Kāpēc betona konstrukcijā tiek izmantoti paātrinātāji? Maz zināšanu par piemaisījumiem

Kāpēc betona konstrukcijā tiek izmantoti paātrinātāji? Maz zināšanu par piemaisījumiem

Strauji attīstoties pazemes inženierzinātņu un transporta infrastruktūras būvniecībai, arvien izplatītāka kļūst skrotis betona tehnoloģijas izmantošana nogāžu remontam, iežu atbalstam un noplūdes bloķēšanai tuneļu spridzināšanas būvniecībā un ātrajā apkopē. Shotcrete ir betona veids, ko veido, ātrdarbīgi izsmidzinot cementa materiālu un pildvielu maisījumu uz noteiktas virsmas, izmantojot saspiestu gaisu vai citus enerģijas avotus.

Shotcrete konstrukcija ir sadalīta divos galvenajos veidos: sausā maisījuma un slapjā maisījuma metodes. Sausās sajaukšanas metodē izmanto pulverveida paātrinātājus, savukārt mitrās sajaukšanas metodē izmanto šķidros paātrinātājus. Ķīnā lielākajā daļā betona konstrukciju joprojām tiek izmantota sausā maisījuma metode, un slapjā maisījuma celtniecība veido tikai aptuveni 10% no betona pielietojumiem. Tomēr, pieaugot kvalitātes prasībām skrotis betonam pazemes inženierzinātnēs un pieaugot vides apziņai, slapjā maisījuma metode tiek uzskatīta par neizbēgamu tendenci totbetona tehnoloģiju attīstībai nākotnē.

Paātrinātāji ir betona galvenās piedevas, kurām ir izšķiroša nozīme betona sacietēšanas ātrumā un stiprībā. To dozēšana ir tikai 2%-3% no cementa daudzuma betonā, tomēr tie var sasniegt sākotnējo sacietēšanu 5 minūšu laikā un galīgo sacietēšanu 10 minūtēs, kas atbilst ātras sacietēšanas prasībām īpašās konstrukcijās un nodrošina ātru sacietēšanu tuneļos. vai vārpstas. Tāpēc paātrinātāju izpēte un pielietošana ir galvenie faktori, kas nosaka skrotis betona tehnoloģijas līmeni.

Paātrinātāji ir dažāda veida, un tie ir klasificēti pēc produkta formas kā pulverveida (cietie) vai šķidrie paātrinātāji. Pamatojoties uz sārmu saturu, tie var būt sārmaini vai nesārmaini paātrinātāji ar Na2O saturu.<1% considered non-alkaline. The development of accelerators has gone through stages such as high-alkali powder, low-alkali powder, high-alkali liquid, and low (non)-alkali liquid since the Swiss company Sika first developed Sigunite powdered accelerator in the 1930s.

Ne-sārmu paātrinātāji risina jautājumu par augstu sārmu saturu tradicionālajos paātrinātājos. Betons ar sārmainiem paātrinātājiem var sasniegt vairāk nekā 90% no tā 28-dienu izturības salīdzinājumā ar tradicionālajiem paātrinātājiem. Turklāt ne-sārmainie paātrinātāji nav korozīvi, videi draudzīgi un rada minimālu risku būvniecības personāla veselībai. Tendence virzās uz sārmainu šķidruma paātrinātāju izmantošanu tradicionālo sārmu un zema sārma satura paātrinātāju vietā.

Pašreizējais pulverveida paātrinātāju statuss aizsākās pagājušā gadsimta 30. gados ar Šveices uzņēmuma Sika izstrādāto Sigunite. Agrīnie sārmaini pulverveida paātrinātāji, kas izgatavoti no neorganiskiem sāls materiāliem, piemēram, kaļķa, nātrija alumināta un silikāta un karbonāta sāļiem, atbilda ātras sacietēšanas prasībām, bet vēlāk cieta ievērojamu stiprības zudumu, sākot no 20% līdz 50%.

Ķīnā, ņemot vērā to, ka betona tehnoloģija tika ieviesta salīdzinoši vēlu, paātrinātāju pētījumi sākās vēlāk. Sārma pulverveida paātrinātājiem ir tādas priekšrocības kā laba pielāgošanās spēja, efektīva veiktspēja ar dažādiem cementa zīmoliem, labs iestatīšanas efekts, zemas izmaksas un nobrieduši sagatavošanas procesi. Tomēr tiem ir vairāki defekti, tostarp ievērojams stiprības zudums vēlākos posmos, samazināta betona izturība sārmu ievadīšanas dēļ, liela atsitiena betona izsmidzināšanas laikā un spēcīga korozija sagatavošanas laikā, kas rada riskus darbiniekiem.

Tā kā slapjās sajaukšanas metode pakāpeniski kļūst arvien izplatītāka, pulverveida paātrinātāju pētījumi ir ievērojami samazinājušies, koncentrējoties uz šķidru zemu sārmu un bezsārmu paātrinātāju izpēti. Tomēr, ņemot vērā sausā maisījuma metodes vienkāršību, pielāgojamību un zemās izmaksas, ievērojamā daļā betona projektu Ķīnā joprojām tiek izmantoti pulverveida paātrinātāji.

