Բետոնի հավելանյութեր. Տեսակներ, գործառույթներ և կիրառություններ

Ներածություն

Բետոնը ժամանակակից ենթակառուցվածքների հիմքն է՝ կազմելով շենքերի, ճանապարհների, կամուրջների, թունելների, ամբարտակների և այլնի կառուցվածքային հիմքը: Դրա լայն կիրառումը պայմանավորված է բարձր սեղմման ամրությամբ, բազմակողմանիությամբ և ծախսարդյունավետությամբ: Բետոնի հիմնական բաղադրիչները՝ ցեմենտը, ջուրը և ագրեգատները, հաճախ պահանջում են մոդիֆիկացիա՝ որոշակի կատարողականի և շրջակա միջավայրի պահանջներին համապատասխանելու համար: Ահա թե որտեղ է...բետոնե խառնուրդներվճռորոշ դեր խաղալ։

Բետոնի հավելանյութերԲետոնի խառնուրդին խառնվելուց առաջ կամ ընթացքում ավելացվող բնական կամ արհեստական ​​քիմիական նյութեր կամ հավելանյութեր են՝ թարմ կամ կարծրացած վիճակում դրա հատկությունները փոխելու համար: Դրանք օգտագործվում են մշակելիությունը, կարծրացման ժամանակը, ամրությունը, դիմացկունությունը, շրջակա միջավայրի ազդեցությանը դիմադրողականությունը և նույնիսկ գեղագիտությունը բարելավելու համար: Այս ակնարկը խորանում է հավելանյութերի դասակարգման, մեխանիզմների, առավելությունների և կիրառությունների մեջ՝ մանրամասնորեն ներկայացնելով դրանց անփոխարինելի դերը ժամանակակից շինարարության մեջ:

ԴասակարգումԲետոնի հավելանյութեր

Խառնուրդները սովորաբար բաժանվում են երկու հիմնական կատեգորիայի՝

1. Քիմիական խառնուրդներ

Սրանք ջրում լուծվող քիմիական նյութեր են, որոնք փոխում են բետոնի վարքագիծը: Տարածված տեսակներն են՝

• Ջուրը նվազեցնող հավելանյութեր

• Հանգստացնող խառնուրդներ

• Արագացնող խառնուրդներ

• Սուպերպլաստիֆիկատորներ (բարձր արդյունավետության ջրի նվազեցնողներ)

• Օդի ներթափանցումգործակալներ

• Կոռոզիայի ինհիբիտորներ

• Կծկումը նվազեցնող հավելանյութեր

• Ալկալի-սիլիկահողային ռեակցիայի ինհիբիտորներ

2. Հանքային (կամ լրացուցիչ ցեմենտային) հավելանյութեր

Սրանք նուրբ նյութեր են, հաճախ արդյունաբերական ենթամթերքներ, որոնք փոխարինում են պորտլանդցեմենտի մի մասին.

• Թռչող մոխիր

• Հղկված հատիկավոր դոմնային վառարանի խարամ (GGBFS)

• Սիլիցիումի գոլորշի

• Մետակաոլին

• Բրնձի կեղևի մոխիր

Քիմիական խառնուրդներ և դրանց գործառույթները

1. Ջուրը նվազեցնող խառնուրդներ

ՆպատակԲետոնի խառնուրդում ջրի պարունակությունը նվազեցնելու համար՝ առանց աշխատունակության վրա ազդելու։

Տեսակներ:

• ՆորմալՋրի քանակը կրճատեք 5-10%-ով

• Միջին միջակայքՋրի քանակը կրճատել 6–12%-ով

• Բարձր տիրույթի (Սուպերպլաստիֆիկատորներ)Ջրի քանակը կրճատել մինչև 30%-ով

Ընդհանուր միացություններ:

• Լիգնոսուլֆոնատներ

• Նավթալինի սուլֆոնատներ

• Պոլիկարբօքսիլատային եթերներ (ՊԿԵ)

Դիմումներ:

• Պատրաստի բետոն

• Նախապես պատրաստված տարրեր

• Բարձր արդյունավետության բետոն

Առավելություններ:

