Kā ūdens samazināšanas līdzekļu pievienošana ietekmē betona kvalitāti un veiktspēju?

Nepārtraukti būvējot un attīstot būvprojektus, betonam kā vienam no fundamentālajiem būvmateriāliem ir būtiska ietekme uz kopējo būvniecības kvalitāti. Pievienojot betonam ūdeni samazinošus līdzekļus, tā veiktspēju var efektīvi uzlabot. Tomēr galvenais, lai to panāktu, ir pareiza ūdens samazināšanas līdzekļu devas kontrole. Pievienotā ūdens samazināšanas līdzekļa daudzumam ir milzīga ietekme uz betona kvalitāti un veiktspēju. Tāpēc, lai uzlabotu betona kvalitāti un veiktspēju, ir svarīgi kontrolēt ūdens daudzumu samazinošā līdzekļa devu no mikroskopiskā viedokļa.

1. Ūdens samazināšanas līdzekļu veiktspējas un funkciju analīze

Ūdens samazināšanas līdzekļi, kas pazīstami arī kā disperģētāji, ir ārējas piedevas, ko izmanto betona veidošanā. Lietojot betona maisījumos, tie palīdz uzturēt labu apstrādājamību un efektīvi kontrolēt ūdens saturu. Kā virsmaktīvā viela ūdens daudzumu samazinošs līdzeklis var uzlabot betona virsmas aktivitāti. Ūdens samazināšanas līdzekļi efektīvi kontrolē ūdens daudzumu betona maisījumā, tādējādi uzlabojot betona izturību, izturību un necaurlaidību, optimizējot tā veiktspēju un nodrošinot labas izejvielas būvniecības projektiem. Tas palīdz izpildīt mehanizētās būvniecības standartus, kontrolē būvniecības troksni un samazina cementa izmantošanu.

Cementam, kas ir granulēts materiāls, daļiņu diametrs parasti ir no 7-80 mikroniem. Tam ir smalka tekstūra un pulverveida viela. Cementa daļiņām parasti ir polāra virsma, kas uzrāda spēcīgu hidrofilitāti. Smalkajām cementa daļiņām ir ārkārtīgi liels īpatnējais virsmas laukums. Ūdens samazināšanas līdzekļi nodrošina, ka, saglabājot betona apstrādājamību, tiek kontrolēts ūdens saturs, kas savukārt uzlabo betona apstrādājamību. Ir vairāki ūdens samazināšanas līdzekļu veidi, tostarp parastie ūdens samazināšanas līdzekļi un augstas efektivitātes ūdens samazināšanas līdzekļi. Parastie ūdens samazināšanas līdzekļi parasti samazina ūdens saturu par vairāk nekā 5%, un pēc nedēļas betona spiedes izturība var palielināties par 10%. Pēc viena mēneša spiedes stiprība palielinās par 5%. Augstas efektivitātes ūdens samazināšanas līdzekļi var ievērojami samazināt ūdens saturu, nodrošinot, ka betons saglabājas ļoti šķidrā stāvoklī ar ūdens samazināšanas ātrumu, kas lielāks par 10%. Pēc trim dienām betona spiedes stiprība var palielināties par 25%. Īpaši augstas stiprības betona visievērojamākā iezīme ir tā augstā plūstamība un zemā ūdens un cementa attiecība. Tāpēc ir nepieciešami augstas efektivitātes ūdens samazināšanas līdzekļi vai ultra-dozēšanas metodes. Tomēr ir ļoti svarīgi pareizi kontrolēt devu, lai uzlabotu betona veiktspēju un kvalitāti.

2. Augstas efektivitātes ūdens samazināšanas līdzekļa dozēšanas ietekme uz betona kvalitāti un veiktspēju

1. Ietekme uz betona spiedes izturību

Viena no galvenajām betona mehāniskajām īpašībām ir tā spiedes izturība, kas būtiski ietekmē pārējās betona īpašības. Parasti cementa pastas spiedes izturība ietekmē betona izturību. Cementa pastas porainība, blīvums un stiprums ir saistīti šādi:
R=ARC(C/WB)
Kur:
R - Betona spiedes izturība
A, B - Empīriskās konstantes
RC - Cementa stiprība

Izmantojot iepriekš minēto formulu, var secināt, ka cementa pastas ūdens un cementa attiecība un hidratācijas pakāpe tieši ietekmē betona spiedes izturību. Ūdens samazināšanas līdzekļa pievienošana betonam ievērojami samazina ūdens un cementa attiecību un ievērojami samazina cementa pastas porainību, padarot to blīvāku un stingrāku. Tā rezultātā palielinās betona spiedes izturība.

2. Ietekme uz betona izturību

(1) Ietekme uz sasalšanas-atkausēšanas izturību
Ūdens un cementa attiecība un gaisa saturs lielā mērā ietekmē betona izturību pret sasalšanu un atkušanu. Pētījumi liecina, ka betona izturība pret sasalšanu un atkušanu ir tieši proporcionāla tā ūdens un cementa attiecībai. Zinātniski pievienojot ūdeni samazinošus līdzekļus, var optimizēt un uzlabot betona izturību pret sasalšanu un atkušanu. Betonā ir dažāda lieluma tukšumi, un ūdens īpašības šajās porās arī mainās atkarībā no poru lieluma. Burbuļu struktūra betonā ir saistīta ar tā izturību pret sasalšanu un atkušanu. Izturība pret sasalšanu un atkušanu var uzlaboties, ja gaisa saturs tiek palielināts par aptuveni 2%, bet, ja gaisa saturs pārsniedz 6%, tas var samazināt betona izturību un negatīvi ietekmēt tā izturību. Optimālais gaisa saturs ir no 2%{11}}%.

