Бетон барилгын ажилд хэрхэн минералын нунтаг ашиглан ажиллах чадварыг дээшлүүлэх вэ?

Бетон барилгын ажиллах чадвар яагаад чухал вэ — хүнд хүртэмүүр губаасан бүтцээс заа

Бетон бүтээх үед ажиллах чадвар нь зөвхөн хялбар шалгах арга — унажуурлын хэмжилтээс илүү үүрэг гүйцэтгэнэ. Түүн дээр түүн дээр шинэ бетон холимогийн урсгалын чадвар, формоосыг бүтэн дүүрүүлэх чадвар, арматурыг салхи-салахгүй, цутгамуйн ус гаргахгүй бүтэн хүрхүүлэх чадвар хамаарна. Унажуурлын шалгах арга нь холимогийн нийтлэг нийгэмлэг чанарыг хурдан тодорхойлдог, гэтэдүүр түүн дээр бетон холимогийн бүтэн реологийн үзүүлэлтүүд — үүрдүүлэх хүч, пластик вязкозитет, тиксотропи — ялгаж чадахгүй; харин түүн дээр бетон холимогийн бодит нөхцөлд тавих үр дүн шууд хамаарна. Өндөр барилга бүтээх үед бетон холимогийг хүчдүүрэх, урт замд түүнийг түүлхүүлэх, арматурын хүчтүүлэлт их бүсүүдэд унажуурлын шалгах арга лаа хүрэлцэхгүй: унажуурлын үзүүлэлт хангалттай бүтэн бетон холимог нь даралт доор салхи-салах, хоолойн үртүүрлэснээс хойш хүчдүүрэх чадвараа алдаж болно. Хөдөлмүүрчид одоо унажуурлын шалгах аргатай хамт само-төвөнхүүлэх, өндөр ажиллах чадварын бетон холимогийн хувьд галт тавиур, V-хоолойн шалгах аргуудыг ашиглаж байна. Анхны урсгалын дараа ажиллах чадварын хадгалалт чухал: түүлхүүлэх үед унажуурлын үзүүлэлт бүүрдүүлэх нь үнэтэй хоолойн таглалт, хүйтэн холбосуудын үүсэлд шууд хүрч, барилгын бүтэн бүтэцтүүд хохиромуйн шууд шалтгаан болж болно. Минералын порош нь хэсгүүдийн бүтэн бүрдүүлэлтийг өөрчлөх, усны шаардлагыг бүүрдүүлэх, холимогийг тогтвортой бүтэн бүрдүүлэх замаар түүн дээр тулгуурлаж, унажуурлын шалгах арга лаа хүрэлцэхгүй бетон бүтээх үед тогтвортой, үүрдүүлэх чадварын бетон холимогийн бүтэн үр дүн хангахад онцгой чухал.

Бетон барилгын ажилд хэрэглэх үндсэн хүнд металлын нунтаг

Агаарын зола: Бетон барилгын урсгалын хадгалалт ба нийлбэр холбоосын дээрх F ангилал ба C ангилалын нөлөө

Агаарын золын ангилалыг сонгох нь урсгалын хадгалалт ба холимогт холбоосын реологийн тэнцвэрт шууд нөлөөлөө. F ангилалын агаарын зола — кальцийн агууламж бага, бөмбөлөг гүйдүүрлэг хэсгүүд илүүд — микронунтаг хэлбэрт бүтэц үүсгэж, хэсгүүдийн хоорондын үрэлдүүрлэгийг бууруулж, урсгалын хугацааг 30 минут хүртэл уртасгаж, хурдан хатаж идэвхтэй бүтэц үүсгэхгүйн дотор холбоосыг сайжруулж. Харин C ангилалын агаарын зола — CaO-ын агууламж өндөр — ранний гидратацийн урвалыг дуудж, урсгалын хугацааг хурдан бууруулж, ажилд хэрэглэх цагийн цонхыг нарийсгож. Практикт, урсгалын хадгалалт нь чухал бүх төрлийн урт зайн цохилт юм уу дулаан уурхайт орчинд F ангилалын агаарын зола илүүд; C ангилалын агаарын зола — урсгалын хугацааг суперпластификаторуудын тусламжтай идэвхтэй удирдах тохиолдолд л, хурдан хатаж идэвхтэй бүтэц үүсгэх нь зөвшөөрөгдөх тохиолдолд л ашиглагдаж.

