Бетон тұтқырлығын басқару және соңғы өнім сапасы

Тұтқырлық - жаңа бетон қоспасының өнімділігін басқаратын негізгі қасиет, оның айдалу қабілетінен бастап бөлінуге төзімділігіне дейін барлығына әсер етеді. Бетон тұтқырлығын егжей-тегжейлі түсіну және белсенді басқару операциялық тиімділікке, соңғы өнім сапасына және жобаның жалпы құнына қалай үлес қоса алатынын кешенді талдауды қарастырыңыз. Үздіксіз желі ішіндегі өлшеу технологиялары және деректерге негізделген тәсілбетон араластыру процесіберік, берік және сенімді соңғы өнімге қол жеткізу үшін біртектілік пен консистенцияны қамтамасыз ете алады.

Араластырудағы тұтқырлықты ғылыми басқарудың қажеттіліктері

Құрылыс индустриясының жоғары беріктіктегі бетон (HPC), өздігінен нығайтылатын бетон (SCC) және мамандандырылған талшықты арматураланған қоспалар сияқты озық қасиеттері бар материалдарға деген сұранысы дәстүрлі сапаны бақылау шараларының шектеулерін ашты. Бір ғасырға жуық уақыт бойы құлау сынағы жаңа бетонның жұмысқа қабілеттілігін бағалаудың стандартты әдісі болып келді. Қарапайым және таныс болғанымен, бұл бір параметрлі сынақ қазіргі заманғы бетонның күрделі ағындық мінез-құлқын сипаттау үшін түбегейлі жеткіліксіз, көбінесе қоспаның нақты өнімділігін жергілікті жерде болжай алмайтын жаңылыстыратын нәтижелер береді.

Жаңа бетонның ағымы мен деформациясы, жалпы алғанда реология деп аталады, оның өнімділігі үшін өте маңызды. Реологияға әсер ететін негізгі фактор араластыру кезіндегі бетон тұтқырлығында жатыр, ол бетон қоспасының бастапқы араластырудан бастап қалыпқа соңғы орналастырылуына дейін қалай әрекет ететінін анықтайды. Тұтқырлықты дәлірек өлшеу үшін субъективті және эмпирикалық сынақтарды үздіксіз дәл сенсорлық технологиямен ауыстырыңыз.

1. Бетонның реологиялық негіздері

1.1 Күрделі сұйықтықтағы тұтқырлықты анықтау

Жаңа бетонның реологиясын түсіну үшін оны қарапайым сұйықтық ретінде емес, тұтқыр сұйықтықтағы қатты бөлшектердің жоғары концентрацияланған, гетерогенді суспензиясы ретінде тану маңызды. Бетондағы үздіксіз фаза немесе матрица - бұл химиялық қоспалары бар суда шашыраңқы цемент түйіршіктері (орташа диаметрі шамамен 15 мкм), минералды қоспалар (мысалы, орташа диаметрі 0,15 мкм кремний диоксиді түтіні) және 100 мкм-ден кіші құм бөлшектерін қоса алғанда, ұсақ бөлшектердің суспензиясы. Ағынның мінез-құлқы жалпы ағынның мінез-құлқын және бүкіл бетон қоспасының өңдеу қабілетін тікелей басқарады.

Ньютон сұйықтығынан айырмашылығы, кез келген ығысу жылдамдығында тұрақты тұтқырлыққа ие, бетон Ньютондық емес мінез-құлық көрсетеді. Оның ағынға төзімділігі бірыңғай, бекітілген мән емес. «Көрінетін тұтқырлық» термині қолданылған ығысу кернеуі мен нәтижесінде пайда болған ығысу жылдамдығы арасындағы қатынасты сипаттайды. Бұл көрінетін тұтқырлық ығысу жылдамдығы мен суспензия ішіндегі қатты бөлшектердің концентрациясының, сондай-ақ бөлшектердің флокуляция дәрежесінің функциясы ретінде өзгереді. Практикалық мақсаттар үшін жаңа бетонның ағындық қасиеттерін екі параметрлі модельмен сипаттауға болады, бұл бір мәнді өлшеуге қарағанда толық және пайдалы сипаттама береді.

1.2 Негізгі реологиялық модельдер: Бингем және одан кейінгі кезең

Жаңа бетон ағыны көбінесе және тиімді түрде Бингем сұйықтығы моделімен сипатталады, ол оның мінез-құлқын сипаттау үшін екі негізгі реологиялық параметрді ұсынады: аққыштық кернеуі және пластикалық тұтқырлық. Бұл екі параметр бетон ағынының қос сипатын көрсетеді.

