Mikä on natriumnaftaleenisulfonaattiformaldehydikondensaatin käyttö betonissa?

Mitä hyötyä natriumnaftaleenisulfonaattiformaldehydikondensaatista on betonissa?

Naftaleenin erittäin tehokkaan vettä vähentävän aineen pääkomponentti on naftaleenisulfonaatti, joka voi reagoida sementtihiukkasten pinnan kanssa muodostaen vesiliukoisia yhdisteitä. Näillä yhdisteillä on vettä vähentävää vaikutusta kahdella tavalla: toinen on muodostaa sementtihiukkasten pinnalle varausta suojaava kerros hiukkasten välisen adsorptiovoiman vähentämiseksi, mikä vähentää sementtikolloidin pintajännitystä ja parantaa sementtihiukkasten hajoamista; toinen on estää sementtihiukkasten välinen hydraatioreaktio sementin hydraatioreaktion aikana ja vähentää sisäistä ja ulkoista rajapintavoimaa, joka johtaa vesi-sementtisuhteen laskuun.

 

Vettä vähentävän aineen tutkimus alkoi Kiinassa suhteellisen myöhään, 1940-luvun lopulla, Kiina otti ensimmäisen kerran lisäaineet käyttöön sementin ja betonin suunnittelussa. 1975, Lu Zhang, Tsinghuan yliopisto, valmisti onnistuneesti naftaleenipohjaisen vettä vähentävän aineen NF, ja samalla syvällistä tutkimusta naftaleenipohjaisen veden vähentämisaineen mekanismista. Naftaleenivettä vähentävän aineen merkittävällä tutkimustuloksella on virstanpylväs merkitys betonin lisäaineiden kehitykselle Kiinassa. Tällä hetkellä vettä vähentävä aine voi parantaa betonin mekaanisia ominaisuuksia, parantaa rakentamisen helppoutta ja vähentää resurssien kulutusta, suojella ympäristöä, joten siitä on tullut sementin ja betonin olennainen osa, ja sitä kutsutaan usein viidenneksi. sementin ja betonin komponentti tällä alalla. Naftaleenivettä vähentävä aine on tällä hetkellä tunnustettu teollisuuden tehokkaimmaksi vettä vähentäväksi seokseksi, ja vettä vähentävää ainetta käytetään laajalti Kiinassa. Naftaleeniveden vähentämisaineen laajamittainen käyttö aiheuttaa saastumisongelmia ja korkeita kustannuksia. Tässä paperissa käytetään vettä vähentävän aineen toimintamekanismista vihreää ja tehokasta naftaleenin vettä vähentävää ainetta, jolla on alhaiset kustannukset ja vähäinen saastuminen, kun tutkitaan sementtibetonin suorituskykyä erilaisilla naftaleenin vettä vähentävien aineiden annoksilla. Tutkimuksen tulokset tarjoavat tietyn arvon teoreettisena referenssinä ja ohjeena naftaleenin vettä vähentävän aineen käyttöön käytännön suunnittelussa.

1 Vettä vähentävän aineen toiminta ja mekanismi
Toiseksi vettä vähentävä aine voi parantaa huomattavasti sementtibetonin rakennusyhteensopivuutta ja vähentää rakennussekoituksen energiankulutusta; Kolmanneksi vettä vähentävä aine voi vähentää sementin ja veden määrää sillä edellytyksellä, että se ei alenna sementtibetonin suorituskykyä ja mekaanisia indeksejä, mikä vähentää rakennuskustannuksia.
Vettä pelkistävän aineen molekyylirakenteen kaksi päätä ovat hydrofiilinen pää ja hydrofobinen pää, käytön aikana hydrofiilinen pääte osoittaa veteen, kun taas hydrofobinen pää osoittaa kaasun tai kiinteän aineen rajapinnalle, joten se voi vähentää rajapinnan energiaa. veden, kaasufaasin ja kiinteän faasin välillä, jotta saavutetaan dispersiovaikutus. Normaalissa sementtibetonirakennussekoitusprosessissa, kun vesi on lisätty sementtiin, sementti muodostaa välittömästi flokkuloivan rakenteen, joka sisältää paljon vettä; jos lisätään vettä vähentävää ainetta, se kiinnittyy toisaalta sementtihiukkasten pintaan, mikä estää sementtihiukkasten ja veden välisen kosketuspinnan ja toisaalta aineen hydrofiilisen pään. adsorboi tietyn määrän vesimolekyylejä, joilla on voiteleva vaikutus sementtihiukkasiin, mikä helpottaa niiden hajoamista; hydrofiilinen pää osoittaa veteen, kun taas hydrofobinen pää osoittaa kaasun tai kiinteän rajapinnan. Toisaalta vettä pelkistävän aineen hydrofiilinen pää adsorboi tietyn määrän vesimolekyylejä, jotka voivat voidella sementtihiukkasia ja tehdä niistä helpommin dispergoituvia; hydrofiilinen ryhmä on negatiivisesti varautunut, ja sementtihiukkasten pinnalle adsorboitumisen jälkeen sementtihiukkaset ovat myös negatiivisesti varautuneita samalla varauksella, mikä sulkee toisensa pois ja tekee sementtihiukkasista dispergoituneempia, vähentää veden määrää, ja parantaa betonin juoksevuutta.

