Betooni vett vähendava aine ülevaade ja mehhanism

Superplastifikaatorid on olulised betoonilisandid, mis võivad minimeerida betooni vee ja tsemendi suhet, parandades seeläbi selle tugevust ja vastupidavust. Superplastifikaatorid jagunevad tavalisteks superplastifikaatoriteks ja ülitõhusateks superplastifikaatoriteks. Superplastifikaatorid, mille vee redutseerimismäär on suurem kui 5%, kuid alla 10%, klassifitseeritakse tavalisteks superplastifikaatoriteks, nagu naatriumkampolhape, naatriumlignosulfonaat ja steariinhappeseep. Superplastifikaatorid, mille vee redutseerimise määr on üle 10%, liigitatakse ülitõhusate superplastifikaatorite hulka, sealhulgas melamiinipõhised, naftaleenipõhised, aminoplastsulfonaadipõhised, modifitseeritud lignosulfonaadipõhised ja polükarboksülaadipõhised superplastifikaatorid. Paljude ülitõhusate superplastifikaatorite hulgas on kammitaolise molekulaarstruktuuriga polükarboksülaadil põhinevad superplastifikaatorid sattunud kodumaise ja rahvusvahelise uurimis- ja arendustegevuse keskmesse tänu nende suurele veesisalduse vähendamisele, heale vajuvuse püsivusele, madalale doosile ja märkimisväärsele aeglustumisele. .

Veekogust vähendav toime on pindaktiivsete ainete oluline roll tsemendi hüdratatsiooniprotsessis. Superplastifikaator on lisand, mis võib vähendada segamisvee hulka, ilma et see mõjutaks betooni töödeldavust. Teise võimalusena võib see parandada betooni töödeldavust ilma veesisaldust muutmata või saavutada mõlemad efektid ilma õhusisaldust oluliselt muutmata. Praegu on betoonis kasutatavad superplastifikaatorid kõik pindaktiivsed ained ja kuuluvad anioonsete pindaktiivsete ainete hulka.

Tsemendi segamisel veega toimub hüdratatsioonireaktsioon, mille tulemuseks on flokuleeritud struktuurid, mis kapseldavad suures koguses segamisvett, mis vähendab töödeldavust (tuntud ka kui "töödeldavus", mis viitab värske betooni võimele jääda ühtlaseks, tihedaks, ja segamise, transportimise ja valamise ajal eraldatud). Nõutava töödeldavuse säilitamiseks ehituse ajal tuleb lisada täiendavalt segamisvett. Veesisalduse suurenemine põhjustab aga liigset pooride moodustumist tsemendipastas, mis mõjutab tugevalt kivistunud betooni füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi. Kui kapseldatud vett saab vabastada, saab veekasutust oluliselt vähendada. Selle efekti saab tõhusalt saavutada, lisades betooni valmistamise ajal sobiva koguse superplastifikaatorit.

Pärast superplastifikaatori lisamist betoonile adsorbeeruvad superplastifikaatori hüdrofoobsed rühmad tsemendiosakeste pinnale, samas kui hüdrofiilsed rühmad on suunatud vesilahuse poole, moodustades ühe- või mitmekihilise adsorptsioonikile. Pindaktiivse aine suunatud adsorptsiooni tõttu kannab tsemendiosakeste pind sama tüüpi laengut. See toob kaasa vastastikuse tõrjumise, mis mitte ainult ei hoia tsemendi-vee süsteemi suhteliselt stabiilses suspensiooniseisundis, vaid põhjustab ka esmase vee lisamise ajal tekkinud helvestunud struktuuri hajumist ja lagunemist, vabastades seeläbi flokuleeritud struktuuris kinni jäänud vee ja vee vähendamise saavutamine. Superplastifikaatori lisamine mitte ainult ei paranda värske betooni töödeldavust, vaid vähendab oluliselt ka vee ja tsemendi suhet, mille tulemuseks on pooride mahu märgatav vähenemine tsemendipastas, mille tulemuseks on tihedam tsemendipasta ja oluliselt paranenud survetugevus. Superplastifikaatori lisamine mõjutab ka tsemendi hüdratatsioonikiirust ja tardumisaega. Need omadused on praktilistes rakendustes üliolulised. Kuigi superplastifikaator lõhub flokuleeritud struktuuri tõhusalt ja vabastab sees oleva vaba vee, nõrgendab see ka tsemendiosakeste ja vee vahelist koostoimet. Sellest vaatenurgast suurendavad superplastifikaatorid alati mingil määral segu verejooksu ja eraldumist, mis on pinnadefektide (nt laigud) oluliseks põhjuseks ning rasketel juhtudel võib põhjustada kärgstruktuuri pindu, võrgutaolisi pragusid või plastilisi kokkutõmbumispragusid. piki armatuurvardaid betoonis pärast valamist.