(2) Ietekme uz tērauda koroziju
Mūsdienu celtniecībā bieži tiek izmantotas dzelzsbetona konstrukcijas. Šo konstrukciju stingrība, stabilitāte un izturība ir saistīta ar betona karbonizāciju. Oglekļa dioksīda klātbūtne gaisā izraisa betona koroziju, pakāpeniski pārvēršot kalcija hidroksīdu kalcija karbonātā, tādējādi zaudējot sārmainību. Ja oglekļa dioksīds iekļūst tērauda stiegrojumā, tas laika gaitā var korozēt pasivācijas slāni, izraisot tērauda ķīmisku koroziju. Pat ja tiek izmantotas piedevas ar noteiktu hlorīda (Cl-) daudzumu, ūdens samazinošu līdzekļu pievienošana palīdz kontrolēt karbonizācijas ātrumu, tādējādi uzlabojot cementa pretkarbonizācijas īpašības un samazinot armatūras tērauda koroziju. Tas uzlabo betona izturību un nodrošina konstrukcijas ilglaicīgu izmantošanu.

(3) Ietekme uz caurlaidību
Ūdens un cementa attiecība ir saistīta ar betona caurlaidību. Ja ūdens un cementa attiecība pārsniedz 0,55, maisīšanas ūdens daudzums pārsniegs cementa hidratācijai nepieciešamo ūdeni, atstājot lieko ūdeni maisījumā. Tas palielina betona porainību un caurlaidību. Taču, ja ūdens un cementa attiecība ir pārāk zema un nesasniedz vēlamo apstrādājamību, var tikt bojāta betona struktūra, kas negatīvi ietekmēs tā necaurlaidību.

3. Ietekme uz betona apstrādājamību

Betona apstrādājamību ietekmē vairāki faktori, tostarp cementa veids, ūdens saturs, izmantoto piedevu daudzums, temperatūra un citi faktori. Ja citi faktori ir saskanīgi, ūdens daudzumu samazinošā līdzekļa veidam un devai ir liela nozīme betona apstrādājamībā. Noslīdējumu parasti izmanto, lai mērītu apstrādājamību, un krituma vērtība ir proporcionāla izmantotā ūdens samazināšanas līdzekļa daudzumam. Parasti tiek novērots šāds modelis:
Ūdens samazināšanas līdzekļa dozēšana=0,5% no cementa svara, kas palielina kritumu. Tomēr, ja deva pārsniedz 0,5%, kritums var ievērojami samazināties. Tipiskā ūdens daudzumu samazinošo līdzekļu deva ir aptuveni 0,25%, un šo daudzumu nav ieteicams pārsniegt, jo tas var paātrināt sacietēšanu. Augstas efektivitātes ūdens samazināšanas līdzekļiem tipiskā deva ir no 0,50%-0,75%.

4. Ietekme uz betona sacietēšanas laiku

Praktiskos inženiertehniskos lietojumos betona sacietēšanas laiks ir būtisks būvniecības darbībās. Mēreni pievienojot palēninātājus, var efektīvi kontrolēt betona sacietēšanas laiku. Tomēr, ja ūdens samazināšanas līdzekļa daudzums pārsniedz noteiktu līmeni, tas var ietekmēt betona sacietēšanas laiku un pat izraisīt aizkavētu sacietēšanu. Temperatūra ietekmē arī betonu ar ūdeni samazinošiem līdzekļiem. Temperatūrai paaugstinoties, cementa hidratācijas reakcija paātrinās, kas var ietekmēt betona sacietēšanu un sacietēšanas ātrumu.

5. Ietekme uz betona reoloģiskajām īpašībām

Lai iegūtu kvalitatīvu betonu, ir būtiski salauzt viskozitātes struktūru, nodrošinot cementa daļiņu pilnīgu izkliedēšanu ūdens vidē. Cementa želejas veidošanos var ietekmēt dažādi faktori. Ja svaigi sajauktajam betonam pievieno noteiktu daudzumu ūdens samazinoša līdzekļa, palielinās elektriskais lādiņš uz cementa daļiņām, kā rezultātā palielinās atgrūšanas spēki starp daļiņām, kas savukārt ietekmē viskozitāti. Tas uzlabo dispersijas sistēmas stabilitāti un uzlabo betona plūstamību. Cementa vircai ir dažādi stāvokļi: atšķaidīts, koagulēts un tiksotrops. Šie stāvokļi rodas cementa vircas koagulētās struktūras nepārtrauktas atdalīšanas un sadalīšanās rezultātā, atspoguļojot bīdes ātrumu un kā rezultātā samazinās pretestība un viskozitāte. Konkrētā proporcijā pievienojot ūdeni samazinošu līdzekli, tiek nostiprinātas betona tiksotropās īpašības. Tas ir tāpēc, ka cementa daļiņām ir adsorbcijas īpašības, un palielinās atbilstošais elektriskais potenciāls. Paaugstināta vibrācija uzlabos betona plūstamību, savukārt ūdens samazināšanas līdzekļa neesamība samazinās tā tiksotropās īpašības.