• Ағыс кернеуі (τ0): Бұл параметр жаңа бетон аға бастағанға дейін оған қолданылуы тиіс ең аз ығысу кернеуін білдіреді. Бұл уақытша, бөлшектер арасындағы байланыстарды үзу және қозғалысты бастау үшін қажетті күш. Жоғары ағыс кернеуі бар қоспа қатты сезіледі және бастапқы қозғалысқа қарсы тұрады, ал төмен ағыс кернеуі жоғары ағынды және өз салмағымен таралатын қоспаны көрсетеді.

• Пластикалық тұтқырлық (μp): Бұл материалдың беріліс кернеуі жойылғаннан кейін үздіксіз ағынға төзімділігінің өлшемі. Ол ығысу кернеуі мен ығысу жылдамдығы арасындағы сызықтық қатынастың көлбеуімен көрсетіледі. Пластикалық тұтқырлық сұйықтық ішіндегі ішкі үйкелісті және тұтқыр кедергіні сандық түрде көрсетеді, бұл айдау және әрлеу сияқты процестер үшін өте маңызды.

Көптеген озық қолданбалар үшін, мысалы, жоғары ағынды немесе ығысу-қоюлантқыш қоспалар үшін, Хершель-Булкли моделі сияқты күрделі модельдерді пайдалануға болады. Бұл модельде үш реологиялық параметр бар - шығымдылық кернеуі, консистенция коэффициенті және консистенция көрсеткіші - олар шығымдылық кернеуін, дифференциалды тұтқырлықты және ығысу-қоюлану дәрежесін сандық түрде сипаттай алады. Дегенмен, көптеген дәстүрлі және жоғары өнімді бетондар үшін Бингем моделі сапаны бақылау үшін сенімді және практикалық негізді қамтамасыз етеді.

Осы қос параметрлерге сүйену дәстүрлі сапаны бақылаудың түбегейлі жеткіліксіздігін көрсетеді. Мысалы, құлау сынағы - қоспаның беріктік кернеуінің функциясы болып табылатын бір нүктелі өлшеу. Бұл дұрыс құлауы бар қоспаның пластикалық тұтқырлығы әлі де дұрыс емес болуы мүмкін екенін білдіреді, бұл жерде елеулі мәселелерге әкеледі. Мысалы, екі түрлі қоспа бірдей құлау мәнін бере алады, бірақ әртүрлі айдау немесе әрлеу сипаттамаларына ие болады, себебі біреуінің пластикалық тұтқырлығы өте төмен болуы мүмкін (әрлеуді қиындатады), ал екіншісінің қолайсыз жоғары тұтқырлығы болуы мүмкін (айдау қиындатады). Осылайша, бір параметрлі сынақ заманауи, өнімділікке бағытталған бетон үшін жеткіліксіз, бұл толығырақ реологиялық сипаттамаға көшуді қажет етеді.

1-кесте: Реологиялық параметрлер және олардың физикалық маңызы

1.3 Тұтқырлыққа әсер ететін негізгі факторлар

Бетонның реологиялық қасиеттері статикалық емес; олар құрамдас материалдардың пропорциялары мен сипаттамаларына өте сезімтал. Араластырушы дизайнердің негізгі міндеті - қажетті беріктік пен жұмысқа қабілеттілікке қол жеткізу үшін осы компоненттерді теңестіру.

• Су-цемент материалдарының қатынасы (Вт/См): Бұл, сөзсіз, ең маңызды фактор. Жоғары сығылу беріктігі мен төзімділігіне қол жеткізу үшін маңызды болып табылатын төмен Вт/См қатынасы қоспаның беріктік кернеуін және пластикалық тұтқырлығын айтарлықтай арттырады. Бұл кері байланыс қоспаны жобалаудың орталық парадоксы болып табылады: жоғары беріктікке қол жеткізу көбінесе жұмысқа қабілеттіліктің есебінен болады, бұл тұтқырлықты басқаруға неғұрлым нәзік тәсілді қажет етеді.

• Агрегат қасиеттері: Ірі және ұсақ агрегаттардың сипаттамалары өте маңызды. Агрегаттардың жалпы беткі ауданы дұрыс майлау үшін қажетті паста мөлшеріне тікелей әсер етеді. Ұсақ бөлшектер көбірек су мен цементті қажет етеді, осылайша тұтқырлықты арттырады. Бөлшектердің пішіні де өте маңызды; бұрышты, ұсақталған агрегаттардың беткі ауданы жоғары және дөңгелектелген агрегаттарға қарағанда бөлшектер арасындағы үйкелісті көбірек тудырады, сондықтан бірдей жұмысқа қабілеттілікке жету үшін көбірек паста қажет.

