Яка сумісність суперпластифікатора полікарбонової кислоти з бетонною сировиною?

Укладальність і міцність бетону завжди були тісно пов'язані з водоцементним співвідношенням. Наприклад, приготування високоміцного бетону зазвичай вимагає низького водоцементного відношення, але нижче водоцементне відношення неминуче знижує текучість бетону, ускладнюючи будівництво. Введення водовідновлювачів успішно пом'якшило протиріччя між оброблюваністю та міцністю, викликане водоцементним співвідношенням, дозволяючи готувати бетон як з хорошою оброблюваністю, так і з високою міцністю.

Завдяки таким перевагам, як низьке дозування, висока швидкість зменшення води, добре утримання осадки, регульована молекулярна структура та екологічність, полікарбоксилатний суперпластифікатор все частіше застосовується. Він став кращим водовідновлювачем для приготування високоефективних бетонів, таких як бетон з надвисокою потужністю, що самоущільнюється, і бетон високої міцності. Однак, незважаючи на зростаюче застосування полікарбоксилатного суперпластифікатора, у практичних застосуваннях спостерігаються такі проблеми, як погане зменшення води та дисперсія, ненормальне схоплювання бетону, надмірна втрата осадки з часом і навіть зниження міцності бетону. Однією з основних причин є проблема сумісності між полікарбоксилатним суперпластифікатором і різними сировинними матеріалами в бетоні.

Відповідно до JC/T 1083-2008Методи випробувань на сумісність між цементом і відновниками води, сумісність між цементом і водним редуктором вважається хорошою, якщо точка насичення водного редуктора чітка, початкова плинність цементного тіста хороша, втрати з часом невеликі, і немає очевидної кровотечі або сегрегації. Сумісність полікарбоксилатного суперпластифікатора з різною сировиною в бетоні може бути відображена в наступних аспектах:

Цемент

При використанні того самого полікарбоксилатного суперпластифікатора з різними цементами можливо, що суперпластифікатор може мати високу сумісність з одним цементом, але погано сумісний з іншим. Аналогічно, при використанні одного цементу з різними полікарбоксилатними суперпластифікаторами можуть виникнути подібні ситуації. На перший погляд ці проблеми викликані відмінностями в типах цементу та полікарбоксилатного суперпластифікатора, але основна причина полягає в їхніх фізичних та хімічних властивостях. Крім того, питома поверхня цементу є ще одним фактором, що впливає на його сумісність з полікарбоксилатним суперпластифікатором. Коли питома поверхня цементу збільшується, площа контакту між частинками цементу та водою, а також молекулами полікарбоксилатного суперпластифікатора збільшується, що призводить до збільшення поверхневої енергії та швидшої швидкості гідратації цементу, таким чином посилюючи адсорбцію та збільшуючи втрати з часом, що може спричинити погану сумісність.

Мінеральні домішки

Тверді промислові відходи, такі як зола-винесення, шлак і кремнеземний пил, зазвичай використовуються як добавки до бетону, не тільки для захисту навколишнього середовища, але також є необхідною сировиною для приготування високоякісного бетону з технічної точки зору. Сумісність між мінеральними домішками та полікарбоксилатним суперпластифікатором в основному пов’язана з адсорбційним ефектом домішок на суперпластифікаторі. Гранульований доменний шлак і високоякісна зола-винос з високим вмістом сферичного скла мають низьку адсорбцію полікарбоксилатного суперпластифікатора, тому демонструють добру з ним сумісність.

Вміст вуглецю в золі-виносі є основним фактором, що впливає на її сумісність із полікарбоксилатним суперпластифікатором. Зола-винесення з високим вмістом вуглецю може адсорбувати велику кількість суперпластифікатора та води, що призводить до поганої сумісності. Завдяки дуже високій питомій площі поверхні кремнезем може поглинати значну кількість полікарбоксилатного суперпластифікатора, що призводить до поганої сумісності.

Інші хімічні домішки

Комбінація різних домішок може створити накладений ефект, і цей технічний шлях все частіше застосовується в бетонній сфері. Іноді один водяний редуктор не може відповідати вимогам конструкції, що вимагає використання комбінації різних водяних редукторів. Можливість адаптації полікарбоксилатного суперпластифікатора з іншими відновниками води залежить від типу іншого відновника. Він добре працює з відновлювачами води на основі лігносульфонатів, але може мати негативну взаємодію при використанні з відновниками води на основі нафталіну. Крім того, полікарбоксилатний суперпластифікатор може мати проблеми сумісності з іншими домішками, такими як ранні зміцнювачі, сповільнювачі та розширювачі. Вміст сульфатів і лугів у цих домішках, зокрема, може істотно вплинути на їх сумісність з полікарбоксилатним суперпластифікатором.

Агрегати

Заповнювачі безпосередньо впливають на різноманітні властивості бетону, причому вміст шламу є одним із ключових показників якості заповнювачів. До введення полікарбоксилатного суперпластифікатора вплив шламового порошку в заповнювачах на характеристики бетону, якщо він перебував у стандартних межах, був відносно незначним і часто не враховувався. Однак, оскільки використання полікарбоксилатного суперпластифікатора зросло, а високоякісні природні заповнювачі стали дедалі меншими, використання промислового піску з високим вмістом порошку та природного піску з більшим вмістом бруду в бетоні показало погану сумісність із полікарбоксилатним суперпластифікатором. Суперпластифікатор особливо чутливий до вмісту шламу в заповнювачах, і високий вміст шламу може серйозно погіршити водовідниження та дисперсійні характеристики суперпластифікатора, що в кінцевому підсумку вплине на оброблюваність і міцність бетону.

Вміст сульфатів і лугів

Сульфати в бетоні в основному походять із цементного клінкеру, домішок, інших хімічних добавок і зовнішнього гіпсу, який використовується для контролю схоплювання цементу. Дослідження показали, що сульфати, з одного боку, конкурують з полікарбоксилатним суперпластифікатором за адсорбцію, зменшуючи кількість суперпластифікатора, доступного для диспергування частинок цементу. З іншого боку, присутність сульфатів може зменшити стеричний ефект суперпластифікатора, таким чином впливаючи на його водовідновлювальні та диспергуючі властивості.