Câtă influență are selecția aditivilor pentru beton asupra performanței betonului?

Dezvoltarea continuă a economiei naționale a Chinei

Dezvoltarea continuă a economiei naționale a Chinei a condus la o cerere crescută de beton, ciment și produse aferente în sectoarele de construcție și construcții industriale de bază. Această cerere a determinat, în consecință, dezvoltarea industriei produselor din ciment și a sectorului betonului. Cu toate acestea, pe măsură ce tehnologia construcției continuă să progreseze, oamenii impun cerințe mai mari pentru ciment și beton. Aceste cerințe se reflectă în necesitatea ca betonul să prezinte rezistență timpurie, timp de priză reglabil, fluiditate ridicată, durabilitate ridicată și proprietăți ușoare. În plus, există o cerință pentru formare ușoară, costuri reduse de preparare și metode simple de întărire. Pentru a satisface aceste nevoi s-au introdus aditivi pentru beton.

Aditivii de beton sunt, în general, clasificați în agenți de rezistență timpurii, agenți de reducere a apei, agenți de antrenare a aerului și agenți de întârziere. Acești aditivi se caracterizează prin dozarea redusă și prin diverse tipuri, permițându-le să îmbunătățească sau să îmbunătățească proprietățile betonului întărit. Cercetarea influenței aditivilor de beton asupra performanței betonului, precum și a compatibilității dintre aditivi și ciment, este esențială pentru utilizarea eficientă a aditivilor pentru beton și pentru maximizarea rolului betonului în ingineria construcțiilor.

1. Analiza performanței aditivilor pentru beton

1.1 Impactul amestecului și al compatibilității cimentului asupra betonului

(1) Fiecare tip de aditiv pentru beton are funcționalitatea sa specifică. Adăugarea unor astfel de aditivi poate îmbunătăți anumite aspecte ale performanței betonului. De exemplu, adăugarea unui agent de reducere a apei poate crește fluiditatea betonului menținând același conținut de apă sau poate reduce conținutul unitar de apă menținând în același timp aceeași fluiditate, crescând astfel rezistența betonului și îmbunătățind durabilitatea acestuia. Conceptul de compatibilitate sau incompatibilitate dintre aditivii de beton și ciment poate fi înțeles după cum urmează: Conform specificațiilor tehnice pentru aplicarea aditivilor de beton, dacă se adaugă cimentului un aditiv testat și conform standardului care îndeplinește cerințele corespunzătoare și se obține efectul dorit. , atunci cimentul și aditivul sunt considerate compatibile. În schimb, dacă nu se obține efectul dorit, cimentul și amestecul sunt considerate incompatibile.

De exemplu, folosind mai multe tipuri de ciment Portland obișnuit și adăugarea unui agent de reducere a apei de înaltă performanță (care îndeplinește standardele de calitate) în condiții identice de preparare, dacă un tip de ciment nu reușește să atingă rata de reducere a apei dorită, indică o incompatibilitate. între acel ciment și agentul de reducere a apei, în timp ce celelalte sunt compatibile. În mod similar, dacă agenții cu priză rapidă nu reușesc să producă efectul de priză rapidă așteptat sau întârzietorii au ca rezultat o priză falsă atunci când sunt amestecați cu anumite tipuri de ciment, aceasta indică incompatibilitatea dintre amestec și ciment. Aproape toate tipurile de aditivi au probleme de compatibilitate cu cimentul în grade diferite. Agenții de reducere a apei, fiind cei mai des utilizați, prezintă adesea probleme de incompatibilitate, care se pot manifesta vizibil și rapid (de exemplu, fluiditate slabă, rate scăzute de reducere a apei, întărirea amestecului cu generarea de căldură sau pierderea excesiv de rapidă a fluidității).

(2) Într-un proiect, s-a folosit un anumit tip de ciment pentru cuptor cu ax și un agent de reducere a apei compus de înaltă performanță de la o anumită fabrică. Inițial, rezultatele au fost satisfăcătoare. Cu toate acestea, un lot de ciment amestecat cu același aditiv a cauzat priză rapidă în beton, rezultând structuri de beton libere și necesitând demolarea a 800m³ de beton finalizat. Ancheta a arătat că, deși atât cimentul, cât și agentul de reducere a apei și-au îndeplinit standardele respective, combinația a cauzat probleme serioase de calitate. Testele experimentale au confirmat priza rapidă, care a fost rezolvată prin adăugarea a 0,5%-1,0% gips dihidrat la ciment, obținând beton cu performanțe bune. Aceasta a arătat că incompatibilitatea s-a datorat conținutului insuficient de gips din ciment, în ciuda îndeplinirii standardelor de ciment.

(3) Pe scurt, problemele de compatibilitate dintre aditivi și ciment sunt complexe și inevitabile în inginerie. Aceste probleme pot afecta performanța aplicației și uneori pot duce la accidente inginerești grave și pierderi economice substanțiale. Compatibilitatea dintre ciment și aditivi este atât o problemă științifică, cât și practică, care apare în urma incidentelor de inginerie din lumea reală. Cere o atenție semnificativă din partea unităților de producție și a departamentelor de aplicații de inginerie.

1.2 Funcțiile aditivilor pentru beton

Efectele aditivilor pentru beton variază în funcție de tipul acestora. În general, aditivii pot îmbunătăți fluiditatea betonului în condiții constante de ciment și apă sau pot reduce conținutul de apă în condiții constante de ciment și slăbire, crescând astfel rezistența și durabilitatea betonului. Ele pot reduce, de asemenea, utilizarea cimentului și pot scădea costurile în condiții constante de rezistență și scădere. Agenții de rezistență timpurie sporesc rezistența betonului în stadiu incipient și sunt utilizați în principal în reparații de urgență și în construcții de iarnă. Agenții de reducere a apei îmbunătățesc rezistența și reduc utilizarea apei, menținând în același timp consistența betonului. Agenții care antrenează aer reduc sângerarea și segregarea cauzate de amestecare, îmbunătățind lucrabilitatea betonului. Retardetoarele întârzie timpul de priză și sunt utilizate în mod obișnuit în betonul în masă, betonarea pe vreme caldă sau transportul pe distanțe lungi.

1.3 Impactul agenților de reducere a apei asupra performanței betonului

Agenții de reducere a apei, alcătuiți în principal din agenți activi de suprafață, sunt de obicei agenți tensioactivi anionici. Acești agenți nu reacționează chimic cu cimentul, ci funcționează în primul rând prin plastificare, inclusiv umezire, dispersie prin adsorbție și lubrifiere. Aceste proprietăți reduc necesarul de apă pentru amestecarea betonului, îmbunătățesc lucrabilitatea și îmbunătățesc efectul de plastificare al betonului proaspăt amestecat.

1.4 Impactul agenților de antrenare a aerului asupra performanței betonului

Agenții care antrenează aer introduc numeroase bule mici, independente în beton, îmbunătățind semnificativ lucrabilitatea acestuia. În ceea ce privește eficiența reducerii apei, agenții care antrenează aer pot crește rezistența betonului. Totuși, din perspectiva antrenării aerului, rezistența betonului scade în general. În consecință, betonul care conține agenți de antrenare a aerului sau agenți de reducere a apei care antrenează aer prezintă un modul elastic mai mic în comparație cu betonul neantrenat de aer, cu reducerea modulului de elasticitate depășind reducerea rezistenței. Acest lucru se datorează faptului că numeroasele microbule din pasta de ciment îi scad modulul elastic.