• Цемент материалдары: Цементтің және ұшқыш күл мен кремний диоксиді түтіні сияқты қосымша цемент материалдарының (ҚЦМ) ұсақтығы бетонның өнімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Беткі ауданы үлкенірек ұсақ бөлшектер флокуляция мен тұтқырлықты арттырады. Керісінше, ұшқыш күл бөлшектерінің сфералық пішіні майлағыш ретінде қызмет ете алады, пластик тұтқырлығын төмендетеді және ағындылықты арттырады.

• Химиялық қоспалар: Қоспалар бетон реологиясын манипуляциялау үшін арнайы жасалған. Суды азайтатын қоспалар мен суперпластификаторлар цемент бөлшектерін шашыратады, бұл берілген өңдеу қабілеті үшін қажетті суды азайтады және осылайша соңғы беріктік әлеуетін арттырады. Тұтқырлықты өзгертетін қоспалар (ТМҚ) қоспаның қосымша су қоспай, біртектілігі мен тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін қолданылады. Олар жоғары сұйық бетонда бөлінудің алдын алу және су асты бетоны мен бетон сияқты мамандандырылған қолданбалар үшін өте маңызды.

Қоспаны жобалаудағы қиындық - өзара байланысты оңтайландыру мәселесі. Беріктікті арттыру үшін W/Cm қатынасын төмендетуді таңдау тұтқырлықты арттыру арқылы жұмысқа қабілеттілікті төмендетуге мүмкіндік береді. Суперпластификаторды қосу жұмысқа қабілеттілікті қалпына келтіре алады, бірақ бұл жаңадан табылған сұйықтық өз кезегінде қан кету және бөліну қаупін арттыруы мүмкін. Сондықтан қажетті үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін тұтқырлықты өзгертетін қоспа қажет. Бұл күрделі және көп айнымалы тәуелділік бетон араластыру процесінің қарапайым сызықтық процесс емес, тұтқырлықты дәл басқару негізгі қиындық болып табылатын күрделі жүйе екенін көрсетеді. Бір компонентті таңдау және пропорциялау басқаларының қажетті пропорцияларына тікелей әсер етеді, бұл табыс үшін тұтас, реологияға негізделген тәсілді маңызды етеді.

2. Динамикалық тұтқырлықты басқару

2.1 Дәстүрлі тесттердің шектеулері

Шөгу сынағы жаңа бетонның консистенциясын бағалау үшін ең кең таралған далалық сынақ болып қала береді. Сынақ негізінен қоспаның гравитацияға реакциясын өлшейді, бұл негізінен оның ағыс кернеуінің функциясы болып табылады. Нәтижесінде алынған шөгу мәні қоспаның пластикалық тұтқырлығы туралы ешқандай ақпарат бермейді. Бұл кемшілік бір шөгу мәні қоспаның айдау, орналастыру және әрлеу кезіндегі әрекетін сенімді түрде болжай алмайтынын білдіреді, бұл пластикалық тұтқырлыққа өте тәуелді. Өз салмағымен ағып кетуге арналған SCC сияқты озық материалдар үшін басқа метрика, шөгу ағыны сынағы қолданылады, бірақ ол әлі де шынайы реологиялық қасиет емес эмпирикалық мәнді өлшейді. Бұл дәстүрлі, бір нүктелі сынақтардың кемшіліктері ғылыми тәсілдің қажеттілігін көрсетеді.

2.2 Реологиялық өлшеудегі жетістіктер

Эмпирикалық сынақтардың кемшіліктерін жою үшін қазіргі заманғы реологиялық талдауда шығымдылық кернеуі мен пластикалық тұтқырлықты сандық бағалау үшін күрделі құрылғылар қолданылады.

• Айналмалы реометрлер: Бұл құрылғылар зертханалық зерттеулер үшін стандарт болып табылады, бетон үлгісіне үздіксіз ығысуды қолдану және алынған моментті өлшеу арқылы толық ағын қисығын қамтамасыз етеді. Олар коаксиалды цилиндрлерді, қалақтарды және спиральды дөңгелектерді қоса алғанда, әртүрлі геометрияларда жұмыс істейді.

