المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : عناصر المؤلفة للأسمنت


سيراميكا
04-15-2011, 08:18 AM
العناصر المؤلفة للأسمنت

العناصر المؤلفة للأنواع المختلفة للأسمنت البورتلاندي هي التي تميز نوع من الأسمنت عن النوع الآخر.
وفي هذا الصدد نقول إن كل من المواصفة ASTM C 150 والمواصفة AASHTO M 85 تقدم المتطلبات الكيميائية القياسية لكل نوع من أنواع الأسمنت المختلفة.
ونود هنا القول بأن مركبات ال Phase والتي تتكون في مراحل معينة للأسمنت البروتلاندي يتم الإشارة عليها بواسطة ASTM على إنها :
• Tricalcium Silicate (C3S).
• Dicalcium Silicate (C2S)
• Tricalcium Aluminate (C3A)
• Tetracalcium Aluminoferrite (C4AF)

لكن على كل حال،ينبغي ملاحظة أن هذه المركبات يمكن أن عند مرحلة توازن كافة المكونات في الخلطة ولا تترك آثار انعكاسية على حرارات الاحتراق،والتبريد السريع المفاجئ،إتاحة الأكسجين،بالإضافة إلى الظروف الحقيقية الأخرى الخاصة بالأتون أو الفرن.
وفي هذا الصدد نقول إن المكونات الحقيقية تكون في الغالب عبارة عن هياكل كيميائية معقدة متبلورة وغير متبلورة،يرمز إليها بكيماويات الأسمنت مثل "elite" C3S و "belite" C2S ، بالإضافة إلى أشكال متعددة ومختلفة للألومنيات.
إن سلوك كل نوع من أنواع الأسمنت يعتمد على محتوى هذه المركبات.
وفي هذا الصدد نقول إن توصيف هذه المكونات،وإماهتها،وتأثيرها على سلوك الأنواع المختلفة للاسمنت قد تم تقديمها بالتفصيل التام في العديد من المراجع والكتب.
وبعض من المراجع الأكثر اكتمالا تتعامل مع كيميائية الأسمنت ومن بينها تلك التي تم كتابتها بواسطة كل من Bogue (1955) و Lea (1970) Taylor .
وفي أثناء ذلك استعان الكثير من الباحثين بالعديد من التقنيات التحليلية المختلفة مثل حيود أشعة × والتحليل الإلكتروني الميكروسكوبي من اجل الفهم التام لتفاعل الأسمنت مع الماء (عملية الإماهة) وكذلك لتحسين خصائص هذه العملية.
بشكل أبسط،يمكن القول بأن نتائج هذه الدراسات قد أوضحت أن الإماهه المبكرة للأسمنت يتم التحكم فيها بشكل أساسي بواسطة مقدار ونشاط ال C3A ، المتزنة بواسطة مقدار ونوع السلفات الموجودة بالأسمنت .
وفي هذا الصدد نقول إن ال C3A يتموه سريعا جدا وسوف يؤثر في خصائص وصفات الالتصاق المبكر.
ونود هنا القول بأن الإماهه الغير عادي ل C3A والتحكم السيئ للغاية لهذه الإماهه بالسلفات يمكن أن يؤدي إلى مثل العديد من المشاكل مثل الشك السريع والشك الكاذب وفقط القوام بالإضافة إلى عدم توافق الخليط الأسمنتي (المصدر:Previte 1977 ; Whiting 1987;Meyer and Perenchio 1979 ).
تكوين البنية الداخلية للأسمنت التي حدثت له إماهه (المشار إليها من خلال العديد من الباحثين على أنها البنية المجهرية) يحدث بعد أن تشك الخرسانة ويستمر التكوين لعدة شهور (أو حتى عدة سنوات) بعد الصب.
والبنية المجهرية للأسمنت التي حدثت له إماهه سوف تحدد السلوك الميكانيكي وقوة التحمل للخرسانة.
وفي ضوء تركيب الأسمنت،نقول إن كل من C3S و C2S سوف يكون لهما التأثير الأساسي على المدى البعيد على تكوين البنية،بالرغم إن الألومنيات قد تساهم في تكوين مكونات مثل ettringite (هيدرات سلفات الألمنيوم)،التي يمكن أن تتسبب في حدوث تصدع عظيم في الخرسانة.
أنواع الأسمنت المشتملة على نسبة عالية من ال C3S (خصوصا تلك التي مطحونة جيدا) سوف يحدث لها إماهه بشكل أسرع مما يؤدي إلى الحصول على قوة مبكرة أعلى.
ولكن،المنتجات المتكونة من عملية الإماهة ستجعل من الصعوبة بمكان استمرار عملية الإماهة في المراحل المقبلة،مما يؤدي إلى جعل القوة المرغوبة في بعض الحالات.
أما أنواع الأسمنت المشتملة على نسبة عالية من ال C2S فسوف يحدث لها إماهه بشكل أكثر بطئا،مما يؤدي إلى الحصول على بنية نهائية أكثر كثافة وقوة أعلى على المدى الطويل.


