Kje je polikarboksilni superplastifikator dober?

Kakšne so prednosti polikarboksilatnih superplastifikatorjev? S hitrim razvojem svetovnega gospodarstva ima gradbena industrija vse večje zahteve po betonu. Zaradi svojih nenadomestljivih prednosti v visokozmogljivem betonu in okolju prijaznih lastnosti so polikarboksilatni superplastifikatorji (PCE) pridobili splošno priznanje tako doma kot v tujini. Navadni beton ne izpolnjuje več določenih zahtev, zato so potrebne učinkovitejše izboljšave. Od uradne uporabe dodatkov v zgodnjem 20. stoletju so zelo koristili ne le gradbeni industriji, temveč tudi drugim sektorjem. V zadnjih letih, predvsem po vstopu v 21. stoletje, je temu področju zaznati veliko pozornosti in hitrega razvoja. Število proizvajalcev, ki proizvajajo komercialne izdelke, je v samo štirih do petih letih naraslo z nekaj na desetine. Ključni dodatki, vključno z zmanjševalci vode, zmanjševalci krčenja in sredstvi za pridobivanje zraka, so znatno prispevali k izboljšanju učinkovitosti betona. Ta članek predstavlja predvsem vpliv sredstev za zmanjševanje vode na beton.

Delovanje polikarboksilatnih superplastifikatorjev

Polikarboksilatni superplastifikatorji imajo nizko vsebnost kloridnih ionov in alkalij, s površinsko napetostjo le 37,8 mN/m. To znatno zmanjša površinsko napetost kapilarnih raztopin v betonu, zmanjša krčenje pri sušenju in močno izboljša vzdržljivost betona. Obsežne eksperimentalne raziskave so pokazale, da je pri odmerku 0.15 % mase cementa mogoče doseči stopnjo zmanjšanja vode za več kot 20 %, kar presega zmogljivost tipičnih visoko učinkovitih naftalenskih cevi. reduktorji vode, ki so na voljo na trgu. Pri odmerku, večjem od 0.30 % teže cementa, lahko stopnja zmanjšanja vode doseže 30 %. Čeprav povečanje odmerka zmanjša porabo vode in poveča stopnjo zmanjševanja vode, izboljšanje ni dramatično; vendar postane zadrževanje padca bolj stabilno. Padec ali pretočnost svežega betona se poveča po 1 uri, čeprav lahko preveliki odmerki povzročijo nekaj krvavitev. Pomembno je, da tudi pri doziranju, večjem od 0,15 % teže cementa, tako usedanje kot tečljivost ostaneta nespremenjena.

Vpliv polikarboksilatnih superplastifikatorjev na trdnost betona

Polikarboksilatni superplastifikatorji kažejo odlične učinke izboljšanja. Po dodajanju PCE se tlačna trdnost betona bistveno poveča, zlasti v zgodnji trdnosti. Pri odmerku 0,15 % teže cementa se lahko tlačna trdnost po 3 dneh poveča do 190 %. Pri drugih pogojih odmerjanja povečanje jakosti preseže tudi 200 %. Izrazito je tudi povečanje tlačne trdnosti pri različnih starostih strjevanja. Eksperimentalni rezultati kažejo povečanje moči za 80%-150% po 3 dneh, 50%-150% po 7 dneh in 50%-100% po 28 dneh, pri čemer so izboljšave moči presegle 50% pri 90 dneh. Tako beton z dodanim polikarboksilatom ne kaže le visoke zgodnje trdnosti, ampak kaže tudi znatno povečanje poznejše trdnosti, ki se še naprej stabilizira.

Znotraj določenega razpona, ko se odmerek polikarboksilata poveča, postane njegov učinek izboljšanja izrazitejši. Tako z vidika alkalno-vodne izboljšave kot z ekonomskega vidika je optimalni odmerek 0.20 %-0.30 %.

Prilagodljivost različnim vrstam cementa

Preizkusi na različnih vrstah cementa kažejo, da stopnja zmanjšanja vode presega 25 % in doseže blizu 30 %. Padec betona ostane stabilen po 1 uri, pri nekaterih cementih se celo poveča. Poleg tega je stopnja krvavitve znatno zmanjšana v primerjavi z osnovnim betonom. Rezultati kažejo, da je polikarboksilat zelo združljiv z različnimi cementi, ne glede na to, ali ocenjujete zadrževanje zdrsa ali zmogljivost alkalne vode in stopnje krvavitve.

