Ce sunt reductoarele de apă?

Ce este un reductor de apă?
Un reductor de apă este un aditiv folosit în beton care reduce cantitatea de apă de amestecare și îmbunătățește rezistența betonului fără a modifica lucrabilitatea sau conținutul de ciment; sau poate economisi ciment fără a modifica lucrabilitatea și rezistența betonului.

Tipuri de reductoare de apă
Reductoarele de apă sunt în principal clasificate în funcție de compoziția lor chimică în reductoare de apă pe bază de lignosulfonat, pe bază de naftalenă, pe bază de rășină solubilă în apă, pe bază de melasă și compozite.

Reductoare de apă pe bază de lignosulfonat
Acestea includ lignosulfonatul de calciu (lemn de calciu), lignosulfonatul de sodiu (lemn de sodiu), lignosulfonatul de magneziu (lemn de magneziu), etc. Dintre acestea, reductoarele de apa din lemn de calciu sunt cele mai utilizate.

Reductoarele de apă din lemn de calciu sunt fabricate din lichidul sulfit rămas din fabricarea hârtiei sau celuloză de fibre, neutralizat cu lapte de var și apoi procesat prin fermentație biologică pentru a îndepărta zahărul, concentrația evaporată și uscare prin pulverizare pentru a produce o pulbere galben-maroniu.

Doza adecvată de reductor de apă de calciu din lemn este în general de {{0}},2% până la 0,3% din masa cimentului. Rata sa de reducere a apei este de 10% până la 15%, iar rezistența la compresiune 28-zi a betonului poate crește cu 10% până la 20%. Fără reducerea apei, scăderea betonului poate crește cu 80 până la 100 mm. Dacă rezistența la compresiune și înclinarea rămân neschimbate, conținutul de ciment poate fi redus cu aproximativ 10%. Reductoarele de apă din lemn de calciu au un efect de întârziere asupra betonului, iar utilizarea excesivă sau utilizarea la temperaturi scăzute poate face acest efect de întârziere mai pronunțat, ceea ce poate reduce rezistența betonului. Este necesară prudență la utilizare.

Reductoarele de apă din lemn de calciu sunt potrivite pentru lucrări generale de beton, în special pentru turnări de volum mare, construcții de cofraje alunecare, beton pompabil și construcții de vară. Ele nu trebuie utilizate singure pentru construcția de iarnă și trebuie utilizate în combinație cu agenți de rezistență timpurie sau antigel atunci când temperatura zilnică cea mai scăzută este sub 5 grade. De asemenea, reductoarele de apă din lemn de calciu nu trebuie utilizate singure pentru betonul întărit cu abur sau precomprimat pentru a evita slăbirea suprafeței după întărire.

Reductoare de apă pe bază de naftalină
Reductoarele de apă pe bază de naftalină sunt realizate prin sulfonarea naftalinei sau a derivaților săi și apoi condensarea cu metanol. Produsele obișnuite includ reductoare de apă NNO, NF, FDN, UNF, MF și Building Type I, dintre care majoritatea nu antrenează aer.

Doza potrivită de reductor de apă pe bază de naftalină este de 0,5% până la 1,0% din masa cimentului, cu o rată de reducere a apei de 10% până la 25%, iar {{7} }puterea zilei poate crește cu peste 20%. Reductoarele de apă pe bază de naftalină au un efect bun de reducere a apei și sunt adaptabile la diferite tipuri de ciment. Sunt potrivite pentru fabricarea betonului de rezistență timpurie, de înaltă rezistență, curgător și întărit cu abur.

Reductoare de apă din rășină solubilă în apă
Aceste reductoare de apă sunt fabricate din rășini solubile în apă, cum ar fi rășina melamină și rășina gumarona. Acestea sunt reductoare de apă de înaltă eficiență, cu efecte semnificative de îmbunătățire. Produsele casnice includ reductoare de apă din rășină SM.

Reductoarele de apă SM sunt utilizate la {{0}},5% până la 2,0% din masa cimentului, cu o rată de reducere a apei de 15% până la 27%. Rezistența la compresiune 3-zi poate crește cu 30% până la 100%, iar 28-rezistența pe zi poate crește cu 20% până la 30%. Reductoarele de apă SM sunt potrivite pentru fabricarea betonului de înaltă rezistență, betonului de rezistență timpurie, betonului curgător și betonului întărit cu abur.

