Betooni kiirendi arengulugu

Pihustatud betooni tehnoloogia uuringute edenedes on protsess arenenud kuivpihustusmeetoditest märgpihustamismeetoditeks. Välismaal hakati uurima vedelat betooni kiirendeid ja algselt välja töötatud vedelbetoonkiirendid olid suure leelisesisaldusega. Edasiste uuringute käigus vähenes vedelbetoonkiirendite leelisesisaldus järk-järgult, mis tõi kaasa leelisevabade (madala leelisesisaldusega) vedelbetoonkiirendite ilmumise turule. -1980}-i keskpaigaks hakati tootma ja rakendama vedelaid orgaanilisi-anorgaanilisi komposiit-leelisevabasid (madala leelisesisaldusega) betooni kiirendeid. Nende komposiitvedelbetooni kiirendite orgaanilised komponendid hõlmavad peamiselt erinevaid alkanoolamiine, amiide, orgaanilisi alkohole, karboksüülhappeid jne, samas kui anorgaanilised komponendid koosnevad peamiselt alumiiniumsulfaadist. Praegu domineerivad arenenud riikides, nagu Jaapan ja Euroopa, betoonikiirendi turul leelisevabad (madala leelisesisaldusega) vedelad betooni kiirendid.

Betooni kiirendite uurimine Hiinas

Hiinas algasid betoonikiirendite alased uuringud suhteliselt hilja, alates 1960. aastatest. Varaseimad betooni kiirendid olid peamiselt pulberbetooni kiirendid, nagu Hongxing I, 711 ja 782 tüübid, millel oli kõrge leelisesisaldus ja märkimisväärne tugevuse kadu hilisemates etappides. 1990. aastatel, kui Hiinas võeti kasutusele märgpihustustehnoloogia, hakkasid kodumaised teadlased keskenduma vedelate betooni kiirendite uurimisele. Hiinas hakati järk-järgult välja töötama leelisevabu (madala leelisesisaldusega) vedelbetooni kiirendeid ja orgaanilise-anorgaanilise komposiitbetooni kiirendeid, näiteks Pan Zhihua välja töötatud vedelat leelisevaba betooni kiirendit NSA ja vedelat leelist MJ-2000 -vaba betooni kiirendi, mille on välja töötanud Pekingi söeteaduse ja -tehnika instituut. Vedela leelisevaba (madala sisaldusega) betooni kiirendite uurimine Hiinas on aga alles algusjärgus. Kuigi tooteid on mitut tüüpi, on nende üldine jõudlus ebaühtlane, paljud tooted on kallid ning nende stabiilsus ja kohanemisvõime on kehvad ning vajavad täiendavat täiustamist.

Betooni kiirendite tüübid

Levinud vedelate betooni kiirendite hulka kuuluvad naatriumsilikaat, naatriumaluminaat, alumiiniumsulfaat ja alumiiniumkaaliumsulfaat. Nende hulgas koosnevad naatriumsilikaat-tüüpi vedelbetooni kiirendid peamiselt vesiklaasist (Na2SiO3) ja kombineeritakse kaaliumdikromaadi, naatriumnitriti ja trietanoolamiiniga, mille tulemuseks on kõrge leeliselisus. Naatriumalumiinaat lahustub hästi vees ja on tugevalt aluseline, muutes selle leeliseliseks betooni kiirendiks. Leelisevabad (madala leelisesisaldusega) vedela betooni kiirendid võib liigitada järgmiselt:

1. Alumiiniumsulfaadi tüüp

Alumiiniumsulfaat-tüüpi vedelbetoonkiirendid valmistatakse veevaba alumiiniumsulfaadi kombineerimisel teiste komponentidega, mis kuuluvad madala leelisesisaldusega vedelbetooni kiirendite hulka. Neid betoonikiirendeid on mitut sorti, koostise ja koostise protsessides on olulisi erinevusi. Madala leeliselise vedela betooni kiirendid, mis koosnevad peamiselt alumiiniumsulfaadist ja naatriumaluminaadist, mõjutavad tsemendi hilisemat tugevust minimaalselt ja kohanduvad hästi erinevat tüüpi tsemendiga. Teisest küljest lihtsustavad alumiiniumsulfaadist ja alumiiniumhüdroksiidist valmistatud madala leeliselise vedela betooni kiirendid alumiiniumhüdroksiidi genereerimise ja seejärel alumiiniumsulfaadi polümeriseerimise reaktsioonietappe, kuid need betoonikiirendid on halva stabiilsusega, kalduvad sadestuma ja kristalliseeruma ning ei soodusta pikaajaliseks ladustamiseks. Lisaks võib alumiiniumsulfaati kombineerida fluoriidide ja magneesiumsulfaadiga, et valmistada leelisevaba (madala sisaldusega) vedelat betooni kiirendit.

