پیاده سازی دانش در تولید، از مهم ترین چالش های ایجاد فن‌آوری است؛ بدین ترتیب که در این فرآیند، نتایج حاصل از فعالیت های تحقیق و توسعه انجام‌شده در آزمایشگاه، در بخش تولید محقق می‌گردد. در این مقاله، ابتدا به تجارب استفاده از انواع پوزولان و افزودنی‌های معدنی در شرکت فهاب بتن اشاره شده و سپس، چگونگی استفاده از افزودنی های شیمیایی در تولید بتن شرح داده شده است.
استفاده از پوزولان ها و افزودنی‌های معدنی در تولید
شرکت فهاب بتن از انواع مختلف پوزولان و افزودنی معدنی در تولید بتن‌های ویژه استفاده می‌کند. طبق تعریف مندرج در استاندارد ASTM C618-17a، پوزولان ماده‌ای سیلیسی یا سیلیسی‌آلومینیومی است که به تنهایی خاصیت چسبانندگی نداشته یا چسبانندگی کمی دارد. این مصالح در حالت ریز، در مجاورت رطوبت و دمای معمولی، طی واکنش‌های شیمیایی با هیدروکسید کلسیم، ترکیب هایی با خاصیت سیمانی به وجود می آورد.
زئولیت
زئولیت، یکی از پوزولان هایی است که در کارخانه فهاب بتن بیشترین کاربرد را برای تولید بتن خودتراکم دارد. در تولید بتن خودتراکم به منظور تأمین قوام مورد نیاز، احتیاج به مواد پودری با سطح مخصوص زیاد است. یکی از راهکارها در این خصوص، استفاده از پوزولان هایی نظیر زئولیت است. زئولیت به دلیل داشتن بافت متخلخل و سطح مخصوص زیاد، قابلیت جذب آب بالایی داشته و این خصوصیت، می‌تواند به خوبی در بتن‌های خودتراکم با جریان اسلامپ زیاد، احتمال آب انداختگی و جداشدگی در بتن تازه را کاهش دهد. همچنین با استفاده از زئولیت، پمپ‌پذیری بتن بهبود قابل توجهی پیدا می‌کند. ویژگی مهم دیگر زئولیت، واکنش‌پذیری پوزولانی زیاد آن است که سبب ارتقای مشخصات مکانیکی و دوام بتن میشود.
زئولیت همانند سیمان، به وسیله‌ی بونکر به محل کارخانه منتقل شده و در یک سیلوی مجزا، تخلیه و ذخیره می‌گردد. این ماده‌ی معدنی به صورت خشک و در زمان اختلاط همانند سیمان به وسیله اسکرو، توزین‌شده و سپس به میکسر بچینگ اضافه میشود. زئولیت در کارخانه فهاب بتن، به میزان 5 تا 15 درصد و به صورت جایگزین وزنی سیمان استفاده میشود.
زئولیت به دلیل جذب آب بالا، نیاز به آب را افزایش می‌دهد. در نتیجه، با هدف دستیابی به روانی مطلوب، مقدار فوق روان‌کننده مصرفی در بتن افزایش می‌یابد. چالش دیگر استفاده از زئولیت، افت بیشتر روانی نسبت به بتن بدون زئولیت، بویژه در فصول گرم است؛ به همین دلیل، مقدار مصرف آن در فصول گرم در کارخانه فهاب بتن کمتر شده یا در صورت لزوم، مواد فوق‌روان‌کننده بیشتری به مخلوط اضافه می‌گردد. در برخی موارد، لازم است برای احیای روانی در محل تخلیه بتن، مقداری فوق‌روان‌کننده داخل تراک میکسر اضافه شود. لازم به ذکر است که واحد مدیریت کیفیت شرکت فهاب بتن، با انجام تحقیقات آزمایشگاهی محصولات فوق‌روان‌کننده‌ای را با پایه پلی کربوکسیلات اتر که سازگاری مناسبی با زئولیت دارند، شناسایی کرده تا مقدار فوق‌روان‌کننده مورد نیاز و مقدار افت روانی به حداقل مقدار ممکن برسد.
استفاده از زئولیت در فصول سرد در تولید بتن خود تراکم، چالش‌های کمتری دارد؛ زیرا به دلیل دمای کمتر بتن در این فصل، در بتن‌های با روانی بالا مانند بتن خود تراکم، افت اسلامپ/ افت جریان اسلامپ کمتر بوده و خطر جداشدگی بیشتر است. در این شرایط، این افزودنی معدنی به دلیل خواصی که ذکر شد، لزجت بیشتری به خمیر بتن داده و سبب جلوگیری از آب‌اندختگی و جداشدگی بتن تازه میشود.
