مکانیزم افزودنی‌های بتن از تخم‌مرغ تا ذرات شیمیایی برای استحکام سازه!

شاید شما هم به این موضوع فکر کرده باشید که در زمان‌های قدیم و با کمبود امکانات و زمانی که هنوز علم به قدر کافی پیشرفت نکرده بود، بدون مواد و مصالح شیمیایی ساخته‌شده در کارخانه‌ها، چطور این آثار بی‌نظیر و باور نکردی بدون بتن و افزودنی بتن ساخته‌شده‌اند!!

به گزارش ایسنا، بنابر اعلام پارسمان شیمی، قبل از بحث در مورد افزودنی بتن جالب است بدانید که ۱۲ میلیون سال قبل از میلاد، از اختلاط میان سنگ آهک و مایع موجود در سنگ‌های کناری دیواره‌های مناطق نفت‌خیز اولین بتن‌ها به وجود آمدند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

بعد از آن موضوع اصلی بر سر افزایش دوام این بتن‌ها بود. بتن‌ها تحت تأثیر عوامل بسیاری قرار داشت. از جمله کلوخه شدن ذرات، نسبت معکوس میزان آب مصرفی با مقاومت بتن، زود سفت شدن و ترک خوردن و استحکام ناکافی و ....

افزودنی‌ها موادی بودند که از قدیم برای رفع این موانع به مصالح ساختمانی اضافه می‌شدند. افزودنی‌های طبیعی مثل چربی‌های حیوانی، خون، تخم مرغ، خمیر برنج، خاکستر کوره حمام و پشم حیوانات و ... . تا به امروز که افزودنی‌های شیمیایی و افزودنی بتن پا به عرصه ظهور نهاده‌اند.

امروزه یکی از این افزودنی های بتن که به منظور کاهش میزان آب و جلوگیری از کلوخه شدن ذرات استفاده می‌شوند افزودنی‌های کاهنده آب در بتن هستند:

افزودنی‌های شیمیایی کاهنده آب در واقع به‌صورت یک گروه‌های شیمیایی تحت عنوان پراکنده‌ساز (Dispersant) عمل می‌کنند که مانع کلوخه‌ شدن (Flocculation) ذرات سیمان می‌شوند.

در ادامه مطلب پارسمان شیمی (تولیدکننده انواع افزودنی بتن)، ساختار شیمیایی افزودنی کاهنده آب را شرح داده که بحث افزودنی بتن را کمی علمی کرده است.

ساختار و مکانیزم افزودنی‌های کاهنده آب به‌عنوان افزودنی بتن:

پراکنده سازها اساساً موادی با سطح فعال بوده و شامل مولکول‌های ارگانیک با شاخه‌های اصلی بلند هستند که دارای یک گروه آب دوست قطبی (مانند –COO-، –SO۳-، –NH۴-) بوده و به وسیله گروه‌های قطبی (–OH) به شاخه‌های ارگانیک آب‌گریز غیر قطبی متصل هستند (شکل ۱).

​شکل ۱- ساختار مولکول پراکنده ساز در افزودنی بتن

در افزودنی بتن، گروه‌های قطبی جذب سطوح ذرات سیمان شده و انتهای آب‌گریز به سمت خارج از ذرات قرار می‌گیرد. سر آب دوست پلیمر، تنش سطحی آب را کاهش داده و پلیمر جذب شده، ذرات سیمان را به‌واسطه دافعه الکترواستاتیکی از هم دور می‌کند.

جذب افزودنی بتن باعث افزایش پتانسیل زتا (اختلاف پتانسیل بین ذرات سیمان و سطح لغزش آن در سیستم) شده و نهایتاً باعث ایجاد بار منفی روی ذرات سیمان می‌شود. با رشد واکنش هیدارسیون سیمان، بار الکترواستاتیکی کاهش یافته و کلوخه‌ای شدن مواد هیدراته شده آغاز می‌شود.

فوق روان‌کننده‌های بر پایه لیگنوسولفونات‌ها (نرمال و تصفیه شده)، سولفونات ملامین فرمالدهید و سولفونات نفتالن فرمالدهید که نوعی افزودنی بتن هستند، عمدتاً بر اساس مکانیزم کاهش افزایش پتانسیل زتا که منجر به ایجاد دافعه الکترواستاتیکی می‌شود، عمل می‌کنند.