2. Alumiinium-kaaliumsulfaadi tüüp

Alumiiniumi kaaliumsulfaadi segamisel naatriumfluoriidi, vett redutseerivate ainete ja paksendajatega saab valmistada madala leelisesisaldusega vedela betooni kiirendi. Seda tüüpi betooni kiirendi sisaldab tavaliselt leelisevabu komponente, näiteks Nitto Chemical Industry Co., Ltd. sünteesitud komponente, mis sisaldavad leelismetallide sulfaate või karbonaate koos vees lahustuva alumiiniumsoolaga.

3. Orgaanilise-anorgaanilise komposiitbetooni kiirendid

Orgaanilise-anorgaanilise komposiitbetooni kiirendid võivad lahendada paljusid anorgaanilise betooni kiirenditega seotud probleeme, näiteks vähendada märkimisväärselt betooni tagasilöögikiirust ehituse ajal, suurendades tsemendilobri sidusust. Buegre ja teised töötasid välja suurepärase jõudlusega orgaanilise-anorgaanilise komposiit vedela leelisevaba betooni kiirendi, kasutades põhikomponentidena nitraati ja alkanoolamiini ning lisades karboksüülhappeid ja polühüdroksüühendeid. Qin Lian ja teised töötasid välja keskkonnasõbraliku orgaanilise-anorgaanilise komposiit vedela leelisevaba betooni kiirendi, mis koosneb peamiselt naatriumfluoriidist, trietanoolamiinist, alumiiniumsulfaadist ja polüakrüülamiidist. Selles koostises toimivad kiirendavate komponentidena alumiiniumsulfaat ja naatriumfluoriid; trietanoolamiin parandab kiiresti tsemendimördi varajast survetugevust; polüakrüülamiid suurendab betooni sidumistugevust, suurendab ühekordse pihustamise paksust, vähendab tagasilöögi kiirust, vähendab korduvate pihustamiskordade arvu ja lõppkokkuvõttes alandab ehituskulusid.

Betooni kiirendite omadused

1. Saastevaba tootmisprotsess ja mittesöövitav

Traditsiooniliste pulberbetooni kiirendite tootmisprotsess kulutab suurel hulgal toorainet ja energiat, tekitades peenestamise, granuleerimise, kaltsineerimise ja pakendamise käigus märkimisväärset tolmu ja heitgaase, mis põhjustab tõsist keskkonnareostust. Vedelbetooni kiirendid väldivad aga tolmu ja heitgaaside teket, vähendades seeläbi keskkonnareostust. Lisaks võivad traditsioonilised leeliselise betooni kiirendid käivitada betoonis leelis-agregaatide reaktsioone, põhjustades tõsiseid kahjustusi. Seevastu vedelad leelisevabad (madala leelisesisaldusega) betooni kiirendid on üldiselt neutraalsed või kergelt happelised, vältides leeliseliste ainete sisseviimist, vähendades oluliselt kahju inimeste tervisele ja betooni kahjustusi.

2. Madal tagasilöögimäär, kulude kokkuhoid

Vedelad leelisevabad (madala leelisesisaldusega) betooni kiirendid sisaldavad tavaliselt komponente, mis suurendavad viskoossust, vähendades tõhusalt betoonisegude tagasilöögi kiirust ehitamise ajal. See vähendamine minimeerib toormaterjali raiskamist, säästab ehituskulusid ja vähendab leeliselise märgpihustusbetoonkonstruktsiooniga seotud terviseriske. Tavaliselt on pihustatud betooni tagasilöögimäär vedelate leelisevabade (madala leelisesisaldusega) betoonikiirenditega umbes 15%, võrreldes traditsiooniliste pulberbetooni kiirenditega 30%. Seega vähendab vedelate leelisevabade (madala sisaldusega) betooni kiirendite kasutamine oluliselt tagasilöögi kiirust betooni pihustamise ajal, alandades seeläbi ehituskulusid.

3. Kõrge mehhaniseerituse tase, kiire projekti edenemine

Vedelaid leelisevabu (madala leelisesisaldusega) betooni kiirendeid kasutatakse peamiselt märgpihustustehnoloogias, millel on kõrge mehhaniseerituse tase, mis vähendab oluliselt käsitsi töökulu ja lühendab drastiliselt tunneli tugiaega, kiirendades seeläbi projekti edenemist.