Betona ūdens samazināšanas līdzekļa pārskats un mehānisms

Superplastifikatori ir svarīgas betona piedevas, kas var samazināt betona ūdens un cementa attiecību, tādējādi uzlabojot tā izturību un izturību. Superplastifikatorus iedala parastajos superplastifikatoros un augstas efektivitātes superplastifikatoros. Superplastifikatori, kuru ūdens samazināšanas pakāpe ir lielāka par 5%, bet mazāka par 10%, tiek klasificēti kā parastie superplastifikatori, piemēram, nātrija kolofonija, nātrija lignosulfonāts un stearīnskābes ziepes. Superplastifikatori, kuru ūdens samazināšanas koeficients ir lielāks par 10%, tiek klasificēti kā augstas efektivitātes superplastifikatori, tostarp superplastifikatori uz melamīna bāzes, naftalīna bāzes, aminoplasta sulfonāta bāzes, modificēta lignosulfonāta bāzes un polikarboksilāta bāzes superplastifikatori. Starp daudzajiem augstas efektivitātes superplastifikatoriem uz polikarboksilātu bāzes veidoti superplastifikatori ar ķemmei līdzīgu molekulāro struktūru ir kļuvuši par vietējo un starptautisko pētījumu un izstrādes fokusu, jo tiem ir augsts ūdens samazināšanas ātrums, laba nogulsnēšanās noturība, zema deva un nav būtiskas aizkavēšanas. .

Ūdens samazināšanas efekts ir svarīga virsmaktīvo vielu loma cementa hidratācijas procesā. Superplastifikators ir piedeva, kas var samazināt maisīšanas ūdens daudzumu, neietekmējot betona apstrādājamību. Alternatīvi, tas var uzlabot betona apstrādājamību, nemainot ūdens saturu, vai arī var sasniegt abus efektus, būtiski nemainot gaisa saturu. Pašlaik betonā izmantotie superplastifikatori ir visas virsmaktīvās vielas un pieder pie anjonu virsmaktīvām vielām.

Ja cementu sajauc ar ūdeni, notiek hidratācijas reakcija, kā rezultātā veidojas flokulētas struktūras, kas iekapsulē lielu daudzumu maisīšanas ūdens, kas samazina apstrādājamību (ko sauc arī par "apstrādājamību", kas attiecas uz svaiga betona spēju palikt viendabīgam, blīvam, un bez segregācijas maisīšanas, transportēšanas un liešanas laikā). Lai būvniecības laikā saglabātu nepieciešamo apstrādājamību, papildus jāpievieno maisīšanas ūdens. Tomēr ūdens satura palielināšanās izraisa pārmērīgu poru veidošanos cementa pastā, kas nopietni ietekmē sacietējušā betona fizikālās un mehāniskās īpašības. Ja iekapsulēto ūdeni var atbrīvot, ūdens patēriņu var ievērojami samazināt. Šo efektu var efektīvi sasniegt, betona sagatavošanas laikā iekļaujot atbilstošu daudzumu superplastifikatora.

Pēc superplastifikatora pievienošanas betonam superplastifikatora hidrofobās grupas adsorbējas uz cementa daļiņu virsmas, bet hidrofilās grupas ir vērstas pret ūdens šķīdumu, veidojot monoslāņu vai daudzslāņu adsorbcijas plēvi. Virsmaktīvās vielas virziena adsorbcijas dēļ cementa daļiņu virsma satur tāda paša veida lādiņu. Tas izraisa savstarpēju atgrūšanos, kas ne tikai notur cementa-ūdens sistēmu relatīvi stabilā suspensijas stāvoklī, bet arī izraisa flokulētās struktūras, kas veidojas sākotnējās ūdens pievienošanas laikā, izkliedi un sadalīšanos, tādējādi atbrīvojot flokulētajā struktūrā iesprostoto ūdeni un ūdens samazināšanas panākšana. Superplastifikatora pievienošana ne tikai uzlabo svaiga betona apstrādājamību, bet arī ievērojami samazina ūdens un cementa attiecību, kas izraisa ievērojamu poru tilpuma samazināšanos cementa pastā, kā rezultātā cementa pasta ir blīvāka un ievērojami uzlabojas spiedes izturība. Superplastifikatora pievienošana ietekmē arī cementa hidratācijas ātrumu un sacietēšanas laiku. Šīs īpašības ir ļoti svarīgas praktiskajā pielietojumā. Tomēr, lai gan superplastifikators efektīvi sadala flokulēto struktūru un atbrīvo iekšā esošo brīvo ūdeni, tas arī vājina mijiedarbību starp cementa daļiņām un ūdeni. No šī viedokļa superplastifikatori vienmēr zināmā mērā pastiprina maisījuma asiņošanu un segregāciju, kas ir būtisks virsmas defektu, piemēram, plankumu, cēlonis, un smagos gadījumos var veidoties šūnveida virsmas, tīklam līdzīgas plaisas vai plastmasas saraušanās plaisas. pa stiegrojuma stieņiem betonā pēc ieliešanas.