Kaj je vzrok za krvavitev betona, ki jo povzroča polikarboksilni superplastifikator?

Polikarboksilatni superplastifikatorji (PCE) se nanašajo na vrsto polimerov s specifično molekularno strukturo in značilnostmi delovanja, ki se pogosto uporabljajo kot superplastifikatorji. PCE imajo nizke zahteve glede odmerjanja, s tipičnim odmerkom trdne snovi {{0}}.15 % do {{10}}.25 %, le približno ena četrtina potrebnega odmerka za superplastifikatorje na osnovi naftalena ali alifatov. PCE kažejo visoke stopnje zmanjševanja vode, na splošno med 20% in 30% pri odmerku od 0,15% do 0,25% in lahko presežejo 45% pri nasičenem odmerku 0,5%. Kot široko uporabljeni superplastifikatorji se pričakuje, da bodo PCE pokazali večjo varnost, učinkovitost in prilagodljivost v praktičnih aplikacijah v primerjavi s tradicionalnimi superplastifikatorji na osnovi naftalena. Vendar pa se med njihovo uporabo v proizvodnji betona pogosto pojavljajo različna vprašanja, od katerih se nekatera ne srečujejo z drugimi superplastifikatorji, kot je pojav reverzije padca. Krvavitev v betonu je problematično stanje mešanice, ki jo tehnologi za beton dobro poznajo zaradi svojih škodljivih učinkov, zato se poskušajo izogniti temu med proizvodnjo in gradnjo betona. Konkretno krvavitev lahko včasih povzroči več dejavnikov in ne en sam, zato je za njeno rešitev potrebno več pristopov.

Glavni vzroki krvavitve betona pri uporabi PCE so naslednji:

1. Preveliko odmerjanje polikarboksilatnega superplastifikatorja
Za PCE je značilna visoka učinkovitost zmanjševanja vode z nizkim odmerkom (približno 0.20 % vsebnosti trdnih snovi). Brez spreminjanja vsebnosti vode v betonu lahko PCE znatno izboljšajo upad betona. Tako kot drugi superplastifikatorji ima tudi stopnja zmanjšanja vode pri PCE pozitivno korelacijo z odmerkom. Na splošno, ko se odmerek poveča, se poveča tudi stopnja zmanjšanja vode. Pri zasnovi betonske mešanice je bistvenega pomena, da izberete ustrezen odmerek dodatka glede na zahteve glede vsebnosti vode, npr. pri betonu C30 z vsebnostjo vode 170 kg/m³ je priporočena stopnja zmanjšanja količine vode okoli 20 % in stopnja 25%-30% za beton C50 s 160 kg/m³. Kadar je odmerek previsok in se ne ujema z vsebnostjo vode v mešanici, povečana disperzijska sposobnost zmanjša kohezivnost betona, kar povzroči več proste vode in povzroči krvavitev betona. Zlasti lahko pretirana uporaba PCE-jev z zadrževanjem upadanja povzroči hudo krvavitev ali segregacijo. Zato je treba odmerek PCE določiti s časovnim testiranjem, da se opazuje konkretno obnašanje.

2. Občutljivost PCE na temperaturo okolja in njihova narava počasnega sproščanja
V primerjavi z drugimi superplastifikatorji temperatura bolj vpliva na lastnosti PCE, ki zmanjšujejo vodo in zadržujejo vodo. Študije so pokazale, da je z enakim odmerkom stopnja zmanjševanja vode pozimi nekoliko nižja kot poleti, vendar je zadrževanje padcev pozimi boljše. Pri visokih poletnih temperaturah lahko PCE z dobrim zadrževanjem padca pokažejo "vrnitev padca", ko temperatura nenadoma pade. Temperaturna nihanja za 10 stopinjo lahko povzročijo spremembo odmerka za 0.1%–0,2% (na podlagi standardnega odmerka 2%). Ko temperatura nenadoma pade, je priporočljivo opazovati spremembe v obnašanju betona in izvesti teste na PCE, da določimo ustrezne odmerke. Poleg tega je treba podaljšati čas mešanja, zlasti pri betonu z razredom trdnosti nad C50, saj se uporabljajo višji odmerki in mora biti PCE popolnoma razpršen.

