Kaj so reduktorji vode?

Kaj je vodni reduktor?
Reduktor vode je dodatek, ki se uporablja v betonu, ki zmanjša količino vode za mešanje in izboljša trdnost betona, ne da bi spremenil obdelavnost ali vsebnost cementa; ali pa lahko prihrani cement, ne da bi spremenila obdelavnost in trdnost betona.

Vrste vodnih reduktorjev
Reduktorji vode so v glavnem razvrščeni glede na njihovo kemično sestavo v reduktorje na osnovi lignosulfonata, na osnovi naftalena, vodotopne smole, melase in kompozitne reduktorje vode.

Reduktorji vode na osnovi lignosulfonatov
Ti vključujejo kalcijev lignosulfonat (lesni kalcij), natrijev lignosulfonat (lesni natrij), magnezijev lignosulfonat (lesni magnezij) itd. Med temi se najpogosteje uporabljajo lesni kalcijevi reduktorji vode.

Lesni kalcijevi reduktorji vode so narejeni iz ostankov sulfitne tekočine izdelave papirja ali vlaknene celuloze, nevtralizirani z apnenim mlekom in nato obdelani z biološko fermentacijo, da se odstranijo sladkor, koncentracija izhlapevanja in sušenje z razprševanjem, da nastane rjavkasto-rumen prah.

Ustrezen odmerek vodnega reduktorja kalcija iz lesa je običajno {{0}}.2 % do 0,3 % mase cementa. Njegova stopnja zmanjšanja vode je od 10 % do 15 %, 28-dnevna tlačna trdnost betona pa se lahko poveča za 10 % do 20 %. Brez zmanjšanja količine vode se lahko padec betona poveča za 80 do 100 mm. Če ostaneta tlačna trdnost in zlom nespremenjena, se lahko vsebnost cementa zmanjša za približno 10 %. Lesni kalcijevi zmanjševalci vode imajo zaviralni učinek na beton in prekomerna uporaba ali uporaba pri nizkih temperaturah lahko ta zaviralni učinek postane bolj izrazit, kar lahko zmanjša trdnost betona. Pri uporabi je potrebna previdnost.

Lesni kalcijevi reduktorji vode so primerni za splošna betonska dela, zlasti za velike prostornine vlitja, drsne konstrukcije, črpalni beton in poletno gradnjo. Za zimsko gradnjo jih ne smemo uporabljati samostojno, uporabljamo pa jih v kombinaciji z zgodnjimi utrjevalci ali antifrizi, ko je najnižja dnevna temperatura pod 5 stopinj. Lesnih kalcijevih zmanjševalnikov vode tudi ne smete uporabljati samostojno za parno utrjen ali prednapet beton, da preprečite zrahljanje površine po strjevanju.

Reduktorji vode na osnovi naftalena
Reduktorji vode na osnovi naftalena so izdelani s sulfoniranjem naftalena ali njegovih derivatov in nato kondenzacijo z metanolom. Običajni izdelki vključujejo reduktorje vode NNO, NF, FDN, UNF, MF in Building Type I, ki večinoma ne vnašajo zraka.

Ustrezna doza reduktorja vode na osnovi naftalena je 0,5 % do 1.0 % mase cementa, s stopnjo redukcije vode od 10 % do 25 % in {{7} }dnevna moč se lahko poveča za več kot 20 %. Reduktorji vode na osnovi naftalana imajo dober vodoreducirni učinek in so prilagodljivi različnim vrstam cementa. Primerni so za izdelavo betona zgodnje trdnosti, visoke trdnosti, tekočega in parno sušenega betona.

Vodotopna smola za zmanjšanje vode
Ti zmanjševalci vode so narejeni iz vodotopnih smol, kot sta melaminska smola in gumaronska smola. To so visoko učinkoviti reduktorji vode z znatnimi izboljšavnimi učinki. Domači izdelki vključujejo reduktorje vode iz smole SM.

SM reduktorji vode se uporabljajo pri {{0}}.5% do 2,0% mase cementa, s stopnjo redukcije vode od 15% do 27%. 3-dnevna tlačna trdnost se lahko poveča za 30 % do 100 %, 28-dnevna trdnost pa se lahko poveča za 20 % do 30 %. Reduktorji vode SM so primerni za izdelavo betona visoke trdnosti, betona zgodnje trdnosti, tekočega betona in betona, utrjenega s paro.