خاکستر بادی
یکی دیگر از پوزولان‌های مصرفی در کارخانه فهاب بتن، خاکستر بادی است؛ این پوزولان به دلیل گرد گوشه بودن ذرات آن، موجب ایجاد کارایی بیشتر بتن، نیاز به فوق‌روان‌کننده کمتر و تولید بتن‌هایی با قابلیت حفظ روانی و پمپ‌شوندگی بهتر می¬شود. استفاده از این پوزولان در فصول گرم می‌تواند راه‌گشا باشد؛ زیرا جایگزینی بخشی از سیمان (که در فصول گرم دمای زیادی دارد) با خاکستر بادی، می‌تواند دمای بتن تازه را کاهش دهد. در نتیجه، میتوان تا حدودی از کاهش مقاومت بلندمدت و دوام، ناشی از بالا بودن دما جلوگیری نمود.
همچنین استفاده از این پوزولان سبب کاهش حرارت هیدراسیون بتن میشود؛ به همین دلیل، از آن در تولید بتن‌های حجیم مانند فونداسیون‌های با ارتفاع زیاد استفاده میشود. این ماده‌ی پودری نیز همانند زئولیت و سیمان، به وسیله بونکر به کارخانه فهاب بتن منتقل و در سیلو تخلیه و ذخیره می‌گردد. خاکستر بادی در بتن تولیدی شرکت فهاب بتن، به صورت جایگزین وزنی سیمان به مقدار 15 تا 30 درصد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
لازم به ذکر است که استفاده از این پوزولان، می‌تواند مقدار آب‌انداختگی بتن را افزایش دهد. همچنین، استفاده از خاکستر بادی می‌تواند موجب کاهش مقاومت فشاری در سنین اولیه شود. از این رو، از این ماده در شرکت فهاب بتن، بیشتر در فصول گرم سال و در مواردی که نیازی به مقاومت اولیه بالا نیست، استفاده میشود.
میکروسیلیس (دوده سیلیس)
در کارخانه فهاب بتن، میکروسیلیس در ساخت بتن‌های پرمقاومت (رده مقاومتی C50 و بالاتر) و بتن‌های آب‌بند استفاده میشود. این ماده به دلیل دارا بودن مقادیر زیاد سیلیس فعال و ذرات بسیار ریز، واکنش‌پذیری پوزولانی بسیار زیادی داشته و در صورت استفاده صحیح، موجب افزایش مقاومت و دوام بتن میشود. این ماده به صورت ژل یا دوغاب در بسته‌بندی‌های سطلی به کارخانه انتقال پیدا کرده و توسط نیروی انسانی در بچینگ طبق طرح مخلوط تعیین‌شده، به بتن افزوده میشود. مقادیر استفاده از ژل یا دوغاب میکروسیلیس به گونه‌ای است که ماده خشک آن به اندازه 5 تا 7 درصد جایگزین سیمان شود.
لازم به ذکر است از آن¬جایی که میکروسیلیس ذرات بسیار ریزی دارد، استفاده از نوع پودری آن به لحاظ بهداشتی و ایمنی، دارای مخاطراتی است؛ به همین دلیل، این ماده به صورت دوغاب تهیه میشود. این محصول از شرکت‌هایی خریداری میشود که محصول آنها حاوی میکروسیلیس مرغوب و با مقدار مورد نیاز باشد. در صورت استفاده از میکروسیلیس به صورت ژل، آزمون های مربوط به سازگاری فوق‌روان‌کننده مورد استفاده در خطوط تولید فهاب بتن با ترکیبات ژل انجام می‌گردد.
سرباره کوره آهن‌گدازی
در کارخانه فهاب بتن، در بتن‌ریزی‌های حجیم، از این پوزولان با درصد جایگزینی زیاد برای تولید بتن با حرارت هیدراسیون کم استفاده میشود. این پوزولان در کارخانه فهاب بتن به صورت آمیخته با سیمان استفاده شده و همانند سیمان معمولی، با بونکر انتقال یافته و در سیلو ذخیره می‌گردد. در بتن مورد استفاده در یکی از پروژه‌های شرکت فهاب بتن با فونداسیون حجیم به ارتفاع 4 متر (فونداسیون پروژه برج‌های اداری-تجاری سامان‌فراز)، از سیمان سرباره‌ای با میزان جایگزینی 35 درصد استفاده شد که منجر به کنترل تنش‌های حرارتی در محدوده مورد نظر طراح گردید.
در زمان استفاده از سیمان‌های سرباره‌ای، مدیریت سیلوها موضوعی است که اهمیت پیدا می‌کند. در واقع، سیلوها باید به‌گونه‌ای به انواع سیمان مصرفی در کارگاه اختصاص پیدا کند که سیمان سرباره‌ای به اشتباه در پروژه‌های عادی مصرف نشود. باید توجه نمود که استفاده از سرباره سبب کاهش مقاومت کوتاه مدت بتن می‌گردد که باید در طراحی مخلوط مورد توجه قرار گیرد.