Funcțiile și mecanismele reductoarelor de apă
Principalele efecte ale reductoarelor de apă asupra betonului proaspăt amestecat sunt următoarele:

Reducerea apei
Mecanismul de reducere a apei se datorează în principal adsorbției reductorului de apă pe particulele de ciment și dispersării particulelor de ciment de către reductorul de apă. După adăugarea unui reductor de apă în beton, moleculele mari de grupări anionice și cationi metalici (cum ar fi Na+ și Ca2+) se dispersează. Anionii puternici activi de suprafață din moleculele mari se adsorb pe suprafața particulelor de ciment, făcându-le încărcate negativ. Repulsia dintre particulele cu aceeași sarcină le face să se disperseze. În plus, reductorul de apă este hidrofil, iar stratul adsorbit din jurul particulelor de ciment este o membrană solvatată, care împiedică, de asemenea, agregarea particulelor de ciment (efect de protecție a spațiului), dispersând astfel particulele de ciment și eliberând apa și aerul conținute în flocurile coagulate, atingerea scopului de reducere a apei.

Efect de plastifiant
Atunci când un reductor de apă este adăugat la beton, acesta crește semnificativ lucrabilitatea acestuia, menținând în același timp raportul apă-ciment neschimbat, care este denumit efect de plastifiant. Acest efect se datorează efectului de adsorbție și dispersie, precum și efectelor de umectare și lubrifiere ale reductorului de apă. Datorită acestor acțiuni, o cantitate mică de apă este suficientă pentru a amesteca uniform betonul, îmbunătățind lucrabilitatea betonului proaspăt.

Efect de întârziere
Ionii eliberați de reductorul de apă în sistemul ciment-apă se pot adsorbi pe suprafața particulelor de ciment, crescându-le potențialul zeta, ceea ce prelungește timpul de stabilizare al sistemului. În plus, filmul de adsorbție anionic și stratul de apă de legare de hidrogen format pot împiedica contactul dintre particulele de ciment și apă, încetinind astfel procesul de hidratare și obținând un efect de întârziere.

Mecanismul de acțiune al reductorilor de apă
Reductoarele de apă sunt agenți de suprafață tipici. Structura moleculară a oricărui reducător de apă include două părți: o grupă polară și o grupă nepolară. Grupul polar se adsorbe pe suprafața particulelor de ciment și determină în principal afinitatea moleculei reducătoare de apă pentru componentele minerale ale cimentului. Acest lucru se reflectă în proprietățile chimice și fizice ale întregii molecule sau ion reductor de apă. Atunci când molecula (sau ionul) reducător de apă este adsorbită pe suprafața mineralelor de ciment, grupul nepolar este orientat spre exterior, formând o membrană hidrofobă, afectând astfel hidrofobicitatea. Între timp, grupul nepolar influențează, de asemenea, aderența particulelor de ciment și capacitatea de adsorbție a grupului polar.

Progrese în ceea ce privește reductoarele de apă

Reductoare obișnuite de apă
În principal, lignosulfonatul și derivații săi, inclusiv lignosulfonatul de calciu și lignosulfonatul de sodiu, cunoscuți ca reductori de apă M, au fost dezvoltați în anii 1950. Reductorii de apă cu lignosulfonați sunt agenți tensioactivi anionici cu proprietăți hidrofile, care se adsorbă pe suprafața particulelor de ciment pentru a îngroșa pelicula de apă solvatată, crește potențialul electrocinetic și ajută la dispersarea particulelor de ciment, cu efect de întârziere.

Reductoare de apă de înaltă eficiență
Aceștia sunt în principal compuși poli-sulfonați, cum ar fi condensați de formaldehidă naftalen sulfonat, sulfonați aromatici policiclici și condensați de formaldehidă sulfonat de melamină. Utilizarea acestor reductoare de apă de înaltă eficiență a început în Japonia și Germania de Vest în anii 1960 și au fost dezvoltate și aplicate în China în anii 1970. Aceștia au revoluționat industria betonului, fiind folosiți pentru a formula beton pompabil și pentru a îmbunătăți performanța betonului.

Reductoare de apă cu efect special
Aceștia sunt în principal compuși pe bază de policarboxilat, inclusiv poliacrilat și copolimerii săi și copolimeri de acid maleic, care au fost dezvoltați la începutul anilor 1980. Evoluțiile recente au condus la o varietate de copolimeri grefați de poliacrilat complecși cu caracteristici diferite, care au fost aplicați pe scară largă. Reductoarele de apă cu efect special au un efect puternic de dispersie asupra nămolului de ciment datorită adsorbției moleculare a reductorului de apă pe suprafața particulelor de ciment. Capacitatea de dispersie depinde de repulsia electrostatică dintre particulele cu aceeași sarcină și de obstacolul steric produs de stratul de adsorbție.

Reductoare de apă compozite de înaltă eficiență
Acestea combină două sau mai multe reductoare de apă de înaltă eficiență în anumite proporții pentru a se completa reciproc punctele forte și a atenua punctele slabe, rezultând efecte sinergice. Această abordare este o cale importantă pentru pregătirea reductoarelor de apă de înaltă performanță și eficiență ridicată.