2.3 Араластыру кезінде нақты уақыт режимінде тұтқырлықты бақылау

Тұтқырлықты басқарудың түпкі мақсаты - реактивті, оффлайн процесінен проактивті, нақты уақыт режиміндегі басқару жүйесіне көшу. Оффлайн зертханалық сынақтардың процесті басқару үшін маңызы шектеулі, себебі бетонның қасиеттері гидратацияға, температураға және ығысу тарихына байланысты уақыт өте келе өзгереді. Нақты уақыт режиміндегі бақылау динамикалық өндіріс ортасында партиядан партияға сәйкестікті қамтамасыз етудің жалғыз жолы болып табылады.

• Моментке негізделген жүйелерНақты уақыт режимінде бақылаудың тікелей және практикалық әдісі араластырғыш қозғалтқышындағы немесе білігіндегі момент мөлшерін өлшеуді қамтиды. Миксерді айналдыру үшін қажетті момент қоспаның тұтқырлығына тікелей пропорционалды. Моменттің күрт артуы жаңа жүктеменің қосылуын, ал төмендеуі қоспаның біркелкі болып келе жатқанын білдіреді. Бұл операторларға қажетті консистенцияға қысқа мерзімде жету үшін сол жерде түзетулер енгізуге мүмкіндік береді.

• Жаңа технологиялар: Озық технологияларЛоннметрлік вискозиметрлермиксердің ішінде немесе желіде үздіксіз, жанаспайтын өлшеулерді қамтамасыз етеді. Олар негізгі параметрлерді нақты уақыт режимінде бақылайды, қолмен сынама алу қажеттілігін жояды және жүргізушілер мен сапаны бақылау қызметкерлеріне жол жүру кезіндегі түзетулер үшін дереу кері байланыс береді.

Автоматтандырылған технологиялардың пайда болуы,сызықтық тұтқырлықты өлшеуреактивті сапаны басқару парадигмасынан проактивті сапаны басқару парадигмасына түбегейлі ауысуға мүмкіндік береді. Дәстүрлі жұмыс процесінде қоспа партияланады, ал сынама құлдырау сынағы үшін алынады. Егер қоспа спецификацияға сәйкес келмесе, партия реттеледі немесе қабылданбайды, бұл уақытты, энергияны және материалды босқа шығындауға әкеледі. Нақты уақыттағы, желідегі жүйе арқылы қоспаның консистенциясы туралы үздіксіз деректер ағынын автоматтандырылған мөлшерлеу жүйесіне қайтаруға болады. Бұл қоспаны қажетті реологиялық соңғы нүктеге автоматты түрде бағыттайтын тұйық циклді басқару жүйесін жасайды, бұл әрбір партияның спецификацияларға сәйкес келуін қамтамасыз етеді және адами қателіктер немесе қабылданбаған жүктемелер қаупін іс жүзінде жояды. Бұл күрделі кері байланыс механизмі сапаның да, пайдалылықтың да маңызды факторы болып табылады.

2.4 Араластыру параметрлерінің әсері

Араластыру тек ингредиенттерді араластыру процесі ғана емес; бұл жаңа қоспаның реологиясы мен микроқұрылымын түбегейлі қалыптастыратын маңызды кезең.

• Араластыру уақыты мен энергиясы:Араластыру ұзақтығы мен қарқындылығы реологиялық қасиеттерге айтарлықтай әсер етеді. Араластырудың жеткіліксіздігі біртектіліктің болмауына әкеледі, бұл жаңа және қатайтылған бетонның қасиеттеріне нұқсан келтіреді. Шамадан тыс араластыру энергияны босқа шығындау болып табылады және соңғы өнімге зиян келтіруі мүмкін. Әсіресе, су-байланыстырушы қатынасы төмен бетон біртектілікке жету үшін ұзағырақ араластыру уақытын және жоғары энергияны қажет етеді.

• Араластыру тізбегі:Миксерге материалдарды қосу реті соңғы реологияға да әсер етуі мүмкін. Кейбір миксерлерде алдымен ұсақ материалдарды қосу олардың пышақтарға жабысып қалуына немесе бұрыштарда тұрып қалуына әкелуі мүмкін, бұл қоспаның біркелкілігіне кері әсер етеді. Дұрыс реттілік әсіресе ауытқуларға сезімтал төмен Вт/См қоспалар үшін маңызды.

