تطوير المضافات الخرسانية الفائقة

Abstract

الخلاصة طورت في هذا البحث المضافات الخرسانية الفائقة اللدونة (Super plasticizers) في الشركة العامة للصناعات التعدينية والعزل المائي للحصول على مقاومة انضغاط مبكرة. وذلك عن طريق اختيار المواد الأساسية الداخلة في صناعة المضاف الفائق ونسبها. وذلك للحصول على تقليل عالي للماء في الخلطة الخرسانية بحدود(30%) . أن استخدام مادة النفثالين واللكنوسلفونيت والكلوكونيت مادة أساسية في أنتاج الملدن الفائق(G)، والذي عند أضافته إلى الخلطة الخرسانية(E2) بنسبة معينة من وزن الأسمنت وأجراء تقليل بنسبة الماء (Water reduction) بحدود (30%) حصل على هطول بحدود (27cm) ومقاومة الانضغاط (Compressive strength) بحدود (36N/mm²). بينما في الخلطة المرجعية (E1) كان الهطول (9cm) ومقاومة الانضغاط بحدود (20 N/mm²) . من النتائج انفاً لوحظ زيادة الهطول بنسبة (200%) ومقاومة الانضغاط بنسبة (80%) عن الخلطة المرجعية . علماً أن الخلطتين الخرسانيتين بعمر (7) يوم .

المفتاح : (Super plasticizers , concrete admixture and Plasticizers) .

المقدمة تستخدم الملدنات والملدنات الفائقة (المقللة لنسبة الماء في الخلطة الخرسانية) في إعمال الهندسة المدنية. وتوجد الملدنات والملدنات الفائقة عموما بصورة سائلة وهي أكثر واهم أنواع الإضافات الكيميائية استخداما وشيوعا. وتضاف إلى الخلطة الخرسانية بنسبة تتراوح بين (0.5% - 3%) من وزن الأسمنت . والملدنات والملدنات الفائقة هي مواد بوليمرية تأخذ تركيبات متنوعة. لقد اختير البحث لحاجة الشركة لتطوير منتجها من الملدن الفائق الذي يقلل الماء بنسبة (20%-25%)ويزيد في مقاومة الانضغاط عن مقاومة انضغاط المرجعية بحدود (25%-45%) بملدن يعطي مقاومة الانضغاط عالية مبكرة .أن الملدنات الفائقة تنتج من العوائل التالية: 1- Sulfonated Melamine-formaldehyde condensates(SMF). 2- Sulfonated Naphthalene-formaldehyde condensates(SNF). 3- Modified lignosulfonates(MLS). 4- Polycarboxylate derivatives(PD).

الجزء العملي خلط في هذا الجزء الركام ( الحصى والرمل ) والأسمنت مع الماء في خلاطة مختبريه وبأوزان معينة وحسب المواصفة الأمريكية (ASTM C 192) . وبعد تحضير عدة نماذج من الملدنات الفائقة نوع (G) وحسب المواصفة الأمريكية .(ASTM C 494) وأجراء التجارب عليها، توصل البحث إلى تحضير نموذجين من الملدن الفائق نوع (G) . بعدها عملت ست خلطات تجريبية , كانت درجة حرارة المختبر (32.7Cº) وكما في جدول رقم (1).