• Ուժի ավելացում

• Ավելի ցածր թափանցելիություն

• Բարելավված դիմացկունություն

2. Հանգստացնող խառնուրդներ

ՆպատակԲետոնի կարծրացման ժամանակը դանդաղեցնելու համար։

Օգտագործվում է:

• Բետոնապատում տաք եղանակին

• Մեծ լցումներ

• Բարդ ձևաթղթեր

Օրինակներ:

• Շաքարներ

• Ֆոսֆոնատներ

• Հիդրօքսիկարբոնաթթուներ

Առավելություններ:

• Կանխում է սառը հոդերի առաջացումը

• Բարելավում է ավարտունակությունը

• Թույլ է տալիս երկարատև տեղափոխում

3. Խառնուրդների արագացում

ՖունկցիաԱրագացնել ուժի վաղ զարգացումը։

Օրինակներ:

• Կալցիումի քլորիդ (չնայած սահմանափակ օգտագործում՝ կոռոզիայի ռիսկի պատճառով)

• Կալցիումի նիտրատ

• Նատրիումի թիոցիանատ

Օգտագործումներ:

• Սառը եղանակի բետոնապատում

• Արագ վերանորոգման աշխատանքներ

• Նախապատրաստված բետոնի արտադրություն

ՆշումԵրկաթբետոնում պողպատի կոռոզիան կանխելու համար նախընտրելի են քլորիդ չպարունակող արագացուցիչները։

4. Սուպերպլաստիֆիկատորներ

ՍահմանումԲարձր արդյունավետության ջրի նվազեցիչներ, որոնք ապահովում են ջրի զգալի կրճատում՝ առանց աշխատունակության կորստի։

Միացություններ:

• Պոլիկարբօքսիլատային եթերներ

• Մելամինի վրա հիմնված խառնուրդներ

Դիմումներ:

• Բարձր ամրության բետոն

• Ինքնամրապնդվող բետոն (SCC)

• Պոմպային բետոն

Առավելություններ:

• Բարձրացված հեղուկություն առանց տարանջատման

• Բարելավված մակերեսային մշակում

• Խիտ և դիմացկուն բետոն

5. Օդը ներծծող հավելանյութեր

ՆպատակԲետոնի մեջ մտցրեք մանրադիտակային օդային փուչիկներ։

Ֆունկցիա:

• Բարելավել սառեցման-հալեցման դիմադրությունը

• Բարելավել աշխատունակությունը

• Նվազեցնել արյունահոսությունը և տարանջատումը

Դիմումներ:

• Մայթեր

• կամրջի տախտակամածներ

• Բաց բետոն ցուրտ շրջաններում

Օգտագործված գործակալներ:

• Վինսոլի խեժ

• ճարպաթթուներ

• Սուլֆոնացված ածխաջրածիններ

6. Կոռոզիայի արգելակիչներ

ՖունկցիաՊաշտպանեք ներդրված պողպատե ամրանը կոռոզիայից:

Հաճախակի տեսակներ:

• Կալցիումի նիտրիտ

• Ցինկի վրա հիմնված ինհիբիտորներ

• Օրգանական կոռոզիայի ինհիբիտորներ

Դիմումներ:

• Ծովային կառույցներ

• Մայրուղային կամուրջներ

• Կայանատեղիներ

7. Կծկումը նվազեցնող հավելանյութեր (ԿՆՀ)

ՖունկցիաՆվազեցնում է չորացման ընթացքում կծկումը և դրա հետ կապված ճաքերը։

ՄեխանիզմՋրի ցածր մակերեսային լարվածությունը մազանոթներում։

Դիմումներ:

• Սալիկները դասավորված են

• Լցոնումներ

• Կառուցվածքային տարրերը ենթարկվում են չորացման պայմաններին

8. Ալկալի-սիլիկահողային ռեակցիայի (ASR) ինհիբիտորներ

ՆպատակՆվազեցնում է ցեմենտի մեջ ալկալիների և ագրեգատների մեջ ռեակտիվ սիլիցիումի փոխազդեցության հետևանքով առաջացած ընդարձակումը։

Խառնուրդներ:

• Լիթիումի նիտրատ

• Ալկալիները կապող պոցոլանային նյութեր

Հանքային խառնուրդներ (ՀԽ)