3. Тұтқырлықтың жаңа бетон өнімділігіне әсері

Тұтқырлықты басқару абстрактілі жаттығу емес; бұл жаңа бетонның жұмысқа қабілеттілігі мен тұрақтылығын бақылаудың тікелей құралы, оның орналастыру және бекіту кезінде болжамды түрде жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

3.1 Тұтқырлық пен жұмысқа жарамдылықтың байланысы

Жұмысқа жарамдылық - қоспаны өңдеудің, орналастырудың және өңдеудің оңайлығын қамтитын кең термин. Бұл ағын мен тұрақтылық арасындағы нәзік тепе-теңдік және ол толығымен қоспаның реологиялық профилімен реттеледі.

• Сорғылау қабілеті: Бетонды ұзақ қашықтыққа немесе үлкен биіктікке айдау мүмкіндігі, ең алдымен, пластикалық тұтқырлықтың функциясы болып табылады. Тұтқырлығы жоғары бетон үйкеліс шығынын жеңу үшін айтарлықтай жоғары айдау қысымын қажет етеді, ал тегіс және тиімді ағын үшін пластикалық тұтқырлық пен беріліс кернеуінің төмендігі қажет.

• Орналастыру және консолидация: Тиісті тұтқырлық қоспаның оңай орналастырылуын, күрделі қалыпқа ағылуын және арматураны бос орындарсыз қаптауын қамтамасыз етеді. Тұтқырлықты өзгертетін қоспалар майлауды арттыра алады, консолидация үшін қажетті энергияны азайтады және аз күш жұмсап біркелкі қоспаға қол жеткізуді қамтамасыз етеді.

3.2 Біртектілік пен тұрақтылықты қамтамасыз ету

Жаңа бетонның біртектілігі соңғы өнім сапасы үшін маңызды фактор болып табылады. Біртекті қоспасыз бетон екі негізгі бөліну түріне бейім: қан кету және бөліну. Тұтқырлық - бұл құбылыстарды азайтудың негізгі қасиеті.

• Қан кету: Микродеңгейдегі бөлінудің бір түрі, қан кету су жаңа қоспаның бетіне көтерілгенде пайда болады, себебі қатты заттар араластыру суының барлығын ұстай алмайды. Бұл тығыздық айырмашылықтарынан және қатты бөлшектердің өзіндік салмақ консолидациясынан туындайды.

• Бөлу: Бұл ірі толтырғыштарды ерітіндіден бөлу. Цемент қамырының тұтқырлығы жеткіліксіз болған кезде, қамырдан тығызырақ толтырғыштар қалып түбіне шөгеді.

Реологиялық параметрлер бұл құбылыстарды әртүрлі жолдармен басқарады. Қоспа тыныштықта болған кезде пайда болатын статикалық сегрегацияның негізгі бақылауы - шығым кернеуі. Жеткілікті жоғары шығым кернеуі бөлшектердің өз салмағының астында шөгуіне жол бермейді. Екінші жағынан, пластикалық тұтқырлық ағын немесе діріл кезінде пайда болатын динамикалық сегрегацияның негізгі бақылауы болып табылады. Жоғары пластикалық тұтқырлық ауыр бөлшектердің пастамен салыстырғанда қозғалуына жол бермеу үшін қажетті когезиялық кедергіні қамтамасыз етеді.

Бөлінудің алдын ала отырып, жоғары ағынды қоспаға қол жеткізу - нәзік теңгерім әрекеті. Өздігінен нығайтылатын бетон сияқты материалдар үшін қоспаның өз салмағымен ағып кетуі үшін жеткілікті төмен беріктік кернеуі болуы керек, бірақ орналастыру кезінде динамикалық бөлінуге төтеп беру үшін жеткілікті жоғары пластикалық тұтқырлығы болуы керек және орналастырғаннан кейін статикалық бөлінуге төтеп беру үшін жеткілікті жоғары беріктік кернеуі болуы керек. Бұл бір мезгілде қойылатын талап - реологияны дәл түсінуге және қажетті үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін VMA сияқты стратегиялық қоспаларды пайдалануға негізделген күрделі оңтайландыру мәселесі.

3.3 Жоғары нәтижеге қол жеткізу

Тұтқырлықты дұрыс басқару жоғары сапалы және берік беткі қабаттың қажетті шарты болып табылады.

• Беткі көрініс: Жақсы басқарылатын тұтқырлық артық қан кетудің алдын алады, бұл бетінде беріктік пен эстетикаға нұқсан келтіретін әлсіз, сулы қабат (сүт қабаты) түзуі мүмкін.