Силикалын түмс ба хөлдөм тундур: бетон барилгын хэсгүүдийн нягтрангуйлалт vs. усны нуклеаци

Силикалын түмс ба хөлдөм тундур нь холбогдох механизмүүдийн тусламжтайгаар ажиллах чадварыг сүүлд нь сайжруулдаг: хэсгүүдийн нягтрангуйлалт ба усны нуклеаци. Силикалын түмс — үл хольцоо үйлчилдэг, дүүрэн жижиг шлак, түүний гадаргуугийн талбай 15–30 м²/г. Тэр цементын хэсгүүдийн хоорондын микроскопик хоосрондойдүүрдэг, нягтрангуйлалтыг нэмэгдүүрдэг, цутгамалын усны гарц (bleeding) багасдаг. Гэтэд гадаргуугийн талбай их байх нь усны шаардлагыг нэмэгдүүрдэг; түүнд усны хүчтүүр хориглодог нүүрсүүр (high-range water reducer) шаардлагатай, захиралт (flow) хадгалагдаж үлддэг. Хөлдөм тундур — химийн идэвхитүүн биш, гэтэд төстэй жижиг, усны нуклеацийн газрын үүрдэг, ранний силикатын усны хүрэлцээг хурдасгүүрдэг — пастын шингэн чанар ба нягтрангуйлалт хадгалагдаж, сегрегаци багасдаг. Синергетик холимог — түүнд силикалын түмс 5–8%, хөлдөм тундур 10–15% — нягт, тогтвортой матриц үүсгүүрдэг, онцгой пумп-хүчтүүр (pumpability) сайн, үүнээс өндөр барилгын бетон барилгын хувьд онцгой ач хүндтэй.

ГГБШ: Нүүрсний халуун агаарын цементийн шлак (ГГБШ) нь холбогч чанарыг тэнцвэртэд барьж, хатаж эхлэх хугацааг зохистой хэмжээнд тохируулж буй

Газрын дээр гранулдаж халуун агаарын цементийн шлак (ГГБШ) нь холбогч чанарыг сайжруулж, ажиллах хугацааг уртасгаж буй — гэтэд нь түүний хэмжээ нь тодорхой бага хязгаарт хамаардаг. Цементийн массын 30–50% ийн оронд ГГБШ-ийг хэрэглэх үед бетон нь гөлгөр, цайвар төрхтэй болдог, салчилал багасдаг, гадаргуугийн хиймэл хөрвүүлэх чанар сайжрадаг. 50%-аас дээш хэмжээнд ГГБШ-ийн далд гидравлик идэвхит чанар нь анхны хатаж эхлэх хугацааг 2–4 цагаар хоцрогдуулж буй, үүн дотроо хүйтэн нөхцөлд — түүнээс урт замд түргэн хүртүүлэх үйлдвэрлэлд тус бүтдэг, гэтэд нь хяналтгүй үлдэх үед төсөлд хугацааны хоцрогдол үүсгэж буй. Ихэнх бетон барилгын ажилд оптимал хэмжээ нь 35–45% хооронд буй, үүнд холбогч чанарын сайжрол, ажиллах хугацааг уртасгал нь хатаж эхлэх хугацаанд зөвшөөрөгдөх түвшинд тэнцвэртэд барьж буй — бетонийн температур 10 °C-аас дээш үлдэх нөхцөлд.

Барилгын бетонд минералын порошлог бүтээдсийг талбайд хэрэглэх бэлдмүүр стратегиуд

Хурдан хатаж эхлэл (флаш-сет) юм удаан хүртүүлэх (вискоцити спайк) үзэгдлийг саархуулахын тулд оптимал орлуулалтын харьцаа ба дараалан холимог хиймэл хөрвүүлэх арга

Тогтвортой ажиллах чадварыг хангахын тулд минералын нунтаг хэмжээг нарийн тодорхойлох ба холимогийн дарааллыг хянах шаардлагатай. Цементийн 20–30% -ийг F ангилалын шороо шүүртүүртүүн холимогоор солих нь урсгалын хадгалалтыг сайжруулж, хурдан хатуурчихууны рискийг бүүрүүлдэг; силицийн дүүрэн нунтаг 8% -аас доош байх нь үүрдүүр вязкостийн гэтэрхий өсөлтийг саатуулдэг. Дараалан холимог хийх нь түлхүүр: хөрвүүр нунтаг дараа цементийн анхны холимог усыг нуклеацийн нөлөөг дүүрэн ашиглахын тулд үүрдүүр нунтагт нэмж, дараа нь шороо шүүртүүртүүнийг тавиураар нэмж, бөмбөлгөн холимог үүсэхийг саатуулдэг. Энэ дараалал нь цементийн бөөрсүүдийн хоорондын зөөлөн зайг жижиг бөөрсүүд дүүрүүлж, бөөрсүүдийн хоорондын үрэлдүүр хүчнийг бууруулж, реологияг тогтвортой хадгалдэг. Талбайн туршилтууд нь шороо шүүртүүртүүн 15% – лүүн хөрвүүр нунтаг 5% – ийн холимог нь слампын хугацааг 40 минутаар уртасгаж, [1] гэж харуулдэг. Бүх холимогуудыг орон нутгийн бутархай материалтай урьдчилан туршилтанд харуулж — алкалийн агууламж реактивностиг өөрчлөх болойдэг — ба Марш-ийн функелыг ашиглан нүүрдүүр салхиуран холимог үүсэх танилцуудыг хянах шаардлагатай.

