Бетоны нэмэлтүүд: төрөл, үүрэг, хэрэглээ

Танилцуулга

Бетон бол барилга байгууламж, зам, гүүр, хонгил, далан гэх мэт бүтцийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг орчин үеийн дэд бүтцийн тулгуур юм. Түүний өргөн хэрэглээ нь шахалтын өндөр бат бэх, олон талт байдал, өртөг хэмнэлттэй холбоотой юм. Бетоны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд болох цемент, ус, дүүргэгчийг ихэвчлэн тодорхой гүйцэтгэл, байгаль орчны шаардлагыг хангахын тулд өөрчлөх шаардлагатай байдаг. Энэ бол хаана байнабетоны нэмэлтүүдшийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг.

Бетоны нэмэлтүүдшинэхэн эсвэл хатуурсан төлөвт нь шинж чанарыг нь өөрчлөхийн тулд холихын өмнө эсвэл холих явцад бетоны хольцод нэмсэн байгалийн болон үйлдвэрлэсэн химийн бодис, нэмэлтүүд юм. Эдгээр нь ажиллах чадвар, тогтох хугацаа, хүч чадал, бат бөх байдал, хүрээлэн буй орчны нөлөөнд тэсвэртэй байдал, тэр ч байтугай гоо зүйн байдлыг сайжруулахад ашиглагддаг. Энэхүү эссэ нь хольцын ангилал, механизм, ашиг тус, хэрэглээг нарийвчлан авч үзэх бөгөөд орчин үеийн барилгын ажилд зайлшгүй гүйцэтгэх үүргийг нарийвчлан харуулсан болно.

-ийн ангилалБетоны нэмэлтүүд

Хольцыг ерөнхийд нь хоёр үндсэн ангилалд хуваадаг.

1. Химийн нэмэлтүүд

Эдгээр нь бетоны шинж чанарыг өөрчилдөг усанд уусдаг химийн бодисууд юм. Нийтлэг төрлүүд нь:

• Ус багасгах нэмэлтүүд

• Удаангуйлах нэмэлтүүд

• Түргэвчилсэн нэмэлтүүд

• Супер хуванцаржуулагч (Өндөр хүрээний ус бууруулагч)

• Агаар шингээхагентууд

• Зэврэлтээс хамгаалах бодисууд

• Агшилтыг багасгах нэмэлтүүд

• Шүлт-цахиурын урвалын дарангуйлагчид

2. Ашигт малтмалын (эсвэл нэмэлт цементийн) хольц

Эдгээр нь Портланд цементийн тодорхой хэсгийг орлуулдаг нарийн материал, ихэвчлэн үйлдвэрлэлийн дайвар бүтээгдэхүүн юм.

• Нисдэг үнс

• Домен зуухны нунтагласан шаар (GGBFS)

• Цахиурын утаа

• Мекаолин

• Цагаан будааны хальсны үнс

Химийн хольц ба тэдгээрийн үүрэг

1. Ус багасгах нэмэлтүүд

Зорилго: Бетоны хольц дахь усны агууламжийг ажлын чадварт нөлөөлөхгүйгээр багасгах.

Төрөл:

• Ердийн: Усыг 5-10% бууруулна

• Дунд зэрэг: Усыг 6–12% бууруулна

• Өндөр хүрээтэй (Супер хуванцаржуулагч): Усыг 30% хүртэл бууруулна

Нийтлэг нэгдлүүд:

• Лигносульфонатууд

• Нафталин сульфонатууд

• Поликарбоксилатын эфир (PCEs)

Хэрэглээ:

• Бэлэн бетон зуурмаг

• Урьдчилан бэлтгэсэн элементүүд

• Өндөр хүчин чадалтай бетон

Ашиг тус:

• Хүч чадал нэмэгдсэн

• Доод нэвчилт

• Бат бөх чанарыг сайжруулсан

2. Сааруулагч хольцууд

Зорилго: Бетоны хатуурах хугацааг удаашруулах.