2 testiraaka-ainetta
2.1 Sementti
Sementin lujuusaste ja annostus liittyvät suoraan betonin työskentelykykyyn ja lujuuteen. Tässä testissä käytetään Oriental Hope Chongqing Cement Co., Ltd:n valmistamaa 32,5R sementtiä. Sementtiindeksi: lujuusaste 32,5 MPa, alkuperäinen kovettumisaika 253 minuuttia, lopullinen kovettumisaika 289 minuuttia, vakiosakeus 28,2 %, tilavuuden stabiilisuus on hyväksytty, ominaispinta-ala 352 m2 /kg, 3d taivutuslujuus 6,4 MPa, 28 d taivutuslujuus 8,7 MPa, 3d puristuslujuus 29,6 MPa, 28 d puristuslujuus 50,2 MPa, kaikki täyttävät spesifikaatiovaatimukset.
2.2 Lentotuhka
Lentotuhkan lisääminen sementtibetoniin vähentää sementin määrää ja parantaa betonin yleistä suorituskykyä. Tässä testissä käytetyn lentotuhkan toimittaa China Railway 16 Bureau Material Trading Co., Ltd.:n teollisuusosasto ja sen suorituskykyindeksit: hienous (45 μm:n neliömäinen seulajäännös) 16,5 %, kosteuspitoisuus 0 .28 %, veden tarvesuhde 103 %, polttohäviö 3.21 %, 28d aktiivisuusindeksi 75 %, jotka ovat kaikki spesifikaatiovaatimusten mukaisia.
2.3 Aggregaatti
Sementtibetonissa oleva kiviaines sisältää hienoa kiviainesta ja karkeaa kiviainesta, karkea kiviaines toimii rungon roolina, hieno kiviaines täyttää täytteenä, kiviaineksen osuus on 7{{10}} % betonista, joten kiviaineksen indikaattorit vaikuttavat suuresti betonin rakentamisen helppouteen ja lujuuteen. Tässä testissä hieno kiviaines on keskikokoista hiekkaa, jonka hienouskerroin on 2,58, irtotiheys 1468 kg/m3, mutapitoisuus 1,23 %, ja kaikki hienojakoisen kiviaineksen indeksit täyttävät nykyisten eritelmien tekniset vaatimukset. Karkea kiviaines käyttää mekaanisesti murskattua kalkkikivimursketta, maksimihiukkaskoko 23 mm, neula, hiutalepitoisuus 2,9%, mutapitoisuus 0,15%, kosteuspitoisuus 0,15%, murskausindeksi 6,5%, näennäinen tiheys 2734 kg/m3, bulkki tiheys 1780kg/m3, tämän karkean aggregaatin indikaattorit täyttävät nykyiset vaatimukset ja tekniset vaatimukset.
2.4 Vettä vähentävä aine ja sekoitusvesi
Tässä kokeessa käytetään Shanghai Yunzhe New Material Co., Ltd:n toimittamaa naftaleenin erittäin tehokasta vettä vähentävää ainetta. Tämän vettä pelkistävän aineen pääkomponentti on natriumnaftaleenisulfonaattiformaldehydikondensaatti, joka on myrkytön, syövyttävä ja helposti veteen liukeneva. ja joilla on vakaat fysikaalis-kemialliset ominaisuudet. Erityiset suorituskykyindikaattorit: 90 % jauheesta, pH-arvo 7-9, natriumsulfaattipitoisuus 15-20 %, sementtilaastin virtaus on 240 mm.
Koeprosessissa käytetty vesi on Chongqingin kunnan Shizhu Tujia autonomisen piirikunnan kotitalousvettä, ja kaikki sen indeksit täyttävät "Concrete Water Standard" JGJ63-2006 -standardin.

