Құрылыс бетонның жұмыс істеуін жақсарту үшін минералды ұнтақтарды қалай қолдану керек?

Бетон құрылысында жұмыс істеуі неге маңызды — тек тұрақтылық сынағынан тыс

Бетон құрылысында жұмыс істеу қабілеті тек қарапайым саңылау өлшемінен көп нәрсе анықтайды. Ол жаңа араласпаның қалыпқа толуын, арматураны қоршауын және бөліну немесе су ағуынсыз ағу қабілетін реттейді. Саңылау сынағы тез қоюлық көрсеткішін береді, бірақ ол нақты ортада орнату кезіндегі өнімділікті анықтайтын толық реологиялық сипаттаманы — қозғалысқа қарсы күшті, пластикті тұтқырлықты және тиксотропияны — қамтиды. Биік ғимараттарға бетонды сорғылау, ұзақ қашықтыққа тасымалдау және тығыз арматураланған бөліктер үшін тек саңылауға сүйену қате болуы мүмкін: қабылданған саңылауы бар араласпа әлі де қысым астында бөлінуі немесе трубопроводтағы үйкеліс әсерінен сорғылану қабілетін жоғалтуы мүмкін. Көшбасшы заңды тұлғалар қазір өздігінен тығыздалатын және жоғары жұмыс істеу қабілетіне ие бетон үшін саңылау сынағын ағысу-үстелі немесе V-тостаған сынақтарымен толықтырады. Бастапқы ағыспен қатар, жұмыс істеу қабілетін сақтау маңызды — тасымалдау кезінде саңылаудың төмендеуі қымбат тұратын тоқталаулар мен салыстырмалы қосылыстарға әкелуі мүмкін, бұл тікелей құрылымдық бекемдікке әсер етеді. Минералды ұнтақтар бұл аралықты жабуға көмектеседі, себебі олар бөлшектердің орналасуын өзгертеді, суға деген сұранысты төмендетеді және араласпаны тұрақтандырады; сондықтан олар бір нүктедегі саңылау сынағынан аса кеңінен шығатын, тұрақты және тұрақты бетон құрылысының өнімділігін қамтамасыз ету үшін қажет.

Бетон құрылысының жұмыс істеу қабілетін оптималдау үшін негізгі минералдық ұнтақтар

Құрылыс бетонындағы ағымдылықты сақтау мен қоспаның біріктіру қабілетіне әсер ететін шлактың F және C кластары

Шлактың класын таңдау қоспаның реологиялық тепе-теңдігіне — ағымдылықты сақтау мен қоспаның біріктіру қабілетіне — тікелей әсер етеді. F класындағы шлак — кальцийге байланысты төмен, сфералық шыны тәрізді бөлшектерге бай — микротолтырғыш ретінде қызмет етеді, бұл бөлшектер арасындағы үйкелісті азайтып, құйылған бетонның иілгіштігін 30 минутқа дейін ұзартады және бетон қоспасының біріктіру қабілетін жақсартады, бірақ тез қатаярмайды. Ал C класындағы шлакта CaO мөлшері жоғары болғандықтан, ол ерте гидратациялық реакцияларды тудыруы мүмкін. Ол бастапқы беріктікке қандай да бір үлес қосуы мүмкін, бірақ жиі иілгіштіктің тез жоғалуына әкеледі және жұмыс істеу қабілетінің уақыттық терезесін тарылтады. Практикада F класындағы шлак ағымдылықты сақтау маңызды болғанда — мысалы, ұзақ қашықтыққа насоспен беру немесе ыстық ауа райында бетон құю кезінде — қолданылады; C класындағы шлак тек қана тез қатаярмайтын жағдайларда ғана пайдаланылады — және тек иілгіштіктің жоғалуын суперпластификаторлар арқылы белсенді түрде бақылаған кезде.