خرید بتن آماده در غرب تهران
استفاده از افزودنی شیمیایی
در سالیان اخیر، استفاده از افزودنی های شیمیایی امری جدا نشدنی از صنعت بتن شده‌است. کاهنده های قوی آب یا فوق‌روان‌کننده ها، شناخته‌شده‌ترین و پر‌کاربرد‌ترین افزودنی های شیمیایی محسوب می‌شوند. این محصولات، بسیاری از ناشدنی‌های فن‌آوری بتن را شدنی کرده‌اند. با استفاده از کاهنده های قوی آب و فوق‌روان‌کننده ها، تولید بتن‌های پرمقاومت و فوق‌پرمقاومت، توانمند و فوق‌توانمند و همچنین، بتن‌های با روانی زیاد مانند بتن خودتراکم، مقدور شده‌است.
در کارخانه فهاب بتن در ساخت انواع بتن (مانند بتن‌های با رده مقاومتی بالاتر از C30، بتن آب‌بند، بتن با روانی زیاد مانند بتن خودتراکم، بتن نمایان (اکسپوز) و …)، از کاهنده های قوی آب و فوق‌روان‌کننده ها با پایه پلی کربوکسیلات اتر استفاده میشود.
کاهنده های قوی آب یا فوق‌روان‌کننده ها، از لحاظ عملکرد می‌توانند به انواع مختلفی تقسیم شده و بر اساس نوع نیاز، مصرف شوند. در کارخانه فهاب بتن، اساساً این افزودنی‌های شیمیایی به لحاظ مصرف به دو دسته تقسیم می گردد؛ کاهنده های قوی آب با قابلیت حفظ روانی (که در محل کارخانه که به منظور کاهش مقدار آب مصرفی و حفظ روانی در طول انتقال استفاده می شوند) و فوق‌روان کننده های معمولی که برای افزایش روانی و پمپ پذیری بتن در محل پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرند. نیازی به ویژگی حفظ روانی بالا در فوق‌روان‌کننده‌های مورد مصرف در محل پروژه‌ها وجود ندارد؛ زیرا چنانچه از فوق‌روان‌کننده‌های دارای حفظ روانی بالا در محل پروژه استفاده شود، ممکن است گیرش بتن پس از تخلیه، به تعویق افتاده و منجر به افزایش خطر ایجاد نشست پلاستیک و ترک‌های پلاستیک در بتن شود.
در برخی از پروژه‌ها، نیاز به استفاده از هر دو نوع افزودنی شیمیایی (با و بدون خاصیت حفظ روانی) وجود دارد تا بتوان هم‌زمان، مقدار نسبت آب به سیمان را کاهش و مقدار روانی در محل تخلیه را افزایش داد. البته در بررسی‌های آزمایشگاهی لازم است که سازگاری این دو ماده با یک‌دیگر بررسی شود.
در کارخانه فهاب بتن، مواد افزودنی مورد استفاده در بچینگ در مخازن 1000 لیتری در محل بچینگ نگهداری میشود. این مواد توسط پمپ و وسایل توزین خودکار، پیمانه شده و در هر پیمانه ی تولیدی، به دیگ بچینگ اضافه می‌گردد. در شکل 1، تصویر تجهیزات توزین اتوماتیک افزودنی شیمیایی مورد استفاده در بچینگ ارائه شده است.
در کارخانه فهاب بتن، مقادیر استفاده از مواد افزودنی در بچینگ همانند دیگر اجزای طرح اختلاط بتن، از پیش توسط مهندسین بخش آزمایشگاه واحد مدیریت کیفیت و توسط انجام آزمایش‌های مورد نظر و طرح های کنترلی، تعیین‌شده و به نماینده ی مدیریت کیفیت در امور تولید، جهت ابلاغ به اپراتورهای بچینگ ارائه میشود.
مخازن 1000 لیتری قرار‌گرفته در محل بچینگ‌ها به گونه‌ای جانمایی شده‌است که کم‌ترین میزان تابش نور مستقیم آفتاب بر آنها اعمال شود؛ زیرا این موضوع، ممکن است باعث دو فاز شدن این مواد گردد. اپراتورهای بچینگ موظف هستند پیش از شروع تولیدِ بتن‌هایی که در طرح مخلوط آنها، مواد افزودنی در نظر گرفته‌شده‌است، مواد موجود در مخازن را هم بزنند تا از همگن بودن آن اطمینان حاصل شود.
در پروژه‌هایی که مواد افزودنی در محل بتن‌ریزی استفاده میشود، این مواد در ظرف (گالن)های 20 لیتری به آن محل ارسال شده و تحت نظارت نمایندگان واحد مدیریت کیفیت شرکت فهاب بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در فصول گرم و سرد، ممکن است مقدار مصرف مواد افزودنی تغییر کند؛ زیرا رفتار افزودنی شیمیایی در دماهای مختلف متفاوت است. معمولاً پیشنهاد میشود برای عملکرد بهتر مواد افزودنی، دمای بتن تولیدشده در محدوده 10 الی 30 درجه سلسیوس باشد. هرچه دمای بتن و هوا بالاتر باشد، ممکن است مقدار مصرف مواد بیشتر گردد؛ ولی در دمای پائین‌تر، می‌تواند عکس این اتفاق رخ دهد (البته نه در دماهای خیلی پایین).