إن النسبة الجزئية ل C3S و C2S ، والنعومة الكلية لأنواع الأسمنت المختلفة،في ازدياد مستمر عبر العشرات السنين الماضية.
وفي حقيقة الامر،لقد لاحظ العالم Pomeroy(1989) أن القوى المبكرة التي يمكن تحقيقها في الخرسانة اليوم كان لايمكن تحقيقها في الماضي فيما عدا عند النسبة المنخفضة للماء إلى الأسمنت(W/C's )، الأمر الذي يؤدي إلى الحصول على خراسانات غير قابلة للتشغيل في غياب الHRWR .
وهذه القدرة على تحقيق القوى المطلوبة عند قابلية للتشغيل اعلى (ومن ثم نسبة الماء إلى الأسمنت w/c ) قد يكون مرجعها إلى العديد من مشاكل قوة التحمل durability ، حيث إنه أصبح من الواضح الآن أنه كلما زادت نسبة الماء إلى الأسمنت W/C بشكل ثابت أدى ذلك إلى الحصول على نفاذية أعلى في الخرسانة (المصدر: Ruettgers,Vidal,andWing 1935;1988 ).
إحدى الموضوعات الهامة والأساسية بالنسبة لكيميائية للأسمنت تتمثل في اهتمام مستخدمي الأسمنت بتأثير الإضافات الكيميائية على الأسمنت البروتلاندي.
وفي هذا الصدد نقول إنه منذ بداية الستينات من القرن الماضي (1960s ) كانت أغلب الولايات تسمح أو تتطلب استخدام عناصر تقليل المياه بالإضافة إلى إضافات أخرى في وصف الطرق السريعة وفي المنشات (المصدر:Mielenz 1984).
لقد تم إنتاج وتقديم عدد هائل ومتنوع من الإضافات الكيميائية إلى صناعة الخرسانة عبر العقود الثلاثة الأخيرة، ولقد اهتم المهندسون بشكل متزايد بخصوص التأثيرات الإيجابية والسلبية لهذه الإضافات على الأسمنت ومستوى أداء الخرسانة.
في الولايات المتحدة تم إجراء بحث على نطاق موسع على كيفية التعامل مع الإضافات.
وفي هذا الصدد نقول إنه تم استخدام إضافات حبس الهواء على نطاق واسع في صناعة الطرق السريعة في أمريكا الشمالية، حيث تكون الخرسانة معرضة لدورات متكررة من التجمد والذوبان.
ولم يكن لإضافات حبس الهواء تأثير جيد على معدل إماهة الأسمنت أو على التركيب الكيميائي لمنتجات الإماهه
(Ramachandran and Feldman 1984).
ولكن على كل حال،أي زيادة في نعومة الأسمنت أو أي نقص في المحتوى القلوي للأسمنت يؤدي بصفة عامة إلى زيادة في مقدار أي إضافة مطلوبة للحصول على محتوى هوائي محدد (ACI Comm.225R 1985).
هذا،ومعوقات أو ممنعات المياه تؤثر في مكونات الأسمنت وإماهة كل منها.
ونود هنا القول بأن الإضافات القائمة على الLignosulfonate تؤثر في إماهة الC3A ، الذي يتحكم في كل من زمن شك الأسمنت والإماهة المبكرة للأسمنت.
كذلك فإن إماهة كل من C3S و C4AF تتأثر هي الأخرى بمعوقات ومقللات المياه (Ramachandran and Feldman 1984).
نتائج الاختبارات التي تم تقديمها بواسطة Polivka and Klein (1960) أوضحت أن كل من المحتوى القلوي ومحتوى الC3A يؤثران في الإضافات المطلوبة لتحقيق الخلطة المطلوبة.
ولقد ظهر أن معوقات الشك،على سبيل المثال،تكون أكثر فاعلية مع أسمنت مشتمل على محتوى قلوي منخفض ومحتوى منخفض أيضا من الC3A ، وأن معوقات المياه تبدو أنها تعمل على تحسين القوة الإنضغاطية للخرسانة المشتملة على عناصر بمحتوى قلوي منخفض أكثر من القوة الإنضغاطية للخرسانة المشتملة على أنواع أسمنت بمحتوى قلوي مرتفع