Кремнеземдік дымқыл және әктас ұнтағы: бетон ғимараттарындағы бөлшектердің тығыздалуы мен гидратациялық нуклеациясы

Кремнеземдік дымқыл және әктас ұнтағы өзара толықтырушы механизмдер арқылы жұмыс істеу қабілетін оптималдайды: бөлшектердің тығыздалуы мен гидратациялық нуклеациясы. Кремнеземдік дымқыл — өте белсенді, ультра-ұсақ поздолан, оның меншікті беті 15–30 м²/г болады; ол цемент түйіршіктері арасындағы микроскопиялық кеуектерді толтырады, тығыздықты арттырады және су ағуын азайтады. Дегенмен, оның жоғары беті суға деген сұранысты көтереді, сондықтан ағыспа қабілетін сақтау үшін көбінесе жоғары деңгейлі су редукторлары қажет. Әктас ұнтағы химиялық тұрғыдан аз белсенді, бірақ осындай ұсақ, ол ерте силикатты гидратацияны жылдамдататын нуклеациялық орындарды қамтамасыз етеді — бұл пастаның ағыспа қабілеті мен біртектілігін сақтайды және бөлінуін азайтады. Синергетикалық қоспа — көбінесе 5–8% кремнеземдік дымқыл мен 10–15% әктас ұнтағы — тығыз, тұрақты матрица береді және әсіресе көпқабатты бетон ғимараттарында жақсы насоспен берілу қабілетін қамтамасыз етеді.

GGBS: Когезия мен қатайып кету уақытын сындыру нүктесіндегі дәрежелерді теңестіру

Жерлендірілген гранулаланған домна шлакы (GGBS) когезияны жақсартады және өңделуге болатын уақыт терезесін ұзартады — бірақ тек тар дозалау ауқымында ғана. Цемент массасының 30–50% ауысуы кезінде GGBS құйылған қоспаның салыстырмалы түрде жұмсақ, қаймақты құрылымын береді, ол сепарацияны азайтады және жабылу сапасын жақсартады. 50%-дан асқанда оның жасырын гидравликалық белсенділігі бастапқы қатайып кетуді 2–4 сағатқа кешіктіруі мүмкін, әсіресе суық жағдайларда — бұл әсер ұзақ қашықтыққа тасымалдауды жеңілдетеді, бірақ бақыланбаса кестедегі уақыттың ығысуына әкелуі мүмкін. Оңтайлы сындыру нүктесі көбінесе құрылысқа арналған бетон қоспалары үшін 35–45% аралығында орналасады, мұнда когезия мен ұзартылған өңделуге болатын уақыттың артуы қабылданатын қатайып кету уақытымен теңестіріледі — бетон температурасы 10 °C-тан жоғары болған жағдайда.

Бетон құрылысына минералды ұнтақтарды енгізу үшін алаңға дайын стратегиялар

Флэш-қатайып кетуден немесе тұтқырлық шығысынан сақтану үшін оңтайлы ауысу қатынастары мен реттелген араластыру

Тұрақты жұмыс істеу қабілеті дәл минералдық ұнтақ дозалауы мен бақыланатын араластыру ретін талап етеді. Цементтің 20–30% -ын F класстық шлакпен алмастыру ағыспау қаупінсіз ағыспау қасиетін жақсартады; кремнийлік дымқылдың 8% -дан аспауы қатты тұтқырлықтың сепкіштігін болдырмауға көмектеседі. Ретті араластыру негізгі фактор: әуелі әктастың ұнтағын keyin бастапқы араластыру суымен қосып, оның нуклеация әсерін максималдап пайдаланыңыз, сосын шлакты балдырланбау үшін біртіндеп енгізіңіз. Бұл рет цемент түйіршіктері арасындағы бос орындарды ірі түйіршіктердің толтыруына мүмкіндік береді және түйіршіктер арасындағы үйкелісті төмендетеді. Сараптамалық сынақтар көрсеткендей, 15% шлак пен 5% әктастың қоспасы құйылған қоспаның ұзақтығын 40 минутқа ұзартады [1]. Әрқашан қоспаларды жергілікті тас үйінділерімен алдын ала сынаңыз — сілтілік заттың мөлшері реакциялық қасиетті өзгертуі мүмкін — және Marsh құбыршығын қолданып, партиялардың тұрақтылығын бақылаңыз, бұл бастапқы бөліну белгілерін анықтауға көмектеседі.