3. Sekundarni dodatek superplastifikatorja za prilagoditev padca
Pred vgradnjo betona, če obdelavnost betona ne ustreza konstrukcijskim zahtevam, se v mešalni tovornjak pogosto dodajo dodatni PCE. Prekomerna uporaba med sekundarnim dodajanjem lahko povzroči krvavitev po namestitvi, saj odvečni superplastifikator še naprej deluje. Pri prilagajanju uporabnosti s sekundarnimi dodatki je priporočljivo dodajanje po stopnjah glede na prostornino betona, pri čemer je zagotovljeno temeljito mešanje za nadzor odmerjanja.

4. Nepravilna uporaba zaviralcev pri mešanju PCE
Za izboljšanje zadrževanja sesedanja se mešanicam PCE pogosto dodajo zaviralci. Prekomerna uporaba zaviralcev ali nenaden padec temperature s PCE-ji, zmešanimi za višje temperature, lahko upočasni hidracijo cementa, kar povzroči krvavitev betona. Pri uporabi zaviralcev upoštevajte njihov učinek na krvavitev betona. V primerih, ki so nagnjeni h krvavitvam, lahko dodamo ustrezna sredstva za zadrževanje vode in zgoščevanje, da zmanjšamo tveganje za krvavitev. Zagotoviti je treba združljivost med cementom in PCE, da se izognemo primerom, ko so nizki odmerki neučinkoviti, povečani odmerki pa povzročijo krvavitev.

5. Težave z združljivostjo med cementom in PCE
Kompleksna sestava betona lahko povzroči kemične reakcije med komponentami, predvsem med cementom in PCE. Slaba združljivost lahko poveča nasičeno odmerjanje PCE, podaljša začetni nastavljeni čas in sprosti prosto vodo. Nizka vsebnost topnih alkalij ali zmanjšana vsebnost ali aktivnost C3A v cementu lahko prav tako upočasni hidracijo, kar povzroči krvavitev.

6. Razlike v kakovosti grobih in finih agregatov
Nihanja v kakovosti peska in agregata, kot so spremembe v vsebnosti gline, vlažnosti ali gradaciji ter variacije v modulu finosti peska, lahko povečajo verjetnost krvavitve betona. Na primer, povečanje modula finosti peska zmanjša povpraševanje po vodi, spremembe v velikosti delcev in vsebnosti gline pa vplivajo na absorpcijo primesi, kar povzroči krvavitev. Nadzor nad procesom v proizvodnji betona je treba okrepiti, da se zmanjša tveganje krvavitve. Poleg tega se prepričajte, da v proizvedenem pesku niso prisotni flokulanti, saj lahko nihanja v flokulantih povzročijo krvavitev ali hitro izgubo usedanja.

Za obravnavo krvavitev, ki jih povzročajo PCE, razmislite o naslednjih ukrepih posamično ali v kombinaciji:

• Dodajte majhno količino naftalena ali aminosulfonatnega superplastifikatorja.
• Zmanjšajte odmerek zmesi ali uporabite nižji odmerek PCE s počasnim sproščanjem.
• Povečajte količino letečega pepela ali zmanjšajte vsebnost vode.
• Dodajte droben pesek (ali povečajte razmerje peska), da izboljšate zadrževanje vode v mešanici.
• Dodajte ustrezna sredstva za zgoščevanje, kot so natrijev alginat, ksantan gumi, dekstrin ali karboksimetilcelulozni eter, medtem ko prilagajate ali zamenjate vrste zaviralcev.
• Za zapoznelo krvavitev dodajte natrijev sulfat ali natrijev tiosulfat.