Бодит дэлхийн баталгаажуулалт: Танджонг Пагар Тауэр төсөл — шороо шүүртүүртүүн 22% + хөрвүүр нунтаг 8% нь хүрдүүрлүүрлүүн чадварыг 19% -иар сайжруулж

Сингапурт Танжонг Пагар Башнийн төсөл нь хоёрхон минералын стратегийн талбарт үр дүнд хэрхэн хүртгэхийг үзүүлжээ. Цементийн хэсэг газрын оронд 22% шоргоолжын зола ба 8% хөлдөм цайрны порош ашиглан, ус-холбогч харьцаа 0,32-т барьж, бүрхүүлийн сүүлд хүртгэх чадвар 19% сайжиржээ — бүрхүүлийн сүүлд хүртгэх даралт метр тутамд бууржээ [2]. Хөндлөнгөөр тогтоож, бүрхүүлийн сүүлд хүртгэх үйлдлүүд 30%-иар бууржээ, бүрхүүлийн сүүлд хүртгэх хугацаа 12%-иар бууржээ, 28 хоногт хүртгэх даралт 55 МПа-т тодорхойлсон шаардлагыг хангажээ. Чухамдаа, дараалан холимжлох протокол нь үйлдлийн үеийн үр дүнд нөлөөлж, нягтруулалт ба урсгалыг сайжиржээ. Энэ арга хүртгэх үйлдлүүд нь дараа үед гурван нэмэлт бүсийн өндөр барилгын төсөлд давтагджээ — бүрхүүлийн сүүлд хүртгэх хурдны сайжиралт ба гадаргуугийн чанарын сайжиралт зүй ёсоор масштаблах боломжтойг баталжээ.

Түүн дээр асуух

Хүртгэх чадварыг үнэлэхдээ зөвхөн слампын туршилт хангалтгүй яагаад?

Хөдөлгөөн шинж чанарын туршилт нь зөвхөн нийтлэг хувьсах хэмжигдхүүнийг үзүүрлэдэг бөөрсгөн хүч, вязкозитет, тиксотропи гэх мэт реологийн шинж чанаруудыг тооцохгүй, түүн дотроо нарийн байрлуулалт шаардуулдэг бодит нөхцөлд ажиллах чадварын хувьд онцгой чухал шинж чанарууд.

Бетон барилгын үйлдвэрлэлд F ангиллын шоргоолжын зола ашиглах давуу талууд юу вэ?

F ангиллын шоргоолжын зола хэсмүүдийн хоорондын үрэлдүүрлэлтийг багасгаж, урсгалын хадгалалтыг сайжруулдэг, урсгалын хугацааг уртасгадэг, хурдан хатаж идэвхгүйдүүрлэлтгүй нягтрангуй бүтцүүдийн хувьд хамгийн тохиромжтой бөөрсгөн хүчийг сүүлд хадгаладэг, түүн дотроо урт зайн цахилгаан насосын ажиллах нөхцөлд болон дулаан улиралд ажиллах нөхцөлд.

Силицийн дүүрэн хөрс ба хөрсний тунхаг хоорондоо яаж нөхцөлдүүрлэдэг вэ?

Силицийн дүүрэн хөрс бөөрсгөн хүчийн нягтрангуй бүтцүүдийг нэмж, шингэн хүчний гадагдалдүүрлэлтийг багасгадэг, гэтэд шингэн хүчний шаардлагыг нэмж, хөрсний тунхаг гидратацийн хурдыг нэмж, шингэн хүчний хадгалалтыг хадгаладэг. Түүн дотроо хоёрхон бүтээдмүүдийн хослол нь насосын ажиллах чадварыг сайжруулдэг нягтрангуй бүтцүүдийг үүсгэдэг.

GGBS-ийн тохиромжтой хэмжээ юу вэ?

ГГБШ-ийн сонгож авах хамгийн тохиромжтой хэмжээ нь цементын массын 35–45% хооронд бөөрнүүр, тухайлбал, бетоны температур 10 °C-аас дээш үед ажиллах хугацааг уртасгаж, хүлээж авах хатууралтын хугацааг хадгалахын зүүр.

Минералын порош нарт хурдан хатууралт эсвэл вязкостийн үсрэлтийг яаж саархуулж болох вэ?

Хяналттой холимог дарааллыг ашиглах, тохиромжтой орлуулалтын харьцааг тогтоох (жишээ нь: анхны ус холимогт халцедон порош нэмж, шавар тундрын порошыг постепенно нэмж) нь тогтвортой реологияг хадгалах, гэнэт вязкостийн өөрчлөлтүүдийг саархуулахад тусална.

[1] ASTM C1877-23, Бетонд халцедон порошыг ашиглан ажиллах стандарт практика .
[2] Сингапурын Барилга ба Бүтээлд Хариуцагч Зөвлөл (BCA), Өндөр барилгын бетонд тавихын хамгийн тохиромжтой практик тайлан , 2023.