Kaj je natrijev glukonat in zakaj je natrijev glukonat izjemno koristen za beton?

Natrijev glukonat je spojina s kemijsko formulo NaC₆H₁₁O₇, ki je natrijeva sol glukonske kisline. Ta bel, vodotopen prah se uporablja v številnih panogah. Natrijev glukonat, prvotno ekstrahiran iz glukonske kisline v 19. stoletju, je znan po svojih odličnih kelatnih lastnostih in se pogosto uporablja kot kelatno sredstvo v različnih procesih.

Natrijev glukonat je netopna organska natrijeva sol iz družine hidroksilnih karboksilnih kislin, ki nastane s fermentacijo glukoze. Glukonat je stranski produkt oksidacije glukoze in je široko razširjen v naravi. Proizvajalci natrijevega glukonata ta postopek izvajajo v velikem obsegu in proizvajajo velike količine soli za oskrbo trga. Zaradi kelatnih lastnosti natrijevega glukonata lahko tvori stabilne komplekse s kovinskimi ioni in s tem prepreči, da bi ti kovinski ioni reagirali z drugimi snovmi.

Ta lastnost omogoča, da ima natrijev glukonat pomembno vlogo v različnih okoljih, na primer kot stabilizator v hrani in pijači, kot odstranjevalec madežev v čistilnih izdelkih, kot farmacevtska sestavina na farmacevtskem področju in kot dodatek betonu v gradbeništvu. materialov. V betonskih aplikacijah natrijev glukonat izboljša obdelavnost in vzdržljivost betona z uravnavanjem kemične reakcije betona, kar prinaša pomembne koristi gradbeništvu.

Zakaj ima natrijev glukonat velike koristi za izboljšanje učinkovitosti betona? Glede na njegov vpliv na kemijsko reakcijo in mikrostrukturo betona ga lahko razdelamo z več vidikov. Izhajajo iz obdelovalnosti, časa strjevanja, trdnosti in vzdržljivosti ter prepustnosti.

1. V smislu izboljšanja obdelavnosti betona lahko natrijev glukonat kot reduktor vode izboljša fluidnost betona, ker lahko natrijev glukonat zmanjša privlačnost med delci cementa in s tem zmanjša porabo vode, hkrati pa ohranja fluidnost in obdelavnost betona, kar olajša gradnjo in oblikovanje betona.
2. Kar zadeva podaljšanje časa strjevanja betona, ima natrijev glukonat učinek zakasnitve vezanja, kar je še posebej pomembno pri gradnji visokotemperaturnih okolij ali betona, ki ga je treba transportirati dlje časa. Načelo je, da natrijev glukonat zavira reakcijo hidratacije trikalci-silicijeve kisline (C₂S) in dikalci-silicijeve kisline (C₂S) v cementu z adsorpcijo na površini cementnih delcev, s čimer upočasni proces vezanja in strjevanja betona.
3. V smislu izboljšanja trdnosti in vzdržljivosti betona natrijev glukonat pomaga uravnavati stopnjo hidratacije cementa in optimizirati mikrostrukturo materialov na osnovi cementa med postopkom strjevanja betona. Zlasti v poznejši fazi hidratacije lahko natrijev glukonat spodbudi nastanek bolj gostih cementno-kamnitih struktur in izboljša dolgoročno tlačno trdnost in vzdržljivost betona z zmanjšanjem poroznosti in povečanjem kompaktnosti mejnega območja lepljenja.
4. V smislu zmanjšanja prepustnosti betona lahko z optimizacijo mikrostrukture cementnega kamna natrijev glukonat učinkovito zmanjša poroznost betona, s čimer zmanjša njegovo prepustnost, poveča odpornost betona na vodo in škodljive kemikalije ter izboljša njegovo vzdržljivost in življenjska doba.

Študija, ki je bila jasno prikazana s specifičnimi eksperimentalnimi podatki, se je osredotočila na učinke SG na fluidnost, čas strjevanja, toploto hidratacije in moč UHPC, pri čemer je razkrila naslednje ključne ugotovitve.

1. Izboljšanje pretočnosti: SG poveča začetno fluidnost UHPC med plastično fazo z zaviranjem tvorbe zgodnjega etringita (AFt) in zakasnitvijo reakcij hidratacije trikalcijevega silikata (C₃S) in dikalcijevega silikata (C₂S). Tekočnost se ne zmanjša v prvi uri. Ko odmerek SG doseže ali preseže 0,06 %, vrednosti padca pri 30 in 60 minutah kažejo povečanje.

2. Podaljšan čas strjevanja: SG znatno podaljša čas strjevanja UHPC med fazo strjevanja in strjevanja z zaviranjem tvorbe kalcijevega hidroksida (CH). Pri odmerku SG {{0}}.15 % sta začetni in končni čas strjevanja 5,0-krat oziroma 4,5-krat daljši v primerjavi s kontrolno skupino.

3. Faza razvoja moči: Čeprav se moč UHPC znatno zmanjša v zgodnji fazi razvoja moči (1 in 3 dni) s povečanjem odmerka SG, lahko SG spodbudi nastanek AFt na porah in agregatnem vmesniku v kasnejših fazah, zmanjša poroznost cementno pasto in poveča tlačno trdnost UHPC pri 28 dneh, 60 dneh in 90 dneh. Predvsem pri odmerku SG 0,12 % se jakost po 90 dneh poveča za 13 %.