Betonin vettä vähentävän aineen yleiskuvaus ja mekanismi

Superpehmittimet ovat tärkeitä betonin lisäaineita, jotka voivat minimoida betonin vesi-sementtisuhteen ja parantaa siten sen lujuutta ja kestävyyttä. Superpehmittimet jaetaan tavallisiin superpehmittimiin ja tehokkaisiin superpehmittimiin. Superpehmittimet, joiden veden pelkistysaste on yli 5 % mutta alle 10 %, luokitellaan tavallisiksi superpehmittimiksi, kuten natriumhartsihappo, natriumlignosulfonaatti ja steariinihapposaippua. Superpehmittimet, joiden veden pelkistysaste on yli 10 %, luokitellaan tehokkaiksi superpehmittimiksi, mukaan lukien melamiinipohjaiset, naftaleenipohjaiset, aminomuovisulfonaattipohjaiset, modifioidut lignosulfonaattipohjaiset ja polykarboksylaattipohjaiset superpehmittimet. Monien tehokkaiden superpehmittimien joukossa polykarboksylaattipohjaiset superpehmittimet, joilla on kampamainen molekyylirakenne, ovat nousseet kotimaisen ja kansainvälisen tutkimuksen ja kehityksen painopisteeksi, koska ne vähentävät vettä korkealla nopeudella, kestävät hyvin paalun, pienentävät annostusta ja eivät hidastu merkittävästi. .

Vettä vähentävä vaikutus on pinta-aktiivisten aineiden tärkeä rooli sementin hydratointiprosessissa. Superpehmitin on lisäaine, joka voi vähentää sekoitusveden määrää vaikuttamatta betonin työstettävyyteen. Vaihtoehtoisesti se voi parantaa betonin työstettävyyttä muuttamatta vesipitoisuutta tai saavuttaa molemmat vaikutukset ilman, että se muuttaa merkittävästi ilmapitoisuutta. Tällä hetkellä betonissa käytetyt superpehmittimet ovat kaikki pinta-aktiivisia aineita ja kuuluvat anionisiin pinta-aktiivisiin aineisiin.

Kun sementtiä sekoitetaan veteen, tapahtuu hydraatioreaktio, joka johtaa flokkuloituneisiin rakenteisiin, jotka kapseloivat suuren määrän sekoitusvettä, mikä heikentää työstettävyyttä (tunnetaan myös nimellä "työstettävyys", mikä viittaa tuoreen betonin kykyyn pysyä tasaisena, tiiviinä, ja ilman erottelua sekoituksen, kuljetuksen ja kaatamisen aikana). Vaaditun työstettävyyden säilyttämiseksi rakentamisen aikana on lisättävä sekoitusvettä. Vesipitoisuuden lisääntyminen johtaa kuitenkin liialliseen huokosten muodostumiseen sementtitahnaan, mikä vaikuttaa vakavasti kovettuneen betonin fysikaalisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Jos kapseloitu vesi voidaan vapauttaa, veden käyttöä voidaan vähentää huomattavasti. Lisäämällä sopiva määrä superpehmitintä betonin valmistuksen aikana tämä vaikutus voidaan saavuttaa tehokkaasti.

Kun superpehmitin on lisätty betoniin, superpehmittimen hydrofobiset ryhmät adsorboituvat sementtihiukkasten pinnalle, kun taas hydrofiiliset ryhmät osoittavat vesiliuosta kohti muodostaen yksi- tai monikerroksisen adsorptiokalvon. Pinta-aktiivisen aineen suunnatun adsorption ansiosta sementtihiukkasten pinnalla on samantyyppinen varaus. Tämä johtaa molemminpuoliseen hylkimiseen, joka ei ainoastaan ​​pidä sementti-vesi-järjestelmää suhteellisen stabiilissa suspensiotilassa, vaan myös aiheuttaa ensimmäisen veden lisäyksen aikana muodostuneen flokkuloituneen rakenteen hajoamisen ja hajoamisen vapauttaen siten flokkuloituneen rakenteen sisään jääneen veden ja veden vähentämisen saavuttamiseksi. Superpehmittimen lisääminen ei ainoastaan ​​paranna tuoreen betonin työstettävyyttä, vaan myös vähentää merkittävästi veden ja sementin suhdetta, mikä johtaa huokostilavuuden huomattavaan vähenemiseen sementtipastassa, mikä johtaa tiheämpään sementtipastaan ​​ja merkittävästi parantuneeseen puristuslujuuteen. Superpehmittimen lisääminen vaikuttaa myös sementin hydraationopeuteen ja kovettumisaikaan. Nämä ominaisuudet ovat tärkeitä käytännön sovelluksissa. Vaikka superpehmitin kuitenkin hajottaa tehokkaasti flokkuloituneen rakenteen ja vapauttaa sisällä olevan vapaan veden, se heikentää myös sementtihiukkasten ja veden välistä vuorovaikutusta. Tästä näkökulmasta superpehmittimet pahentavat aina jossain määrin seoksen vuotamista ja segregaatiota, mikä on merkittävä syy pintavirheille, kuten täplille, ja vaikeissa tapauksissa voi johtaa kennopentoja, verkkomaisia ​​halkeamia tai muovisia kutistumishalkeamia. raudoitustankoja pitkin betonissa kaatamisen jälkeen.