المناقشة والاستنتاج : من خلال نتائج فحص الهطول ومقاومة الانضغاط لوحظ ماياتي : 1. النموذج الأول أعطى مقاومة انضغاط مبكرة اذ حصل من الخلطة الخرسانية ) (E2 على مقاومة انضغاط مبكرة مقدارها(36 N/ mm 2) وبزيادة (80%) عن مقاومة ألانضغاط المبكرة للخلطة الخرسانية المرجعية ) (E1 والتي مقدارهـا (20 N/ mm 2)لنفس ظروف التجربة (العمل) ، علما إن نسبة الماء إلى الأســــــمــنت (W/C %) للخلطة الخرسانية المرجعية هي (47%) وللخلطة الخرسانية ( E2 ) هي (32. 9%) وفق المصدر(3). 2. النموذج الأول أعطى هطول جيد اذ حصل من الخلطة الخرسانية ) ( E2على هطول مقداره (27 cm) وبزيادة (200%) عن الهطول للخلطة الخرسانية المرجعية ) ( E1 والذي مقداره (9cm) لنفس ظروف التجربة (العمل). 3. النموذج الثاني أعطى مقاومة انضغاط مبكرة اذ حصل من الخلطة الخرسانية ) ( F2على مقاومة انضغاط مبكرة مقدارها(28 N/ mm 2) وبزيادة (43.6%) عن مقاومة ألانضغاط المبكرة للخلطة الخرسانية المرجعية ) ( F1 والتي مقدارهـا (19.5 N/ mm 2)لنفس ظروف التجربة (العمل) ، علما إن نسبة الماء إلى الأســــمنت (W/C %) للخلطة الخرسانية المرجعية هي (47%) وللخلطة الخرسانية (F2) هي(35.3 %) وفق الصدر(3) . 4. النموذج الثاني أعطى هطول جيد اذ حصل من الخلطة الخرسانية ) ( F2على هطول مقداره (27.5 cm) وبزيادة (161.9%) عن الهطول للخلطة الخرسانية المرجعية ) (F1 والذي مقداره (10.5cm) لنفس ظروف التجربة (العمل) . 5. عند مقارنة قيمة مقاومة الانضغاط المبكرة للنموذجين الأول والثاني نلاحظ إن قيمة مقاومة الانضغاط المبكرة للخلطة الخرسانية ) (E2 هي (36 N/ mm 2) وإن قيمة مقاومة الانضغاط المبكرة للخلطة الخرسانية(F2) (28 N/ mm 2) أي نسبة زيادة مقاومة الانضغاط المبكرة للخلطة الخرسانية) (E2 عن الخلطة الخرسانية (F2) بمقدار (28.6%) . 6. عند مقارنة قيمة الهطول للنموذجين الأول والثاني نلاحظ إن زيادة الهطول للخلطة الخرسانية ) (E2 نسبة للخلطة المرجعية هي (200%) و إن زيادة الهطول للخلطة الخرسانية(F2) نسبة للخلطة المرجعية هي (161.9%) أي ان نسبة زيادة الهطول للخلطة الخرسانية ) (E2 عن الخلطة الخرسانية (F2) بمقدار (38.1%) . 7. نلاحظ أن نسبة الماء إلى الأســــــمــنت ( W/C % ) للخلطة الخرسانية (E2 ) هي ( 32. 9% ) اذ ان نسبة التقليل ( W/C % )عن المرجعية هي ( 30% ) ، وأن نسبة الماء الــــى الأســــــمــنت ( W/C % ) للخلطة الخرسانية ) ( F2 هي ( 35.3% ) حيث نسبة التقليل ( W/C % )عن المرجعية هي( 25% ) . 8. نلاحظ أن مقدار التقليل ( W/C % ) للخلطة الخرسانية( E2 ) أقل من الخلطة الخرسانية ) ( F2 بمقدار ( 5% ) وهذا احد أسباب زيادة مقاومة الانضغاط حيث تتناسب عكسيا مع ( W/C % )وفق المصدر ( 2 ). 9. نلاحظ زيادة نسبة مقاومة الانضغاط للنموذج الأول عن الثاني بمقدار(28.6%)، وزيادة نسبة الهطول للنموذج الأول عن الثاني بمقدار(38.1%)، لذلك النموذج الأول أعطى أفضل النتائج.

جدول رقم (1) النتائج العملية للهطول ومقاومة الانضغاط لجرعة المضاف (1.5 %) من وزن الأسمنت. الرقم الحقلي نسبة الجرعة(Dose %) نسبة تقليل الماء(W.R%) تاريخ الصب تاريخ الفحص مدة الغمر بالماء الهطول(cm) مقاومة الانضغاط (N/mm²) درجة حرارة التفاعل(°C) الكثافة(Kg/m³) (E1) 0 0 25-9-2011 6-10-2011 7 يوم 9 20 30.7 2399 (E2) 1.5 30 25-9-2011 6-10-2011 7 يوم 27 36 28.7 2339 (E3) 1.5 35 25-9-2011 6-10-2011 7 يوم 13.5 35.5 28.4 2477 (F1) 0 0 25-9-2011 6-10-2011 7 يوم 10.5 19.5 30.7 2463 (F2) 1.5 30 25-9-2011 6-10-2011 7 يوم 27.5 28 28.5 2442 (F3) 1.5 32.5 25-9-2011 6-10-2011 7 يوم 11.5 19.5 28.6 2428

المصادر: 1- Mielenz, R”History of chemical admixtures for concrete” concrete International: Design and construction 6 (4) :40-54 (1984). 2- Ramachandran, V.S; and V.M. Malhotra.Superplasticizers.In concrete admixture handbook: Properties science, and technology, ed. V.S. Ramachandran, 211-68.park ridge, N.J. Noyes Publications (1984). 3- Brian Miller “Revealing the mystery of admixtures part 2-Water reducing and set controlling admixtures” MC Magazine (2006).