• Ауа көпіршіктерінің шығуы: Бекіту кезінде ауа көпіршіктерінің шығуына мүмкіндік беру үшін жеткілікті пластик тұтқырлығы қажет, бұл бос орындардың пайда болуына жол бермейді және тегіс, тығыз бетті қамтамасыз етеді. Алайда, тым жоғары тұтқырлық ауа көпіршіктерін ұстап қалады, бұл ұя тәрізді ақауларға әкеледі.

2-кесте: Тұтқырлықтың жаңа бетон қасиеттеріне әсері

4. Себеп-салдарлық байланыс: тұтқырлықтан соңғы өнім сапасына дейін

Тұтқырлықты басқару арқылы жаңа бетон қасиеттерін бақылау өз алдына мақсат емес; бұл соңғы, шыңдалған өнімнің жобаланған беріктігіне, төзімділігіне және сенімділігіне қол жеткізудің қажетті алғышарты.

4.1 Біртектілік-күш байланысы

Жаңа бетонның қасиеттері шыңдалған бетонның сапасы мен беріктігіне тікелей әсер етеді. Шыңдалған бетонның қасиеттерін, мысалы, сығылу беріктігі, алдымен жаңа күйін бақыламайынша мағынасыз болады. Бетон қоспасының теориялық беріктігі көбінесе оның су-цемент қатынасымен анықталады. Дегенмен, құрылымның нақты, жүзеге асырылған беріктігі материалдардың қоспа ішінде қаншалықты біркелкі таралғанына байланысты.

Жаңа қоспада, егер тұтқырлық тым төмен болса, ауыр толтырғыштар шөгіп, су бетіне ағып кетеді.

Бұл әртүрлі Вт/см қатынасы бар аймақтарды жасайды: жоғарғы қабаттардағы қатынас жоғары (қан кетуден) және төменгі қабаттардағы қатынас төмен (агрегаттардың шөгуінен). Нәтижесінде, шыңдалған бетон біркелкі беріктігі бар біртекті материал болмайды. Қан кетуден болатын кеуектілігі жоғары жоғарғы қабаттар әлсіз және өткізгіш болады, ал төменгі қабаттарда нашар конденсация мен бөлінуден болатын бос орындар мен ұяшықтар болуы мүмкін. Жаңа күйдегі тұтқырлықты басқару біртектілікті қамтамасыз ету және осы ақаулардың пайда болуына жол бермеу арқылы берілген қоспа дизайнының беріктік әлеуетін «бекітуге» ұқсайды. Бұл жобаланған беріктік пен төзімділікке қол жеткізудің қажетті алғышарты болып табылады.

4.2 Бос орындар, тығыздық және беріктік

Тұтқырлықты тиімді басқару құрылымның ұзақ мерзімді беріктігіне қауіп төндіретін кең таралған ақауларға қарсы негізгі алдын алу шарасы болып табылады.

• Бал ұяларының пайда болуы мен бос орындарды азайту: Теңгерімді реологиялық профилі бар қоспа — пішіндерді толтыруға жеткілікті түрде ағынды, бірақ ауаның шығуына мүмкіндік беретіндей төмен тұтқырлыққа ие — бал ұяларының пайда болуы мен бос орындардан қорғанудың негізгі құралы болып табылады. Бұл ақаулар құрылымның эстетикасына әсер етіп қана қоймай, сонымен қатар ылғал жиналуы мүмкін әлсіз жерлерді жасау арқылы оның құрылымдық тұтастығын айтарлықтай бұзады.

• Кеуектілік және өткізгіштік: Қан кету және бөліну бетон матрицасының ішінде арналар мен бос орындар жасайды, бұл оның кеуектілігі мен өткізгіштігін айтарлықтай арттырады. Өткізгіштіктің жоғарылауы судың, хлоридтердің және басқа да зиянды иондардың енуіне мүмкіндік береді, бұл арматуралық болаттың коррозиясына және мұздату-еріту зақымдануына әкелуі мүмкін. Тұтқырлықты өзгертетін қоспаларды қолдану қатайтылған бетондағы кеуекті ерітіндінің тұтқырлығын арттыру арқылы осы ұзақ мерзімді тасымалдау коэффициенттерін төмендететіні көрсетілген.

5. Экономикалық және практикалық пайдасы

Тұтқырлықты дәл басқару - бұл қалдықтарды азайту, тиімділікті арттыру және жалпы шығындарды төмендету арқылы бетон өндірушісінің түпкілікті пайдасына тікелей әсер ететін стратегиялық тұтқа.

