Pregled in mehanizem sredstva za zmanjšanje vode v betonu

Superplastifikatorji so pomembni dodatki betonu, ki lahko zmanjšajo razmerje med vodo in cementom v betonu, s čimer izboljšajo njegovo trdnost in vzdržljivost. Superplastifikatorje delimo na navadne superplastifikatorje in superplastifikatorje visoke učinkovitosti. Superplastifikatorji s stopnjo redukcije vode, večjo od 5 %, vendar manjšo od 10 %, so razvrščeni kot navadni superplastifikatorji, kot so natrijeva kolofonijska kislina, natrijev lignosulfonat in milo stearinske kisline. Superplastifikatorji s stopnjo redukcije vode, večjo od 10 %, so razvrščeni kot visoko učinkoviti superplastifikatorji, vključno s superplastifikatorji na osnovi melamina, naftalena, aminoplast sulfonata, modificiranega lignosulfonata in polikarboksilata. Med številnimi visoko učinkovitimi superplastifikatorji so superplastifikatorji na osnovi polikarboksilata z molekularno strukturo, ki je podobna glavniku, postali žarišče domačih in mednarodnih raziskav in razvoja zaradi visoke stopnje zmanjševanja vode, dobrega zadrževanja usedlin, nizkega odmerjanja in brez znatnega zaostajanja. .

Učinek zmanjšanja vode je pomembna vloga površinsko aktivnih snovi v procesu hidratacije cementa. Superplastifikator je dodatek, ki lahko zmanjša količino vode za mešanje, ne da bi to vplivalo na obdelavnost betona. Druga možnost je, da lahko izboljša obdelavnost betona, ne da bi spremenil vsebnost vode, ali pa lahko doseže oba učinka, ne da bi bistveno spremenil vsebnost zraka. Trenutno so vsi superplastifikatorji, ki se uporabljajo v betonu, površinsko aktivne snovi in ​​spadajo med anionske površinsko aktivne snovi.

Ko se cement zmeša z vodo, pride do reakcije hidratacije, kar ima za posledico flokulirane strukture, ki zajamejo veliko količino vode za mešanje, kar zmanjša obdelavnost (znano tudi kot "obdelovalnost", ki se nanaša na sposobnost svežega betona, da ostane enakomeren, gost, in brez segregacije med mešanjem, transportom in vlivanjem). Za ohranitev zahtevane obdelavnosti med gradnjo je potrebno dodati dodatno vodo za mešanje. Vendar pa povečanje vsebnosti vode povzroči čezmerno nastajanje por v cementni masi, kar resno vpliva na fizikalne in mehanske lastnosti strjenega betona. Če se kapsulirana voda lahko sprosti, se lahko poraba vode močno zmanjša. Z vključitvijo ustrezne količine superplastifikatorja med pripravo betona lahko ta učinek učinkovito dosežemo.

Po dodajanju superplastifikatorja v beton se hidrofobne skupine superplastifikatorja adsorbirajo na površino cementnih delcev, medtem ko so hidrofilne skupine usmerjene proti vodni raztopini in tvorijo enoslojni ali večslojni adsorpcijski film. Zaradi usmerjene adsorpcije površinsko aktivne snovi nosi površina delcev cementa enako vrsto naboja. To vodi do medsebojnega odbijanja, ki ne le ohranja sistem cement-voda v razmeroma stabilnem stanju suspenzije, ampak tudi povzroči, da se flokulirana struktura, ki je nastala med začetnim dodajanjem vode, razprši in razpade, s čimer se sprosti voda, ujeta v flokulirani strukturi in doseganje zmanjšanja vode. Dodatek superplastifikatorja ne le izboljša obdelovalnost svežega betona, ampak tudi znatno zmanjša razmerje med vodo in cementom, kar vodi do opaznega zmanjšanja volumna por v cementni pasti, rezultat pa je gostejša cementna pasta in znatno izboljšana tlačna trdnost. Dodatek superplastifikatorja vpliva tudi na stopnjo hidratacije cementa in čas strjevanja. Te lastnosti so ključnega pomena pri praktični uporabi. Čeprav superplastifikator učinkovito razbije flokulirano strukturo in sprosti prosto vodo v notranjosti, oslabi tudi interakcijo med delci cementa in vodo. S tega vidika superplastifikatorji vedno do neke mere poslabšajo krvavitev in ločevanje mešanice, kar je pomemben vzrok za površinske napake, kot so madeži, in v hudih primerih lahko vodi do površin v obliki satja, mrežastih razpok ali razpok zaradi plastičnega krčenja. vzdolž armaturnih palic v betonu po vlivanju.