1. Թռչող մոխիր

ԾագումըԷլեկտրակայաններում ածխի այրման ենթամթերք։

Դասընթացներ:

• Դաս F: Ցածր կալցիումի պարունակություն

• C դաս. Բարձր կալցիումի պարունակություն

Առավելություններ:

• Բարելավում է աշխատունակությունը

• Բարձրացնում է դիմացկունությունը

• Նվազեցնում է խոնավության ջերմությունը

2. Սիլիցիումային գոլորշի

ԱղբյուրՍիլիցիումային մետաղի կամ ֆերոսիլիցիումային համաձուլվածքի արտադրության ենթամթերք։

Հատկություններ:

• Չափազանց նուրբ (100 անգամ ավելի նուրբ, քան ցեմենտը)

• Բարձր պոցոլանային ակտիվություն

Օգտագործումներ:

• Բարձր ամրության բետոն

• կամրջի տախտակամածներ

• Ծովային կառույցներ

3. Հղկված հատիկավոր դոմնային վառարանի խարամ (GGBFS)

ԾագումըԵրկաթի արտադրության ենթամթերք։

Առավելություններ:

• Բարձր սուլֆատային դիմադրություն

• Բարելավում է երկարատև ուժը

• Բացում է բետոնի գույնը (օգտակար է ճարտարապետական ​​կիրառություններում)

4. Մետակաոլին

Արտադրված էԿաոլինային կավի կալցինում։

Առավելություններ:

• Բարձր ռեակտիվություն

• Բարելավում է ուժը և ավարտը

• Նվազեցնում է ծաղկումը

5. Բրնձի կեղևի մոխիր

ԱղբյուրԳյուղատնտեսական թափոններ

Օգտագործել:

• Էկոլոգիապես մաքուր բետոն

• Բարելավում է անթափանցելիությունը

• Նվազեցնում է արյունահոսությունը

Գործողության մեխանիզմներ

1. Պոցոլանային ռեակցիաՀանքային խառնուրդներում պարունակվող սիլիցիումը փոխազդում է կալցիումի հիդրօքսիդի հետ՝ առաջացնելով լրացուցիչ CSH (կալցիումի սիլիկատային հիդրատ), որը հիմնական ամրություն տվող միացությունն է։

2. Ցեմենտի մասնիկների ցրումըՍուպերպլաստիֆիկատորները նվազեցնում են ֆլոկուլյացիան՝ մեծացնելով մակերեսը և խոնավությունը։

3. Ներգրավված օդային գրպաններՍտեղծեք միկրոխցիկներ, որոնք կլանեն սառած ջրից առաջացող ընդարձակման ճնշումը։

4. Քիմիական միջամտությունՈրոշ խառնուրդներ ընդհատում կամ արագացնում են հիդրատացիայի ռեակցիաները՝ փոխելու ամրացման վարքագիծը։

Հավելանյութերի օգտագործման առավելությունները

• Բարելավվածաշխատունակություն

• Ավելի լավդիմացկունությունևդիմադրությունդեպի կոշտ միջավայրեր

• Նվազեցվածջուր-ցեմենտ հարաբերակցություն(բարելավում է ուժը)

• Ժամանակի կառավարում(ամրացում և կարծրացում)

• Արժեքի արդյունավետություն՝ցեմենտի նվազեցում

• Էկոլոգիապես մաքուր այլընտրանքներ (կայուն շինարարություն)

Մարտահրավերներ և սահմանափակումներ

• Համատեղելիության խնդիրներխառնուրդների և ցեմենտի միջև

• Չափից մեծ դոզայի ռիսկերը(կարող է նվազեցնել ուժը կամ առաջացնել ամրացման ուշացումներ)

• Արժեքի հետևանքները, հատկապես առաջադեմ խառնուրդներով

• Բնապահպանական մտահոգություններորոշ սինթետիկ միացություններով

• Որակի վերահսկողությունև անհրաժեշտ է ճիշտ խառնուրդի դիզայն

Կիրառությունները գործնականում

1. Ենթակառուցվածքային նախագծեր

• Ամբարտակներում, թունելներում, մայրուղիներում և օդանավակայանների թռիչքուղիներում օգտագործվում են հավելանյութեր՝ ամրության, ճաքերի դեմ պայքարի և երկար ծառայության ժամկետի համար։