5.1 Шығындарды сандық түрде азайту

• Қалдықтарды және қабылданбағандарды азайту: Нақты уақыт режиміндегі тұтқырлықты бақылау өндірушілерге араластыру процесінің «соңғы нүктесін» дәл және сенімді түрде анықтауға, шамадан тыс араластырудың алдын алуға және әрбір партияның техникалық сипаттамаларға сәйкес келуін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Бұл материал қалдықтарын және шығындар мен жауапкершіліктің негізгі көзі болып табылатын қабылданбаған жүктемелер санын айтарлықтай азайтады.

• Энергия мен уақытты үнемдеу: Тұтқырлықты бақылау арқылы араластыру процесін оңтайландыру уақыт пен энергияны үнемдейді. Нақты уақыт режиміндегі деректер уақыт пен электр энергиясын босқа жұмсауға әкелетін шамадан тыс араластырудың алдын алады және араластырудың жеткіліксіздігін анықтап, қымбат қайта өңдеу қажеттілігін болдырмайды.

5.2 Операциялық тиімділікті барынша арттыру

• Оңтайландырылған өндіріс: Автоматтандырылған, нақты уақыт режиміндегі тұтқырлықты бақылау бүкіл өндіріс процесін жеңілдетеді, уақытты қажет ететін қолмен сынама алу және сынау қажеттілігін азайтады. Бұл сапаны бақылау қызметкерлеріне тіпті шалғай жерлерден де өз командалары мен жұмыс жүктемелерін тиімдірек басқаруға мүмкіндік береді.

• Еңбекке қойылатын талаптардың төмендеуі: Реологиялық бақыланатын қоспаларды, әсіресе SCC-ді пайдалану қолмен дірілдеу және консолидациялау қажеттілігін айтарлықтай азайта немесе жоя алады. Бұл орналастыру бригадаларының санын азайтуға әкеледі, бұл еңбек шығындарын айтарлықтай үнемдеуге әкеледі.

• Тұтынушылардың шағымдары мен жауапкершіліктерін азайту: Тұрақты, жоғары сапалы бетон партияларын өндіру тұтынушылардың шағымдарын азайтады және құрылымдық ақаулар немесе ақаулардан туындайтын қымбат міндеттемелер мен сот істерінің қаупін азайтады.

5.3 Материалдың құны және өнімділігі

• Тиімді баламалар: Зерттеулер көрсеткендей, цементтің ішінара алмастырғышы ретінде ұшатын күл немесе қож цементі сияқты минералды қоспаларды пайдалану қажетті реологиялық қасиеттерге қол жеткізуге мүмкіндік береді, сонымен бірге айтарлықтай үнемді болады (кейбір жағдайларда шығындарды 30-40% үнемдеу).

• Стратегиялық VMA қолдану: Коммерциялық тұтқырлықты өзгертетін қоспалар қымбатқа түсуі мүмкін болса да, жаңа, үнемді қоспаларды әзірлеу және оларды нақты уақыт режиміндегі деректерге негізделген дәл мөлшерде қолдану мүмкіндігі тиімді өнімділікке қол жеткізуге мүмкіндік береді.

6. Саланы енгізу бойынша іс жүзінде қолдануға болатын ұсыныстар

Бетон өндірушілері мен құрылыс компаниялары тұтқырлықты басқарудың артықшылықтарын толық түсінуі үшін тәсіл мен технологияда стратегиялық өзгеріс қажет.

6.1 Тұтқырлықты бақылауға арналған қоспа дизайнының түзетулері

Араластыру дизайнының мақсаты - беріктік, төзімділік және жұмысқа жарамдылық арасындағы тепе-теңдікті сақтау. Келесі параметрлерді белсенді түрде басқару арқылы өндірушілер тұтқырлықты белсенді түрде басқара алады.

• Су-цемент қатынасын бақылау: W/Cm қатынасы беріктіктің негізгі анықтаушысы болып табылады және қоспаның тұтқырлығының негізгі деңгейін белгілейді. Жалпы жұмысқа жарамдылық үшін 0,45-0,6 W/Cm мақсатты мәні жиі өте қолайлы деп саналады, бірақ суды азайтатын қоспаларды қолдана отырып, жоғары беріктіктегі қолданбалар үшін бұл көрсеткішті төмендетуге болады.

• Агрегатты градацияны оңтайландыру: Паста қажеттілігін азайту және жұмысқа жарамдылығын жақсарту үшін жақсы градацияланған агрегаттарды пайдаланыңыз. Әр партиядан екінші партияға біркелкілікті қамтамасыз ету үшін агрегаттарды ылғалдылыққа, ұсақтыққа және пішінге үнемі тексеріп отырыңыз.