-д ашигласан:

• Халуун цаг агаарт бетон зуурмаг хийх

• Их хэмжээний цутгах

• Нарийн төвөгтэй хэвний ажил

Жишээ:

• Элсэн чихэр

• Фосфонатууд

• Гидроксикарбоксилын хүчил

Давуу тал:

• Хүйтэн үе мөч үүсэхээс сэргийлнэ

• Дуусгах чадварыг сайжруулна

• Өргөтгөсөн тээвэрлэлтийг зөвшөөрдөг

3. Түргэвчилсэн нэмэлтүүд

Чиг үүрэг: Эрт хүч чадлын хөгжлийг хурдасгана.

Жишээ:

• Кальцийн хлорид (зэврэлтийн эрсдэлээс шалтгаалан хязгаарлагдмал хэрэглээ)

• Кальцийн нитрат

• Натрийн тиоцианат

Хэрэглээ:

• Хүйтэн цаг агаарт бетон зуурмаг хийх

• Шуурхай засварын ажил

• Угсармал бетон үйлдвэрлэл

Анхаарна уу: Төмөр бетонд ган зэврэлтээс сэргийлэхийн тулд хлорид агуулаагүй хурдасгуурыг илүүд үздэг.

4. Супер хуванцаржуулагч

Тодорхойлолт: Ажиллах чадварыг алдагдуулахгүйгээр усыг их хэмжээгээр багасгадаг өндөр түвшний ус бууруулагч.

Нэгдлүүд:

• Поликарбоксилатын эфир

• Меламин дээр суурилсан нэмэлтүүд

Хэрэглээ:

• Өндөр бат бэх бетон

• Өөрөө бат бэх бетон (ХЗХ)

• Шахсан бетон

Давуу тал:

• Тусгаарлахгүйгээр шингэнийг нэмэгдүүлэх

• Сайжруулсан гадаргуугийн өнгөлгөө

• Нягт, бат бөх бетон

5. Агаар оруулах нэмэлтүүд

Зорилго: Микроскопийн агаарын бөмбөлгийг бетонд оруулах.

Чиг үүрэг:

• Хөлдөлт гэсэлтийн эсэргүүцлийг сайжруулна

• Ажиллах чадварыг нэмэгдүүлэх

• Цус алдалт, тусгаарлалтыг багасгах

Хэрэглээ:

• Хучилт

• Гүүрний тавцан

• Хүйтэн бүсэд ил бетон

Ашигласан агентууд:

• Винсол давирхай

• Өөх тосны хүчил

• Сульфонжуулсан нүүрсустөрөгчид

6. Зэврэлтээс хамгаалах бодис

Чиг үүрэг: Суулгасан ган арматурыг зэврэлтээс хамгаална.

Нийтлэг төрлүүд:

• Кальцийн нитрит

• Цайр дээр суурилсан дарангуйлагчид

• Органик зэврэлтээс хамгаалах бодисууд

Хэрэглээ:

• Далайн бүтэц

• Хурдны замын гүүрнүүд

• Машины зогсоол

7. агшилтыг бууруулах нэмэлтүүд (SRAs)

Чиг үүрэг: Хатаах агшилт болон холбогдох ан цавыг багасгана.

Механизм: Капилляр дахь усны гадаргуугийн доод хурцадмал байдал.

Хэрэглээ:

• Зэрэглэлийн хавтан

• Толингууд

• Хатаах нөхцөлд өртсөн бүтцийн элементүүд

8. Шүлт-цахиурын урвал (ASR) дарангуйлагчид

Зорилго: Цемент дэх шүлт ба дүүргэгч дэх реактив цахиурын хоорондох урвалаас үүссэн тэлэлтийг бууруулна.

Нэмэлтүүд:

• Литийн нитрат

• Шүлтийг холбодог позоланик материал

Ашигт малтмалын нэмэлтүүд (SCMs)

1. Fly Ash

Гарал үүсэл: Цахилгаан станцын нүүрсний шаталтын дайвар бүтээгдэхүүн.

