Kakšen je mehanizem zračnega agensa?

Agenti za privabljanje zraka so večinoma anionske površinsko aktivne snovi. Na meji voda-zrak so hidrofobne skupine usmerjene proti zračni strani, medtem ko so na meji cement-voda cement ali njegovi hidratacijski ioni adsorbirani s hidrofilnimi skupinami. Hidrofobne skupine se odbijajo od cementa in njegovih hidratacijskih ionov ter tvorijo hidrofobno adsorpcijsko plast, ki se nagiba k bližanju površini zraka. Zaradi tega ionskega približevanja površini zraka in adsorpcije molekul zračnega agensa na meji zrak-voda se znatno zmanjša površinska napetost vode, kar povzroči nastanek številnih drobnih zračnih mehurčkov v betonu med mešanjem. Ti mehurčki imajo usmerjeno adsorpcijsko plast z enakim nabojem, zaradi česar se odbijajo in enakomerno porazdelijo. Po drugi strani pa mnoga anionska sredstva za privabljanje zraka obarjajo kalcijeve soli v cementnih raztopinah z visoko vsebnostjo kalcija, ki se adsorbirajo na film mehurčkov in učinkovito preprečujejo, da bi mehurčki počili. Vnesena majhna enakomerna pena lahko ostane stabilna določen čas.

Iz zgornjega mehanizma je razvidno, da je medfazna aktivnost sredstev za privabljanje zraka podobna aktivnosti reducirjev vode. Razlika je v tem, da se medpovršinska aktivnost vodnih reduktorjev v glavnem pojavlja na vmesniku tekočina-trdna snov, medtem ko se medpovršinska aktivnost sredstev, ki zajemajo zrak, pojavlja predvsem na vmesniku plin-tekočina-trdno. Jasno je, da je primarna funkcija sredstev za privabljanje zraka vnašanje zračnih mehurčkov, čemur sledi disperzija in omočenje.

Ko suho malto, ki vsebuje zračna sredstva, mešamo z vodo, sredstva znatno zmanjšajo površinsko napetost in medfazno energijo vode, zaradi česar se med mešanjem zlahka tvorijo številni drobni zaprti zračni mehurčki. Večina teh mehurčkov ima premer pod 200 μm.

Zračna sredstva s fizičnim delovanjem vnašajo stabilne mikromehurčke v malto. S tem zmanjšamo gostoto mokre malte, izboljšamo obdelavnost in povečamo izkoristek mokre malte. Zrak, ki ostane v malti, poveča toplotno izolativnost betona, vendar tudi zmanjša njegovo trdnost. Odmerjanje zračnih sredstev se razlikuje glede na vrsto suhe malte in uporabljeno zračno sredstvo, vendar je običajno zelo nizko, na splošno 0.002% do 0,01 % mase cementa, vendar ne več kot 0,05 % mase cementa.

Na vsebnost zraka v malti vplivajo različni dejavniki, vključno z značilnostmi in količino cementa in dodatkov, vodocementnim razmerjem (vodoveznim razmerjem), vrsto in dozo zračnih agregatov, kakovostjo in porazdelitvijo delcev agregatov, vrsto in zmogljivostjo mešalnik malte, temperatura mešanja, konsistenca mešanice in temperatura okolja. Čeprav je dodana količina zračnega sredstva zelo majhna, pomembno vpliva na delovanje suhe malte. Njegove glavne funkcije so:

Izboljšanje obdelavnosti suhe malte

Z vključitvijo zračnih sredstev se v betonski mešanici tvorijo številni drobni zaprti zračni mehurčki. Ti mikromehurčki delujejo kot kroglični ležaji, zmanjšujejo torni upor med delci agregata in s tem povečujejo pretočnost betonske mešanice. Če je pretočnost konstantna, se lahko vsebnost vode zmanjša. Hkrati se z enakomerno porazdelitvijo vode po površini številnih zračnih mehurčkov zmanjša količina prosto gibljive vode, posledično se zmanjša krvavitev mokre malte in ustrezno poveča zadrževanje vode in kohezija.

Zmanjšanje trdnosti suhe malte

Zaradi prisotnosti številnih zračnih mehurčkov se zmanjša nosilnost malte, kar povzroči zmanjšanje trdnosti betona. Imajo pa zračna sredstva določen vodoreducirni učinek (predvsem zračni reduktorji, ki imajo izrazitejši vodni redukcijski učinek). Zmanjšano vodocementno razmerje do neke mere kompenzira trdnost. Dodatek zračnikov pa vseeno povzroči zmanjšanje trdnosti malte, predvsem tlačne. Zato je treba doziranje zračnih sredstev strogo nadzorovati, optimalno doziranje pa je treba določiti s preskusi vsebnosti zraka, obdelavnosti in s tem povezane trdnosti malte. Poleg tega se zaradi prisotnosti številnih zračnih mehurčkov elastična deformacija malte poveča, elastični modul pa zmanjša, kar je ugodno za izboljšanje odpornosti malte na razpoke.

Povečanje neprepustnosti in odpornosti proti zmrzovanju malte

Sredstva za privabljanje zraka zmanjšajo krvavitev betonskih mešanic (na splošno zmanjšajo krvavitev za 30% do 40%). Posledično se zmanjšajo tudi kapilarni kanali za krvavitev. Hkrati prisotnost številnih zaprtih mikromehurčkov blokira ali prekine kapilarne vodne kanale v malti, spremeni strukturo por in poveča nepropustnost malte. Mehurčki imajo znatno sposobnost elastične deformacije, zagotavljajo blažilni učinek proti ekspanzijski napetosti, ki jo povzroči zmrzovanje vode, s čimer se izboljša odpornost malte proti zmrzovanju in poveča njena vzdržljivost. Poleg tega dodatek zračnikov zmanjša gostoto malte, prihrani material in poveča gradbeno površino.

Dejavniki, ki vplivajo na vsebnost zraka v malti:

Lastnosti in količina cementa in dodatkov

Vodocementno razmerje (vodovezno razmerje)

Vrsta in doziranje zračnih agregatov

Kakovost in porazdelitev delcev agregatov

Vrsta in zmogljivost mešalnika malte

Temperatura mešanja

Skladnost mešanice

Sobna temperatura