• Ұсақ бөлшектерді стратегиялық пайдалану: Қосымша су қоспай, ағындылық пен тұрақтылықты жақсарту үшін ұсақ бөлшектердің мөлшерін көбейтіңіз (мысалы, ұшқыш күлмен, қож цементімен немесе кремний диоксиді түтінімен). Ұшқыш күл бөлшектерінің сфералық пішіні, атап айтқанда, майлауды арттырады және қымбатырақ VMA-ларға деген қажеттілікті азайта алады.

3-кесте: Реологиялық бақылауға арналған қоспа дизайнының практикалық түзетулері

6.2 Қоспаларды стратегиялық пайдалану

Қоспалар бетон реологиясын дәл баптаудың негізгі құралдары болып табылады және нақты өнімділік мақсаттарына жету үшін стратегиялық тұрғыдан пайдаланылуы керек.

• Суперпластификаторлар: Жоғары ағындылық пен беріктік қажет болатын қоспалар үшін төмен Вт/См қатынасында қажетті жұмысқа қабілеттілікке жету үшін жоғары диапазонды су редукторларын пайдаланыңыз.

• Тұтқырлықты өзгертетін қоспалар (ТМҚ): ТМҚ-ны SCC, су асты бетоны және биік тік құймалар сияқты жоғары бөлінуге төзімділікті қажет ететін қоспалар үшін қолданыңыз. Олар біртектілікті қамтамасыз ету және қатты немесе саңылаулармен тегістелген агрегаттардың әсерін азайту үшін өте маңызды.

• Сынақ қоспалары өте маңызды: Қоспалардың өнімділігіне температура және басқа қоспа компоненттері әсер етуі мүмкін. Белгілі бір учаске жағдайлары үшін оңтайлы мөлшерді анықтау үшін әрқашан сынақ қоспаларын орындаңыз.

6.3 Заманауи сапаны бақылау құрылымы

Реактивті сапаны бақылау жүйесінен проактивті сапаны бақылау жүйесіне ауысу тұтқырлықты басқарудың сәтті стратегиясының соңғы қадамы болып табылады.

• Құлаудан реологияға ауысу: Қазіргі заманғы қоспалар үшін құлау сынағынан тыс, зертханадағы айналмалы реометрлер немесе құлау биіктігі мен құлау ағынының уақытын өлшейтін далалық модификацияланған құлау сынақтары сияқты күрделі реологиялық бағалауларды енгізу керек.

• Желі ішіндегі мониторингті қолданыңыз: қоспаның консистенциясын бақылау үшін нақты уақыт режиміндегі, желі ішіндегі тұтқырлық пен момент сенсорларына инвестиция салыңыз. Бұл өнімнің біркелкілігін қамтамасыз етудің, қалдықтарды азайтудың және өндіріс тиімділігін оңтайландырудың ең тиімді жолы.

• Кешенді сапаны бақылау тізімдерін әзірлеу: Дәстүрлі құлау және беріктік сынақтарынан тыс стандарттарды белгілеу. Тұтас сапаны бақылау хаттамасының бөлігі ретінде агрегаттық ылғалдылық мөлшері, қоспа температурасы және араластыру уақыты сияқты негізгі параметрлерді бақылау.

Тұтқырлықты басқару енді қосымша мәселе емес; ол қазіргі заманғы бетон өндірушілері мен құрылыс компаниялары үшін негізгі құзыреттілік болып табылады. Дәстүрлі, эмпирикалық әдістерден ғылыми, реологияға негізделген тәсілге көшу бетон өнеркәсібінде инновацияға, тиімділікке және жаңа сапа стандартына айқын жол ашады. Нақты уақыт режиміндегі деректерді пайдалану, қоспа компоненттерінің күрделі өзара әрекеттесуін түсіну және сенімді сапаны бақылау жүйесін енгізу арқылы компаниялар біртекті, ақаусыз жаңа бетон қоспасын қамтамасыз ете алады. Бұл проактивті бақылау шыңдалған өнімнің жобаланған беріктігі мен ұзақ мерзімділігіне қол жеткізудің маңызды алғышарты болып табылады. Осылайша, ол үлкен кірістілік пен болжамдылыққа мүмкіндік береді, сайып келгенде, талапшыл және дамып келе жатқан нарықта бәсекелестік артықшылықты қамтамасыз етеді.