Šķidruma paātrinātāju vēsture aizsākās pagājušā gadsimta 70. gados, kad Šveicē tika izstrādāti Sika sārmainās šķidruma paātrinātāji. Tomēr šiem agrīnajiem šķidrajiem paātrinātājiem bija augsts sārmu saturs, kā rezultātā vēlākās stadijas betona stiprība un izturība bija slikta. Mēģinot uzlabot vēlākā posma veiktspēju un novērst kaitējumu cilvēku veselībai, pētnieki attīstītajās valstīs 1970. gados sāka izstrādāt šķidros paātrinātājus ar zemu sārmu saturu. Viņi izmantoja alumīnija sāļus kā galveno sacietēšanas paātrinātāju, samazinot sārmu saturu līdz 10-20%, kā rezultātā vēlākā posma stiprības zudums samazinājās līdz 20%-30%.

Ķīnā slapjās sajaukšanas metodes novēlotās ieviešanas dēļ šķidro paātrinātāju pētījumi atpalika no attīstītajām valstīm. Agrīnie šķidrie paātrinātāji, lai gan atbilst standarta prasībām, uzrādīja zemāku betona agrīnās stadijas stiprību. Lai to risinātu, pētnieki koncentrējās uz sārmu satura samazināšanu, lai mazinātu stiprības zudumu vēlākā stadijā un uzlabotu izturību. Mūsdienās tirgū plaši tiek izmantoti šķidrie paātrinātāji ar zemu sārmu saturu, piedāvājot tādas priekšrocības kā maza deva un īss iestatīšanas laiks. Tomēr tie joprojām rada zināmu sārmu saturu un var izraisīt sārmu agregātu reakcijas, negatīvi ietekmējot betona noturību. Rezultātā pētnieki ir pievērsuši uzmanību ne-sārmu šķidruma paātrinātājiem.

Nesārmu šķidrumu paātrinātāju izpēte sākās 90. gados Eiropā un ASV, nedaudz vēlāk Ķīnā. Primārā pētījuma pieeja ietver jaunu iestatīšanas materiālu atrašanu, lai aizstātu sārmu metālu sāļus šķidros paātrinātājos. Tostarp alumīnija sulfāts, jo tajā nav sārmu metālu satura, efektīvi veicina cementa hidratāciju un ievērojami uzlabo javas agrīnās stadijas izturību. Pašlaik tas tiek uzskatīts par ideālu materiālu ne-sārmu šķidruma paātrinātāju sagatavošanai. Pētnieki visā pasaulē ir veikuši plašus pētījumus par šķidriem paātrinātājiem, kas sagatavoti galvenokārt ar alumīnija sulfātu. Augstas veiktspējas un stabili produkti, piemēram, MEYCOSA sērija no BASF un Sigunite®A sērija no Sika, pārstāv pašreizējo progresīvo nesārmu šķidruma paātrinātāju līmeni.

Pašreizējās un turpmākās attīstības uzmanības centrā ir bezsārmu šķidrie paātrinātāji, kas samazina sārmu agregātu reakciju iespējamību un efektīvi uzlabo betona vēlākās stadijas stiprību. Tomēr sārmu nesaturošu šķidrumu paātrinātāju izstrāde ir agrīnā stadijā, un problēmas ir salīdzinoši lielas devas (6%{5}}%), nepietiekama uzglabāšanas stabilitāte un augstākas cenas un izmaksas, salīdzinot ar tradicionālajiem sārmainiem šķidriem un pulverveida paātrinātājiem. .

4.2. Paātrinātāju sastāvs

Alumīnija sāļi, silikātu sāļi, karbonātu sāļi un hidroksīdi ir galvenie sārmu veidi paātrinātājos. Alumīnija sāls un alumīnija sārms ir vissvarīgākās sastāvdaļas bezsārmu šķidruma paātrinātājos. Alumīnija sālim alumīnija sulfāts ir ideāls izejmateriāls, un alumīnija sulfāta izmantošana kā galvenā iestatīšanas sastāvdaļa šķidros paātrinātājos, kas nav sārmu, ir ieguvusi plašu uzmanību un pētījumus.

4.4. Akseleratora ražošanas process

4.4.1. Šķidruma paātrinātāji

Sārma paātrinātāji: Nātrija hidroksīdu un ūdeni sajauc reakcijas traukā un pēc maisīšanas pievieno alumīnija hidroksīdu. Maisījumu uzkarsē līdz 110 grādiem, pēc tam atdzesē, lai iegūtu galaproduktu.

Ne-sārmaini paātrinātāji: reakcijas traukā pievieno fluorsilicskābi un maisa istabas temperatūrā un atmosfēras spiedienā. Pievieno alumīnija sulfātu un maisa, līdz tas ir pilnībā izšķīdis. Pēc tam pH tiek noregulēts uz 5, iegūstot galaproduktu.

4.4.2. Pulverveida paātrinātāji

4.4.2.1. Svēršana un sajaukšana

Izejvielas, piemēram, alumīnija pelni (daļiņu izmērs {{0}} cm), kaļķakmens (daļiņu izmērs 0.5-1,2 cm) un rūpnieciskās sārmas (nātrija karbonāts) tiek transportētas ar noslēgtu konveijeru uz svēršanas ierīce. Alumīnija sulfāts