Care este mecanismul agentului de antrenare a aerului?

Agenții de antrenare a aerului sunt în mare parte surfactanți anionici. La interfața apă-aer, grupările hidrofobe sunt orientate spre partea aerului, în timp ce la interfața ciment-apă, cimentul sau ionii săi de hidratare sunt adsorbiți cu grupările hidrofile. Grupările hidrofobe sunt respinse din ciment și ionii săi de hidratare, formând un strat de adsorbție hidrofob care tinde să se apropie de suprafața aerului. Datorită acestei abordări ionice a suprafeței aerului și adsorbției moleculelor de agent de antrenare a aerului la interfața aer-apă, tensiunea superficială a apei este redusă semnificativ, ducând la formarea a numeroase bule de aer minuscule în beton în timpul amestecării. Aceste bule au un strat de adsorbție direcțională cu aceeași sarcină, determinându-le să se respingă reciproc și să se distribuie uniform. Pe de altă parte, mulți agenți anionici de antrenare a aerului precipită săruri de calciu în soluții de ciment cu conținut ridicat de calciu, care se adsorb pe filmul cu bule, prevenind eficient spargerea bulelor. Spuma mică, uniformă introdusă poate rămâne stabilă pentru o anumită perioadă.

Din mecanismul de mai sus, se poate observa că activitatea interfacială a agenților care antrenează aer este similară cu cea a reductoarelor de apă. Diferența este că activitatea de interfață a reductoarelor de apă are loc în principal la interfața lichid-solid, în timp ce activitatea de interfață a agenților care antrenează aer are loc în principal la interfața gaz-lichid-solid. Este clar că funcția principală a agenților care antrenează aer este de a introduce bule de aer, urmate de acțiuni de dispersie și umectare.

Atunci când mortarul uscat care conține agenți de antrenare a aerului este amestecat cu apă, agenții reduc semnificativ tensiunea superficială și energia interfacială a apei, determinând formarea cu ușurință a numeroase bule de aer închise în timpul amestecării. Majoritatea acestor bule au diametre sub 200 μm.

Agenții care antrenează aer introduc microbule stabile în mortar prin acțiune fizică. Acest lucru reduce densitatea mortarului umed, îmbunătățește lucrabilitatea și crește randamentul mortarului umed. Aerul reținut în mortar îmbunătățește performanța de izolare termică a betonului, dar și reduce rezistența acestuia. Doza de agenți de antrenare a aerului variază în funcție de tipul de mortar uscat și de agentul de antrenare de aer utilizat, dar este de obicei foarte scăzută, în general 0.002% până la 0,01 % din masa cimentului, care nu depășește 0,05% din masa cimentului.

Diferiți factori influențează conținutul de aer al mortarului, inclusiv caracteristicile și cantitatea de ciment și aditivi, raportul apă-ciment (raportul apă-liant), tipul și dozajul agenților de antrenare a aerului, calitatea și distribuția particulelor agregatelor, tipul și capacitatea malaxor de mortar, temperatura de amestecare, consistența amestecului și temperatura ambiantă. Deși cantitatea de agent de antrenare a aerului adăugată este foarte mică, are un impact semnificativ asupra performanței mortarului uscat. Principalele sale funcții sunt:

Îmbunătățirea lucrabilității mortarului uscat

Încorporarea agenților care antrenează aer formează numeroase bule de aer închise în amestecul de beton. Aceste microbule acționează ca rulmenți cu bile, reducând rezistența la frecare între particulele de agregat, crescând astfel fluiditatea amestecului de beton. Dacă fluiditatea este menținută constantă, conținutul de apă poate fi redus. În același timp, deoarece apa este distribuită uniform pe suprafața numeroaselor bule de aer, cantitatea de apă care se poate mișca liber este redusă, rezultând o scădere a sângerării mortarului umed și, în mod corespunzător, creșterea retenției de apă și a coeziunii.

Reducerea rezistenței mortarului uscat

Datorită prezenței a numeroase bule de aer, aria portantă a mortarului este redusă, ducând la scăderea rezistenței betonului. Cu toate acestea, agenții de antrenare a aerului au un anumit efect de reducere a apei (în special reductoarele de apă care antrenează aer, care au un efect de reducere a apei mai semnificativ). Raportul redus apă-ciment compensează într-o oarecare măsură rezistența. Cu toate acestea, adăugarea de agenți de antrenare a aerului are ca rezultat o scădere a rezistenței mortarului, în special a rezistenței la compresiune. Prin urmare, doza de agenți de antrenare a aerului trebuie controlată cu strictețe, iar doza optimă ar trebui determinată prin teste privind conținutul de aer, lucrabilitatea și rezistența aferentă mortarului. În plus, datorită prezenței a numeroase bule de aer, deformarea elastică a mortarului crește, iar modulul de elasticitate scade, ceea ce este benefic pentru îmbunătățirea rezistenței la fisurare a mortarului.

Creșterea impermeabilității și rezistenței la îngheț a mortarului

Agenții care antrenează aer reduc scurgerea amestecurilor de beton (reducând în general sângerarea cu 30% până la 40%). În consecință, canalele capilare pentru sângerare sunt și ele reduse. Concomitent, prezența a numeroase microbule închise blochează sau întrerupe canalele capilare de apă din mortar, modificând structura porilor și sporind impermeabilitatea mortarului. Bulele au o capacitate semnificativă de deformare elastică, oferind un efect de amortizare împotriva solicitării de dilatare cauzate de înghețarea apei, îmbunătățind astfel rezistența la îngheț a mortarului și sporind durabilitatea acestuia. În plus, adăugarea de agenți de antrenare a aerului reduce densitatea mortarului, economisind materiale și mărind suprafața de construcție.

Factori care influențează conținutul de aer al mortarului:

Caracteristici și cantitate de ciment și aditivi

Raport apă-ciment (raport apă-liant)

Tipul și dozajul agenților care antrenează aer

Calitatea și distribuția particulelor agregatelor

Tipul și capacitatea malaxorului de mortar

Temperatura de amestecare

Consistența amestecului

Temperatura ambientala