این در حالی است که پلیمرهای دارای زنجیره اصلی و فرعی (Backbone and Graft Chains)، مانند پلی‌کربوکسیلات‌ها، آکریلیک استرها و... عمدتاً به واسطه ممانعت فضایی (Steric Hindrance) منجر به پراکندگی ذرات سیمان می‌شوند.

ممانعت فضایی مکانیزم بسیار مؤثرتری نسبت به دافعه الکترو استاتیکی است. در این پدیده در واقع زنجیره‌های جانبی بزرگ باعث جداسازی مولکول‌ها می‌شود. شکل ۲ مکانیزم ممانت فضایی در افزودنی بتن را نشان می‌دهد.

شکل ۲- مکانیزم ممانعت فضایی بین ذرات سیمان

دافعه الکترواستاتیکی افزودنی بتن، به ترکیب فاز محلول و میزان جذب فوق روان کننده بستگی دارد. در واقع جذب بیشتر افزودنی بتن، منجر به دافعه بهتر خواهد شد. پارامترهای تأثیرگذار در دافعه فضایی افزودنی بتن، نیز طول زنجیره اصلی و طول و تعداد زنجیره‌های جانبی است.

جهت حفظ اسلامپ بالاتر در افزودنی‌های پلی کربوکسیلاتی، این پلیمرها باید دارای زنجیره اصلی کوتاه‌تر و زنجیره‌های جانبی بلند با تعداد بیشتر باشند. این نوع افزودنی‌ بتن به دلیل مکانیزم دافعه فضایی که ایجاد می‌کنند از افزودنی‌های پایه سولفونات تأثیرگذاری بیشتری دارند و به طور کلی در مقادیر آب به سیمان پایین‌تر مشکلات کم‌تری رخ می‌دهد.

سایر مکانیزم‌های افزودنی بتن که منجر به پراکندگی ذرات سیمان و در نتیجه افزایش روانی مخلوط بتن می‌گردد عبارت است از کاهش تنش سطحی آب مخلوط و ایجاد خواص لوبریکانت به واسطه وزن مولکولی پایین پلیمرهای افزودنی بتن و قرارگیری آن‌ها بین ذرات مخلوط است.

انتهای رپرتاژ آگهی

منبع: ایسنا

کلیدواژه: ذرات شیمیایی سازه افزودنی بتن ذرات سیمان زنجیره اصلی افزودنی ها کاهنده آب بین ذرات بتن ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۶۸۸۳۶۰۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

وضعیت تجارت سیمان در ایران و جهان

به گزارش گروه پژوهش خبرگزاری علم و فناوری آنا، در سال ۲۰۲۲ ارزش صادرات سیمان و کلینکر جهان حدود ۱۳/۵ میلیارد دلار بود که از این مقدار ۳۲/۵ درصد کلینکر، ۵/۱ درصد سیمان سفید و مابقی (۶۲/۴ درصد) انواع سیمان های تیپ بودند . بررسی ها نشان از آن دارد که تجارت جهانی سیمان پرتلند با رشد مواجه نیست، اما کماکان به عنوان اصلی‌ترین محصول این زنجیره شناخته می‌شود. 

 دفتر مطالعات انرژی صنعت و معدن مرکز پژوهش‌های مجلس شورای اسلامی، در پژوهشی با عنوان «تحلیل وضعیت تجارت سیمان در ایران و جهان» مطرح می‌کند که در حال حاضر سیمان جزء محصولاتی است که علاوه‌بر پوشش کامل نیاز داخل کشور، ظرفیت صادرات به کشور‌های مختلف را نیز داراست. با توجه به آخرین اطلاعات موجود از ظرفیت تولید و میزان فروش سیمان، در حال حاضر برای حدود ۲۰ میلیون تن از ظرفیت تولید سیمان کشور (از مجموع ۸۵ میلیون تن)، بازار داخلی وجود نداشته و تنها امکان صادرات وجود دارد. همچنین با توجه به اینکه بازار داخلی سیمان کشور در حال حاضر اشباع است، یکی از راهکار‌های پیش روی این صنعت، توسعه صادرات است؛ لذا از این منظر تحلیل وضعیت بازار و تجارت این محصول در جهان و کشور‌های منطقه حائز اهمیت است. 