2. Բարձրահարկ շենքեր

• Սուպերպլաստիֆիկատորներն ու դանդաղեցնողները հեշտացնում են բետոնի տեղադրումը մեծ բարձրությունների վրա և նվազեցնում են սառը միացումները։

3. Ծովային և ափամերձ կառույցներ

• Կոռոզիայի ինհիբիտորները և օդը կլանող նյութերը օգնում են պայքարել քլորիդներով լի ագրեսիվ միջավայրերի դեմ։

4. Նախապատրաստված բետոն

• Արագացուցիչները և ջրի նվազեցիչները արագացնում են արտադրական ցիկլը և բարելավում մակերեսի որակը։

5. Բետոնի զանգվածային լցոնումներ

• Հանգստացնող նյութերը և հանքային խառնուրդները նվազեցնում են ջերմային գրադիենտները և կծկման հետևանքով առաջացած ճաքերը։

Կայունություն և կանաչ շինարարություն

Բետոնի խառնուրդները զգալիորեն նպաստում ենկայուն շինարարություն:

• Նվազեցնելցեմենտի օգտագործումը, նվազեցնելով ածխածնի արտանետումները։

• Բարելավելկյանքի տևողություն, նվազեցնելով վերանորոգման անհրաժեշտությունը։

• Թույլատրել օգտագործումըարդյունաբերական ենթամթերքներ(օրինակ՝ թռչող մոխիր, խարամ):

• Աջակցեք զարգացմանըցածր ածխածնային բետոն.

Հավելանյութերը համապատասխանում են կանաչ շենքերի հավաստագրերին, ինչպիսիք են՝ԼԻԴևԲրիմ.

Ապագայի միտումներ և նորարարություններ

1. Ինքնաբուժող հավելանյութեր

• Ներառեք միկրոկապսուլաներ կամ մանրէներ, որոնք արձագանքում են ճաքերին և ինքնուրույն կնքում են դրանք։

2. Նանո-խառնուրդներ

• Օգտագործեք նանոմասնիկներ, ինչպիսին է նանոսիլիցիումը, միկրոկառուցվածքը և մեխանիկական հատկությունները բարելավելու համար։

3. Խելացի հավելումներ

• Խառնուրդների մեջ ներդրված սենսորներ, որոնք կարող են իրական ժամանակում տվյալներ հաղորդել լարման, դեֆորմացիայի և ջերմաստիճանի վերաբերյալ։

4. Բետոնի 3D տպագրություն

• Ճշգրիտ շերտավորման համար անհրաժեշտ են բարձր հոսունության և արագ կարծրացող հավելանյութեր։

5. Ածխածին կլանող խառնուրդներ

• Մշակվում են միջոցներ՝ բետոնի մեջ CO₂-ը որսալու համար՝ կարծրացման ընթացքում, ինչը կնվազեցնի արտանետումները։

Բետոնի հավելանյութերհեղափոխություն են մտցրել ժամանակակից շինարարության մեջ՝ հնարավորություն տալով արտադրել ավելի ամուր, ավելի դիմացկուն և ավելի կայուն բետոնի։ Հիմնական աշխատունակության բարելավումներից մինչև ինքնաբուժման առաջադեմ հնարավորություններ, հավելանյութերը հարմարեցնում են բետոնը՝ համապատասխանեցնելով կառուցվածքային և շրջակա միջավայրի որոշակի պահանջներին։ Քանի որ քաղաքաշինությունը սրվում է, և կայուն ենթակառուցվածքների կոչը դառնում է ավելի բարձր, հավելանյութերի դերը բարձր արդյունավետությամբ, էկոլոգիապես մաքուր բետոնի ստեղծման գործում կդառնա ավելի կարևոր։

Ինժեներները, ճարտարապետները և շինարարության մասնագետները պետք է տեղյակ լինեն հավելանյութերի տեխնոլոգիաներին, իմաստուն կերպով ընտրելով և կիրառելով այդ նյութերը՝ 21-րդ դարում բետոնի ողջ ներուժը բացահայտելու համար։