولة جيدة ، وما إلى ذلك. يجب ضبط تصميم نسبة المزيج المقابل. على سبيل المثال ، بالنسبة للخرسانة الضخمة ، يجب زيادة الرمال وفقًا لذلك. معدل ، أضف كمية مناسبة من عامل الضخ لزيادة السيولة وتقليل المقاومة أثناء صب الخرسانة.
03Conclusion
عوامل مثل الأجزاء الهيكلية والبيئة والمواد الخام والعمليات ليست مستقلة ولكنها تؤثر على بعضها البعض. على سبيل المثال ، ستكون نسبة المزيج في الجزء الهيكلي نفسه مختلفًا بسبب البيئات المختلفة ؛ تحتاج نسبة مزيج الأجزاء الهيكلية المختلفة في نفس البيئة أيضًا إلى تعديلها بشكل مناسب ؛ ويحتاج اختيار المواد الخام أيضًا إلى النظر في خصائص الجزء الهيكلي والبيئة. عند تصميم نسبة المزيج الخرساني ، من الضروري تحديد أداء العمل ، والقوة الهيكلية ، ومؤشر المتانة للتأثير البيئي على المدى الطويل للخرسانة بناءً على الأجزاء الهيكلية للمشروع ، والبيئة التي يقع فيها ، واختيار المواد الخام ، والتكنولوجيا ، ثم يتم تحديد نسبة سمنت الماء. ، معدل الرمال ، التدرج الكلي ، المزيج ، والجرعة المضافة ، وأخيرا تحديد تصميم نسبة المزيج الفريدة لكل جزء من المشروع.
