Mis on betoonilisandite kasutusolek

1. Betoonilisandite praegune kasutusala

Paljud betoonitootjad kasutavad madala tugevusega betooni (C10-C40) tootmisel traditsioonilisi naftaleenipõhiseid veereduktoreid, samas kui C40 ja kõrgema klassi betooni tootmisel lähevad nad üle polükarboksülaadipõhistele lisanditele. Selle valiku määravad mitmed tegurid:

• Naftaleenipõhiste lisandite segamisprotsess on suhteliselt lihtne ja mõned betoonitehased saavad ise naftaleeni lisandeid segada, vähendades sellega tootmiskulusid.
• Tootmisprotsessi käigus on naftaleenipõhiseid lisandeid lihtsam kontrollida. Kui annus kõigub vahemikus ±0,2%, ei muutu betooni omadused oluliselt, mis tähendab, et lisandil on suurem reguleerimisruum. Samuti on neil hea kohanemisvõime tsemendiga. Kui täitematerjalide niiskuse- või mudasisalduses esineb kergeid muutusi, püsib betoon stabiilne ning madala kuni keskmise tugevusega betooni on suhteliselt lihtne toota.
• Madala kuni keskmise tugevusega betoon (C10-C40) moodustab suurema osa turunõudlusest, moodustades umbes 80–90% betoonisegamistehaste kogutoodangust, samas kui kõrgtugev betoon moodustab vähem kui 10%. Need põhjused aitavad kaasa naftaleenipõhiste lisandite praegusele domineerimisele tööstuses.

Naftaleenipõhistel segudel on tootmise ja kasutamise ajal siiski mõned piirangud:

• Naftaleenipõhiste lisandite tootmisel tekivad mõned mürgised ained, mis võivad põhjustada keskkonnareostust.
• Kõrgtugeva ja suure voolavusega betooni valmistamisel on tugevust ja töödeldavust raske tagada. Vett vähendava toime piirangute tõttu on kõrgtugevas betoonis kasutatav tsemendi kogus suhteliselt suur. Naftaleenipõhiste veereduktoritega segatud betoon muutub väga paksuks ja sellega on raske töötada. Varem, kui ülitugeva betooni jaoks kasutati naftaleenipõhiseid lisandeid, oli tugevuse tagamiseks vajalik range kontroll vee ja lisandite annuste üle. Praktikas oli aga betooni töödeldavus halb, segu oli nii kleepuv kui paks. Kuigi sujuvus oli olemas, oli see aeglane, mille tulemuseks oli aeglasem ehituskiirus ja kohapealsete töötajate kaebused. Lisandi doosi suurendamine olukorda ei parandanud ning lisandi liigne kasutamine võis mõjutada betooni tardumisaega ja tugevust. Vee lisamine ei olnud valik.

2. Uue põlvkonna polükarboksülaadi lisandite omadused ja arendussuund

Ehitustööstuse kiire arenguga on tekkinud kõrgemad nõudmised betooni tugevuse ja vastupidavuse osas. Tugevus on betoonitehnoloogia arendamise üks peamisi fookusi. Seoses Hiina kiirenenud linnastumisega tõstavad arendajad linnamaa kasutusmäära ning üle 100 meetri kõrgused hooned muutuvad üha tavalisemaks. Samal ajal on betooni tugevusklassid ületanud traditsioonilist C40 klassi, kusjuures kasutatud on C50, C60 ja veelgi suurema tugevusega betooni. Arvukad inseneritavad on näidanud, et kõrgtugeva betooni kasutamine mitte ainult ei vähenda konstruktsiooni sektsioonide suurust, kergendab konstruktsiooni omakaalu ja vähendab materjalikulu, vaid suurendab ka hoone seismilist vastupidavust, kiirendab ehitamist, vähendab projektikulusid, ja vastab ehituse erinõuetele.
Kuna betoon areneb jätkuvalt suurema tugevuse ja jõudluse suunas, on suurenenud nõuded toorainele, eriti lisanditele. Traditsioonilised naftaleenipõhised lisandid ei suuda neid nõudeid enam täita tootmisprotsesside ja betooni töödeldavuse piirangute tõttu. Uue põlvkonna polükarboksülaadil põhinevad lisandid on kiiresti arenenud ja neid on edukalt rakendatud raudtee-, silda-, veekaitse- ja muudes betoonitööstuses.

Võrreldes naftaleenipõhiste lisanditega on polükarboksülaadi lisanditel järgmised kolm peamist eelist:

• Suurem vee vähendamise kiirus ja parem dispersioon: Sama koguse lisandite korral säilitavad polükarboksülaadil põhinevad lisandid sama tugevuse, madalseisu ja voolavuse, säästes samal ajal umbes 10 kg vett. Tööstuses mõistetakse hästi 10 kg vee säästmise olulisust betooni kuupmeetri kohta – see vähendamine säästab umbes 20–30 kg tsementi. Selle suurimat eelist nähakse ülitugevas betoonis, kus tsemendi kogust saab oluliselt vähendada, alandades tõhusalt tootmiskulusid. See vastab tõeliselt madala tsemendisisalduse, madala vee-tsemendi suhte ja madala veesisalduse "kolme madala" nõuetele.
• Keskkonnasõbralik: Polükarboksülaadi segusid toodetakse ilma tugevaid stimulante nagu formaldehüüd või väga söövitav väävelhape kasutamata, muutes need keskkonnasõbralikuks ja säästvaks.
• Lai rakenduste valik ja paljutõotavad arendusväljavaated: Polükarboksülaadil põhinevaid lisandeid kasutatakse isetihenduvas betoonis, tasapinnalises betoonis, ülitugevas betoonis, kõrge vastupidavusega betoonis, merebetoonis ja monteeritavates betoonkonstruktsioonides. Nende kvaliteet paraneb pidevalt. Tänu oma laiaulatuslikele eelistele on polükarboksülaadil põhinevaid lisandeid laialdaselt ja edukalt kasutatud paljudes Hiina piirkondades, mis toovad märkimisväärset tehnilist ja majanduslikku kasu. Praktiline kogemus on tõestanud, et polükarboksülaadi lisandite propageerimine ja kasutamine on vältimatu nõue betooni kvaliteedi arendamiseks kõrge jõudluse suunas.