* ارزش صادرات سیمان و کلینکر جهان

این گزارش بیان می‌کند که در سال ۲۰۲۲ ارزش صادرات سیمان و کلینکر جهان حدود ۱۳.۵ میلیارد دلار بود که از این مقدار ۳۲.۵ درصد کلینکر، ۵.۱ درصد سیمان سفید و ۶۲.۴ درصد انواع سیمان‌های تیپ بودند. بررسی‌ها نشان می‌دهد میزان صادرات سیمان پرتلند، طی بازه زمانی ۲۰۱۱ تا ۲۰۲۱ تغییری نداشته، به‌طوری‌که در سال ۲۰۲۱، ۵۳.۱ درصد مجموع محصولات صادراتی سیمان را به خود اختصاص داده و سهم آن در ۱۱ سال گذشته از مجموع سبد محصولات صادراتی سیمانی ۲/۲ درصد کاهش پیدا کرده است. 

در این گزارش آمده است که در‌نتیجه هر‌چند این نوع سیمان با بازار رو به رشدی مواجه نیست، اما کماکان به‌عنوان اصلی‌ترین محصول این زنجیره شناخته می‌شود. این در‌حالی است که در این بازه زمانی سهم صادرات کلینکر ۵.۳ درصد افزایش داشته است که بیشتر ناشی از افزایش کشور‌های تولیدکننده سیمان از کلینکر وارداتی است. 

* سهم سیمان سفید و سایر سیمان‌ها از کل صادرات 

این گزارش توضیح می‌دهد که سهم سیمان سفید و سایر سیمان‌ها از کل صادرات به‌ترتیب ۵.۵۲ و ۴.۷۴ درصد مجموع محصولات صادراتی سیمان را به خود اختصاص داده‌اند؛ این در‌حالی است که سهم آنها در ۱۱ سال گذشته از مجموع سبد محصولات صادراتی سیمانی ثابت بوده است. به‌عبارت‌دیگر بازار‌های جهانی برای سیمان سفید و سایر سیمان‌ها محدود است و رشدی نیز در آن ملاحظه نمی‌شود. با‌این‌حال تجارت جهانی در حوزه مصنوعات سیمانی در سال ۲۰۲۱، حدود ۹۱۵۳ میلیون دلار بوده است. این بازار رشدی ۱۰ درصدی را تجربه می‌کند؛ که فراتر از همه انواع سیمان است. همچنین طی سال‌های گذشته تمامی کشور‌های مطرح عرصه صادرات زنجیره سیمان، تجارت خود را در حوزه مصنوعات بتنی افزایش داده‌اند. 

*  تحلیل رفتار سه کشور مهم منطقه جنوب غرب آسیا در صادرات سیمان

در این گزارش بیان می‌شود که برای تحلیل رفتار سه کشور مهم منطقه جنوب غرب آسیا در صادرات سیمان، ترکیه پاکستان، عربستان سعودی و امارات مورد بررسی قرار گرفته‌اند. در این میان، اصلی‌ترین مقاصد صادراتی ترکیه به‌عنوان موفق‌ترین صادرکننده سیمان منطقه، آمریکا، رژیم غاصب صهیونیستی، سوریه و ساحل عاج هستند. این موضوع نشان می‌دهد کشور ترکیه توانسته است بر محدودیت‌های حمل سیمان در مسافت‌های طولانی فائق آمده و مزیت خود را در بازار ایالات متحده آمریکا به‌عنوان مشتری اصلی خود حفظ کند. سهم سیمان پرتلند ۵۵، سیمان سفید ۱۱ و کلینکر ۳۳ درصد از کل صادرات این کشور در زنجیره سیمان است. 

این گزارش ادامه می‌دهد که کشور‌های افغانستان، سریلانکا و بنگلادش نیز مهم‌ترین مقاصد صادراتی سیمان پاکستان هستند. حضور پررنگ‌تر پاکستان در افغانستان نشان از وجود فرصت‌هایی برای افزایش صادرات به افغانستان است. ۹۹ درصد از صادرات سیمان پاکستان را کلینکر تشکیل می‌دهد. 

در این گزارش آمده است که مقاصد اصلی صادرات عربستان سعودی، کشور‌های یمن، اردن، غنا و بحرین است. ۶۵ درصد از صادرات این کشور مربوط به کلینکر، ۲۲ درصد سیمان پرتلند و ۱۲ درصد سیمان سفید است. مقاصد اصلی صادرات امارات متحده عربی، کشور‌های بنگلادش و عمان است. کلینکر بیشترین سهم را در سبد محصولات صادراتی این کشور با ۷۰ درصد داشته است. پس از آن نیز ۱۶ درصد سیمان پرتلند، ۱۰ درصد سیمان سفید و ۳.۲ درصد سایر سیمان بوده است. 