Ангиуд:

• F ангилал: Кальци багатай

• Ангилал С: Кальци ихтэй

Ашиг тус:

• Ажиллах чадварыг сайжруулна

• Бат бөх чанарыг сайжруулна

• Усжилтын дулааныг бууруулдаг

2. Цахиурт утаа

Эх сурвалж: Цахиурын металл эсвэл ферросиликон хайлш үйлдвэрлэлийн дайвар бүтээгдэхүүн.

Үл хөдлөх хөрөнгө:

• Маш нарийн (цементээс 100 дахин нарийн)

• Өндөр пуццолан идэвхжил

Хэрэглээ:

• Өндөр бат бэх бетон

• Гүүрний тавцан

• Далайн бүтэц

3. Домен зуухны нунтагласан шаар (GGBFS)

Гарал үүсэл: Төмрийн үйлдвэрлэлийн дайвар бүтээгдэхүүн.

Давуу тал:

• Сульфатын өндөр эсэргүүцэл

• Урт хугацааны хүчийг сайжруулдаг

• Бетоны өнгийг цайруулна (архитектурын хэрэглээнд хэрэгтэй)

4. Метакаолин

Үйлдвэрлэсэн: Каолин шаврыг шохойжуулах.

Ашиг тус:

• Өндөр реактив

• Хүч чадал, өнгөлгөөг сайжруулдаг

• Цэцэглэлтийн байдлыг бууруулдаг

5. Цагаан будааны хальс үнс

Эх сурвалж: Хөдөө аж ахуйн хаягдал бүтээгдэхүүн

Ашиглах:

• Байгальд ээлтэй бетон

• Ус үл нэвтрэх чанарыг сайжруулна

• Цус алдалтыг бууруулдаг

Үйл ажиллагааны механизмууд

1. Поцзоланик урвал: Ашигт малтмалын хольц дахь цахиур нь кальцийн гидроксидтэй урвалд орж нэмэлт CSH (кальцийн силикат гидрат) үүсгэдэг бөгөөд гол хүч чадал өгдөг.

2. Цементийн хэсгүүдийн тархалт: Суперпластикжуулагч нь флокулацийг бууруулж, гадаргуугийн талбай болон чийгшлийг нэмэгдүүлнэ.

3. Оруулсан агаарын халаас: Хөлдөж буй уснаас тэлэлтийн даралтыг шингээх бичил камеруудыг бий болгоно.

4. Химийн хөндлөнгийн оролцоо: Зарим хольц нь чийгшүүлэх урвалыг тасалдуулж, хурдасгаж, тогтворжуулах үйл ажиллагааг өөрчилдөг.

Хольцыг ашиглах давуу тал

• Сайжруулсанажиллах чадвар

• Илүү сайнбат бөх чанарболонэсэргүүцэлхатуу ширүүн орчинд

• Багасгасанус цементийн харьцаа(хүч чадлыг сайжруулдаг)

• Цагийн хяналт(тохиргоо ба хатууруулах)

• дамжуулан зардлын үр ашигцементийн бууралт

• Байгаль орчинд ээлтэй хувилбарууд (тогтвортой бүтээн байгуулалт)

Сорилт ба хязгаарлалт

• Тохиромжтой байдлын асуудалхольц болон цементийн хооронд

• Хэт их тунгаар хэрэглэх эрсдэл(хүч чадлыг бууруулж эсвэл тохиргооны саатал үүсгэж болно)

• Зардлын үр дагавар, ялангуяа дэвшилтэт хольцтой

• Байгаль орчны асуудалзарим синтетик нэгдлүүдтэй

• Чанарын хяналтмөн хольцын зөв дизайн шаардлагатай

Практикт хэрэглэх програмууд

1. Дэд бүтцийн төслүүд

• Далан, хонгил, хурдны зам, нисэх онгоцны буудлын хөөрч буух зурвас нь удаан эдэлгээтэй, хагарлыг хянах, удаан эдэлгээтэй байхын тулд хольцыг ашигладаг.