Kun oli lisätty tietty määrä naftaleenin vettä vähentävää ainetta, betonin vesi-sementtisuhde osoitti laskevaa trendiä, mutta betonin lujuus osoitti sementtibetonin lujuuden trendin asteittaista nousua 3. päivästä 7. päivään. alemmassa raja-arvossa ja betonin lujuus 14. d:stä 60. d:een verrattuna edellisen 7 d:n lujuuteen on parantunut huomattavasti, joten voidaan päätellä, että naftaleenin vettä vähentävällä aineella on suurempi vaikutus. rooli betonin lujuuden muodostumisessa 7. päivästä lähtien. Tästä syystä voidaan päätellä, että naftaleenipohjaisella vettä vähentävällä aineella on suurempi rooli betonin lujuuden muodostumisessa 7. d:stä 14. päivään, mikä osoittaa, että vettä vähentävä aine aineella on suurempi vaikutus betonin lujuuteen myöhemmällä jaksolla kuin aikaisemmalla jaksolla. Verrattuna koeryhmään ilman vettä pelkistävää ainetta, voidaan havaita, että betonin lujuus lisääntyy kaikissa vaiheissa oleellisesti veden vähentämisaineen lisäämisen jälkeen, erityisesti betonin 60v iällä on merkittävin vaikutus ja sen lujuus lisääntyi noin 15 MPa.
Kun naftaleenin vettä vähentävän aineen vaihteluväli on 1,6 % - 1,8 %, betonin puristuslujuus kasvaa kaikissa ikäryhmissä nopeimmin. Spesifikaatiostandardien vaatimalla 28d puristuslujuuskäyrällä voidaan nähdä, että betonin lujuus ilman vettä pelkistävää ainetta betoninäytteiden lujuuteen nousi 10 MPa, kun siihen lisättiin 1,6 % naftaleenista vettä vähentävää ainetta, ja betonin lujuus kasvoi 12 MPa, kun lisättiin 1,8 % naftaleenista vettä vähentävää ainetta, ja voidaan osoittaa, että naftaleenin vettä vähentävän aineen lisääminen voi vähentää veden kulutusta sementti- ja betoniyksikköä kohti ja lisätä merkittävästi puristuslujuutta betonia, mutta myös lisää betonin puristuslujuutta. lisää suuresti betonin puristuslujuutta, mutta kun naftaleenin vettä vähentävän aineen annostus on yli 1,8 %, betonikappaleiden lujuuden kasvunopeus hidastuu ja 3d:n puristuslujuus ei kasva. Kattavan taloudellisen ja betonin lujuuden kasvun vuoksi on suositeltavaa, että naftaleenin vettä vähentävän aineen annostus on 1,6-1,8 % jauhehiukkasten kokonaismassasta.
3.2 Naftaleenivettä vähentävän aineen annostelun vaikutus rakentamisen suorituskykyyn
Taulukon 1 suhdekaavion mukaan betonin alkukovettumisaika, lopullinen kovettumisaika, painuma ja muut indikaattorit eri vettä vähentävällä annoksella määritettiin "Tavallisten betoniseosten ominaisuuksien standarditestimenetelmien" mukaisesti.
 

Betonissa, johon on sekoitettu naftaleenin vettä pelkistävää ainetta, sementtibetonin alku- ja lopullinen kovettumisaika paranevat huomattavasti, ja veden pelkistysaineen määrän kasvaessa kovettumisaika paranee vähitellen, ensimmäisen nopean ja sitten hidas ja lopulta tasaantui. Joten vettä vähentävän aineen lisääminen voi olla sementtibetonin kuljetus- ja päällystysaikaa, mutta lisäyksen määrä ei ole sitä enemmän hyvä, toisaalta lisää liikaa, jotta lopullinen kovettumisaika on liian pitkä, ei edistä betonin lujuuden muodostuminen, parantaa betonin lujuuden muodostumista johtuen ulkoisten ympäristötekijöiden mahdollisuuden hitaasta tuhoutumisesta, toisaalta lisäävät rakennuskustannuksia.

Vettä vähentävän aineen lisääntyessä betonin painuma ensin kasvaa ja sitten vähenee, kun annos on liian suuri, syntyy vakava delaminoitumis- ja segregaatioilmiö. Vettä vähentävän aineen lisääntyessä betonikappaleiden koheesio paranee ja paranee. Vettä vähentävän aineen annostus oli 1,6 % - 1,8 % ja betonin vedenpidätyskyky oli parempi.

Yhteenvetona voidaan todeta, että naftaleenin vettä vähentävän aineen annostus voi parantaa sementtibetonin rakentamisen helppoutta tietyllä alueella, joten on suositeltavaa, että naftaleenin vettä vähentävän aineen annostus on 1,6-1,8 % kokonaismassasta. kiinteästä jauheesta.
4. Johtopäätös
(1) Vettä pelkistävän aineen molekyylin kaksi päätä ovat hydrofiilisiä ja hydrofobisia, ja aineen hydrofiilinen pää on suunnattu veteen, kun taas aineen hydrofobinen pää on suunnattu kaasun tai kiinteän aineen rajapintaan, mikä voi vähentää rajapintaenergiaa vesi- ja kaasufaasin ja kiinteän faasin välillä, jotta saavutetaan dispersiovaikutus.
(2) Vettä vähentävän aineen vaikutus betonin lujuuteen on 7-14 d. Verrattuna betoniin ilman vettä vähentävää ainetta sen 60d puristuslujuus kasvoi noin 15 MPa.
(3) Kattava sementtibetonin puristuslujuus, vesi-sementtisuhde, alkukovettumisaika, lopullinen kovettumisaika ja taloudelliset tekijät suositellaan naftaleenin vettä vähentävän aineen annokseksi 1,6-1,8 % kiinteän jauheen kokonaismassasta.