Trend razvoja trdnosti tudi jasno kaže, da ima beton z dodanim polikarboksilatom hiter zgodnji razvoj trdnosti in stabilno rast kasnejše trdnosti. Ta prilagodljivost velja za mehanske lastnosti sveže zmešanega betona in strjenega betona.

Prilagodljivost na mineralne primesi

Mineralni dodatki so postali bistveni materiali v betonski industriji za zamenjavo cementa in izboljšanje lastnosti betona. Zato je raziskovanje združljivosti polikarboksilata z mineralnimi primesmi ključnega pomena. Eksperimenti dokazujejo, da se z večanjem odmerka letečega pepela izboljša obdelavnost betona in poveča stopnja redukcije vode. V primerjavi s tradicionalnimi superplastifikatorji na osnovi naftalana se poraba vode v betonu zmanjša za 8 kg, stopnja krvavitve pa se bistveno zmanjša. Še pomembneje pa je, da je čas strjevanja betona, zmešanega s PCE, veliko krajši kot pri superplastifikatorjih na osnovi naftalena, s čimer se je izognila prejšnjemu zanašanju na zaviralce za zadrževanje usedlin. Ko pa se količina mineralnega prahu poveča, se izboljšanje stopnje zmanjševanja vode zmanjša, kar vodi do nekoliko zmanjšanega zadrževanja, čeprav krvavitev na splošno ni. Pri uporabi letečega pepela in mineralnega prahu se zadrževanje usedlin še izboljša. Na splošno je polikarboksilat še posebej primeren za betone z visokimi odmerki mineralnih dodatkov, pri čemer ne le zmanjša porabo vode, ampak tudi močno izboljša učinkovitost mešanja. Medtem ko se lahko zgodnja trdnost betona z dodanim elektrofiltrskim pepelom ali mineralnim prahom nekoliko zmanjša, je učinek bolj izrazit pri mineralnem prahu. Kasnejša trdnost se rahlo poveča pri uporabi letečega pepela, medtem ko imajo tradicionalne mešanice na osnovi naftalena zelo nizko trdnost po 1 dnevu in upočasnijo kasnejši razvoj trdnosti. Z vidika mehanske učinkovitosti je polikarboksilat dobro združljiv z mineralnimi dodatki, zaradi česar je primeren za betone visoke trdnosti in visoke zmogljivosti.

Prilagodljivost na temperaturo

Tradicionalni visoko učinkoviti reduktorji vode so občutljivi na temperaturo. Pri visokih poletnih temperaturah se disperzibilnost izboljša, vendar se izguba tekočnosti poveča. Pozimi nizke temperature vodijo do zmanjšane disperzibilnosti, kar ima za posledico povečano izgubo fluidnosti svežega betona. Poskusi o temperaturni prilagodljivosti polikarboksilata kažejo, da ko temperature presežejo 20 stopinj Celzija, se izguba obdelovalnosti nekoliko poveča, vendar se disperzibilnost izboljša. Pri nizkih temperaturah se disperzibilnost rahlo zmanjša; ohranitev uporabnosti pa ostaja stabilna. Svež beton ohranja tako strmoglavljenje kot tudi širjenje, z večjim povečanjem fluidnosti, ko temperature padejo pod 0 stopinj Celzija. Ko se temperature dvignejo, se učinkovitost betona s polikarboksilatom pri zmanjševanju vode izboljša. Nad 20 stopinjami Celzija se delovanje stabilizira, čeprav se sposobnost zadrževanja padcev nekoliko zmanjša in se širjenje morda ne bo več povečalo, občasno pa se rahlo zmanjša. Na splošno se polikarboksilat obnese dobro, tako pri nizkih zimskih kot pri visokih poletnih temperaturah, saj učinkovito vzdržuje zdrs betona brez potrebe po zaviralcih, kar je zelo ugodno za betonsko konstrukcijo.