2. Өндөр барилгууд

• Хэт хуванцаржуулагч ба удаашруулагч нь бетоныг өндөрт байрлуулах ажлыг хөнгөвчлөх ба хүйтэн үеийг багасгадаг.

3. Далайн болон эргийн бүтэц

• Зэврэлтийг дарангуйлагчид болон агаарыг татах бодисууд нь хлоридоор дүүрсэн түрэмгий орчинтой тэмцэхэд тусалдаг.

4. Угсармал бетон

• Хурдасгагч ба ус бууруулагч нь үйлдвэрлэлийн мөчлөгийг хурдасгаж, гадаргуугийн чанарыг сайжруулдаг.

5. Масс бетон цутгах

• Сааруулагч ба эрдэс хольц нь дулааны градиент ба агшилтаас үүдэлтэй ан цавыг багасгадаг.

Тогтвортой байдал ба ногоон байгууламж

Бетоны нэмэлтүүд нь ихээхэн хувь нэмэр оруулдагтогтвортой бүтээн байгуулалт:

• Бууруулахцементийн хэрэглээ, нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг бууруулах.

• Сайжруулахамьдрах хугацаа, засвар хийх хэрэгцээг багасгах.

• ашиглахыг зөвшөөрнөүйлдвэрийн дайвар бүтээгдэхүүн(жишээлбэл, үнс, шаар).

• хөгжлийг дэмжихнүүрстөрөгч багатай бетон.

Нэмэлтүүд нь ногоон барилгын гэрчилгээтэй нийцдэгLEEDболонBREEAM.

Ирээдүйн чиг хандлага ба инноваци

1. Өөрийгөө эдгээх нэмэлтүүд

• Хагаралд хариу үйлдэл үзүүлэх микрокапсул эсвэл бактерийг өөртөө шингээж, бие даасан байдлаар битүүмжилнэ.

2. Нано хольц

• Бичил бүтэц, механик шинж чанарыг сайжруулахын тулд нано-цахиур зэрэг нано хэсгүүдийг ашигла.

3. Ухаалаг нэмэлтүүд

• Стресс, ачаалал, температурын талаарх мэдээллийг цаг тухайд нь мэдээлэх боломжтой нэмэлтүүд дотор суурилуулсан мэдрэгч.

4. 3D хэвлэх бетон

• Нарийвчлалтай давхарга тавихын тулд өндөр урсах чадвартай, хурдан хатуурдаг хольц шаардлагатай.

5. Нүүрстөрөгчийг шингээх нэмэлтүүд

• Бетоныг хатууруулах явцад CO₂-г барьж, ялгаруулалтыг бууруулах бүтээн байгуулалтууд хийгдэж байна.

Бетоны нэмэлтүүднь илүү бат бөх, бат бөх, бат бөх бетон үйлдвэрлэх боломжийг бүрдүүлснээр орчин үеийн барилгын салбарт хувьсгал хийсэн. Ашиглалтын үндсэн сайжруулалтаас эхлээд өөрийгөө эдгээх дэвшилтэт чадавхи хүртэл нэмэлтүүд нь бетоныг бүтцийн болон байгаль орчны тодорхой шаардлагад нийцүүлэн тохируулдаг. Хотжилт эрчимжиж, тогтвортой дэд бүтцийг бий болгох уриалга улам чангарах тусам өндөр хүчин чадалтай, байгальд ээлтэй бетоныг бий болгоход хольцын үүрэг улам бүр чухал болно.

Инженерүүд, архитекторууд, барилгын мэргэжилтнүүд 21-р зуунд бетоны бүрэн чадавхийг нээхийн тулд эдгээр материалыг ухаалгаар сонгож, хэрэглэх нь хольцын технологийг дагаж мөрдөх ёстой.