 

* ارزش صادرات سیمان کشور

این گزارش توضیح می‌دهد که با توجه به آخرین آمار گمرک، ارزش صادرات سیمان کشور در سال ۱۴۰۱ حدود ۳۳۲ میلیون دلار، کمتر از ۱ درصد ارزش کل صادرات غیر‌نفتی کشور بوده است. کلینکر اصلی‌ترین محصول در سبد صادراتی کشور، با سهم ۶۸ درصدی از کل حجم صادرات است. ایران ۱/۱ درصد از بازار صادراتی سیمان پرتلند را در سال ۲۰۲۱ در اختیار دارد. این در‌حالی است که درآمد صادراتی سیمان برای ایران طی ۱۱ سال گذشته به‌صورت میانگین حدود ۱۴.۷ درصدی از کل حجم صادرات است. 

این گزارش مطرح می‌کند که درخصوص سیمان سفید ایران ۲۰.۹ درصد از بازار صادراتی آن را در سال ۲۰۲۱ در اختیار داشته است. همچنین ایران ۲.۲ درصد بازار صادراتی سایر سیمان‌ها را نیز در اختیار دارد. مقصد اصلی صادرات سیمان جمهوری اسلامی ایران در سال ۱۴۰۱ کشور‌های همسایه، از‌جمله کویت، عراق، افغانستان و پاکستان بوده‌اند. در کل به‌نظر می‌رسد وضعیت صادرات صنعت سیمان کشور، باوجود لغو معافیت‌های مالیاتی صادرات و اعمال عوارض، از نظر ارزش افزوده عقب‌گرد داشته است؛ به‌نحوی سهم کلینکر در سبد محصولات صادراتی کشور در مقابل محصولاتی همچون سیمان پرتلند افزایش داشته است. 

این گزارش ادامه می‌دهد که بر‌اساس بررسی‌های صورت گرفته در تمامی شرکت‌ها حاشیه سود ناخالص فروش داخلی از حاشیه فروش صادراتی بیشتر است. این به آن معنی است که فروش صادراتی در شرکت‌های مورد بررسی صرفاً برای حفظ سطح تولید و درآمد شرکت و ایجاد درآمد‌های ارزی انجام می‌شود. 

مرکز پژوهش‌های مجلس در این گزارش پیشنهاد می‌دهد که با توجه به پایین بودن نرخ صادراتی کلینکر باید سهم صادرات کلینکر در صادرات محصولات سیمانی به‌مرور کاهش یافته و سهم محصولات نهایی از‌جمله سیمان سفید و سیمان‌های آمیخته در سبد صادراتی کشور افزایش یابد. در این راستا می‌توان از ابزاری که در قوانین بودجه سالیانه کشور طی چند سال گذشته و همین‌طور در قانون جهش تولید دانش‌بنیان و لایحه برنامه هفتم توسعه، ناظر به لغو معافیت مالیاتی صادرات و اخذ عوارض از صادرات مواد خام و نیمه‌خام استفاده کرد. 

این گزارش ادامه می‌دهد که در حال حاضر ظرفیت بسیار مناسبی در حوزه مصنوعات سیمانی و محصولات پایین‌دستی آن در بازار منطقه وجود دارد. شرکت‌های سیمانی می‌توانند از این ظرفیت استفاده کرده و به‌سمت زنجیره پایین‌دست حرکت کنند تا محصولات متنوع‌تری را به بازار جهانی عرضه کنند. 

در این گزارش بیان می‌شود که با توجه به شرایط جغرافیایی کشور، علاوه‌بر کشور‌های حوزه CIS، حوزه‌های جغرافیایی کشور‌های حاشیه اقیانوس هند با بازار حدود ۲.۳ میلیارد دلار، کشور‌های آفریقایی با بازار بیش از ۲.۸ میلیارد دلار و آسیای غربی با بازاری بیش از ۱.۳ میلیارد دلار، می‌توانند مقاصد مناسبی جهت صادرات باشند. 

متن کامل گزارش را اینجا بخوانید.

انتهای پیام/