Нақты әлемдегі растау: Tanjong Pagar Tower жобасы — 22% шлак + 8% әктасты қолдану насоспен беруді 19% -ға жақсартты

Singaporedagi Tanjong Pagar Tower jobı қос минералды стратегиялардың өрісте қолданылуын көрсетті. Құрамға цементтің біраз бөлігін ауыстыру үшін 22% шлак және 8% әктасты қолданып, су-байланыстырғыш қатынасын 0,32 деңгейінде сақтаған кезде, топ қысымның вертикалды метрге қатысты азаюы арқылы өлшенген насоспен берілу қабілетінде 19% жақсартуға қол жеткізді [2]. Тосылу оқиғалары 30%-ға, орнату уақыты 12%-ға азайды, ал 28 күндегі сығылу беріктігі 55 МПа көрсеткішінде нормаға сай болды. Маңыздысы, реттелген араластыру протоколы ерте кезеңдегі қасиеттерді сақтап, біріктірушілік пен ағысу қабілетін жақсартты. Бұл тәсіл кейінірек үш қосымша аймақтық биік ғимарат жобасында қайталанды — бұл құрылыс жылдамдығы мен беттің сапасын жақсарту үшін масштабтау мүмкіндігін растайды.

Жиі қойылатын сұрақтар

Неге жұмыс істеу қабілетін бағалауда тек сақиналық сынау жеткіліксіз?

Сығылу сынағы тек қана тұрақтылық көрсеткішін береді және шынайы әлемдегі қолданыста, әсіресе күрделі орналастыруларда маңызды болатын, ағысу қабілеті, тұтқырлық және тиксотропия сияқты реологиялық қасиеттерді ескермейді.

Бетон құрылысында F класстың ұшпа күлін пайдаланудың артықшылықтары қандай?

F класстың ұшпа күлі бөлшектер арасындағы үйкелісті азайтып, ағыспа ұзақтығын кеңейтіп, тез қатаярмай, біртектілікті жақсартады, сондықтан ол ұзақ қашықтыққа насоспен беру немесе ыстық ауа райында қолдануға идеалды.

Кремний диоксиді мен әктастың ұнтағы бір-біріне қалай қолайлы әсер етеді?

Кремний диоксиді тығыздықты арттырады және су бөлінуін азайтады, бірақ суға деген сұранысты көтереді; ал әктастың ұнтағы гидратацияны жылдамдатады және сұйықтықты сақтайды. Олардың қоспасы сұйықтықты жақсартатын тығыз матрица құрады.

GGBS үшін идеалды доза қандай?

GGBS-тың оптималды дозалау ауқымы цемент массасының 35%-дан 45%-ға дейінгі аралығында болады, бұл ұзақтығы кеңейтілген жұмыс істеу қабілеті мен қабылданатын қатаятын уақыттарын теңестіреді, әсіресе бетон температурасы 10 °C-тан жоғары болған кезде.

Минералды ұнтақтар қалай жедел қатаятын немесе тұтқырлықтың шапшаң көтерілуін болдырмауға көмектеседі?

Басқарылатын араластыру ретін және сәйкес орынбасу қатынастарын (мысалы, бастапқы су араластырудан кейін әктастың ұнтағын қосу және ұшқын құрылыс ұнтағын бірте-бірте қосу) қолдану стабилді реологияны сақтауға және тұтқырлықтағы қатыгыз өзгерістерді болдырмауға көмектеседі.

[1] ASTM C1877-23, Бетонда әктастың ұнтағын қолдануға арналған стандарттық әдіс .
[2] Сингапур Ғимараттар мен Құрылыс Одағы (BCA), Биік ғимараттарға бетон қоюдың ең жақсы тәжірибелері туралы есеп , 2023.