Funkcije in mehanizmi vodnih reduktorjev
Glavni učinki reduktorjev vode na sveže zmešan beton so naslednji:

Zmanjšanje vode
Mehanizem redukcije vode je predvsem posledica adsorpcije reduktorja vode na delce cementa in disperzije delcev cementa z reduktorjem vode. Po dodajanju reduktorja vode v beton se velike molekule anionskih skupin in kovinskih kationov (kot sta Na+ in Ca2+) razpršijo. Močni površinsko aktivni anioni v velikih molekulah se adsorbirajo na površini delcev cementa, zaradi česar so negativno nabiti. Odboj med delci z enakim nabojem povzroči njihovo razpršitev. Poleg tega je reduktor vode hidrofilen, adsorbirana plast okoli cementnih delcev pa je solvatirana membrana, ki prav tako preprečuje agregacijo cementnih delcev (učinek zaščite prostora), s čimer razprši cementne delce in sprošča vodo in zrak, vsebovana v koaguliranih kosmičih, doseganje cilja zmanjšanja vode.

Učinek plastificiranja
Ko betonu dodamo reduktor vode, bistveno povečamo njegovo obdelavnost, medtem ko vodocementno razmerje ostane nespremenjeno, kar imenujemo plastifikacijski učinek. Ta učinek je posledica adsorpcijskega in disperzijskega učinka ter močilnega in mazalnega učinka vodnega reduktorja. Zahvaljujoč tem dejanjem zadostuje majhna količina vode za enakomerno mešanje betona, kar izboljša obdelavnost svežega betona.

Zavorni učinek
Ioni, ki jih sprošča vodni reduktor v sistemu cement-voda, se lahko adsorbirajo na površini cementnih delcev, kar poveča njihov zeta potencial, kar podaljša čas stabilizacije sistema. Poleg tega lahko anionski adsorpcijski film in nastala vodna plast, ki veže vodik, ovirata stik med delci cementa in vodo, s čimer upočasnita proces hidratacije in dosežeta učinek zaviranja.

Mehanizem delovanja reduktorjev vode
Sredstva za zmanjšanje vode so tipična površinsko aktivna sredstva. Molekularna struktura katerega koli vodnega reduktorja vključuje dva dela: polarno in nepolarno skupino. Polarna skupina se adsorbira na površini cementnih delcev in v glavnem določa afiniteto molekule reduktorja vode za mineralne sestavine cementa. To se odraža v kemijskih in fizikalnih lastnostih celotne molekule reduktorja vode ali iona. Ko se molekula reduktorja vode (ali ion) adsorbira na površino cementnih mineralov, je nepolarna skupina obrnjena navzven in tvori hidrofobno membrano, kar vpliva na hidrofobnost. Medtem pa nepolarna skupina vpliva tudi na oprijem cementnih delcev in adsorpcijsko sposobnost polarne skupine.

Napredek pri reduktorjih vode

Navadni reduktorji vode
V petdesetih letih prejšnjega stoletja so bili razviti predvsem lignosulfonat in njegovi derivati, vključno s kalcijevim lignosulfonatom in natrijevim lignosulfonatom, znani kot reduktorji M-vode. Lignosulfonatni reduktorji vode so anionske površinsko aktivne snovi s hidrofilnimi lastnostmi, ki se adsorbirajo na površini cementnih delcev, da zgostijo solvatiran vodni film, povečajo elektrokinetični potencial in pomagajo razpršiti cementne delce z učinkom zaviranja.

Visoko učinkoviti reduktorji vode
To so predvsem polisulfonatne spojine, kot so naftalen sulfonat formaldehid kondenzati, policiklični aromatski sulfonati in melamin sulfonat formaldehid kondenzati. Uporaba teh visoko učinkovitih reduktorjev vode se je začela na Japonskem in v Zahodni Nemčiji v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja pa so jih razvili in uporabili na Kitajskem. Naredili so revolucijo v industriji betona, saj so bili uporabljeni za oblikovanje betona, ki ga je mogoče črpati, in izboljšali učinkovitost betona.

Reduktorji vode s posebnim učinkom
To so predvsem spojine na osnovi polikarboksilatov, vključno s poliakrilatom in njegovimi kopolimeri ter kopolimeri maleinske kisline, ki so bili razviti v zgodnjih osemdesetih letih prejšnjega stoletja. Nedavni razvoj je privedel do različnih kompleksnih poliakrilatnih cepljenih kopolimerov z različnimi značilnostmi, ki so bili široko uporabljeni. Reduktorji vode s posebnim učinkom imajo močan disperzijski učinek na cementno brozgo zaradi molekularne adsorpcije reduktorja vode na površini cementnih delcev. Sposobnost dispergiranja je odvisna od elektrostatičnega odboja med delci z enakim nabojem in sterične ovire, ki jo povzroči adsorpcijska plast.

Kompozitni visoko učinkoviti reduktorji vode
Ti združujejo dva ali več visoko učinkovitih reduktorjev vode v določenih razmerjih, da medsebojno dopolnjujejo prednosti in ublažijo slabosti, kar ima za posledico sinergijske učinke. Ta pristop je pomembna pot za pripravo visokozmogljivih reduktorjev vode z visokim izkoristkom.