Hva er mekanismen til luftinnføringsmiddel?

Luft-medbringende midler er for det meste anioniske overflateaktive stoffer. Ved vann-luft-grensesnittet er de hydrofobe gruppene orientert mot luftsiden, mens ved sement-vann-grensesnittet er sementen eller dens hydratiseringsioner adsorbert med de hydrofile gruppene. De hydrofobe gruppene blir frastøtt fra sementen og dens hydratiseringsioner, og danner et hydrofobt adsorpsjonslag som har en tendens til å nærme seg luftoverflaten. På grunn av denne ioniske tilnærmingen til luftoverflaten og adsorpsjonen av luft-medbringende middelmolekyler ved luft-vann-grensesnittet, reduseres overflatespenningen til vann betydelig, noe som resulterer i dannelsen av mange små luftbobler i betongen under blanding. Disse boblene har et retningsbestemt adsorpsjonslag med samme ladning, noe som får dem til å frastøte hverandre og fordele seg jevnt. På den annen side utfeller mange anioniske luft-medbringende midler kalsiumsalter i høykalsiumsementløsninger, som adsorberer på boblefilmen, og forhindrer effektivt at boblene sprekker. Det innførte lille, jevne skummet kan holde seg stabilt i en viss periode.

Fra mekanismen ovenfor kan det sees at grenseflateaktiviteten til luftinndragende midler er lik den til vannreduserende midler. Forskjellen er at grenseflateaktiviteten til vannreduserende midler hovedsakelig forekommer ved væske-faststoff-grensesnittet, mens grenseflateaktiviteten til luft-medbringende midler hovedsakelig forekommer ved grensesnittet gass-væske-faststoff. Det er klart at den primære funksjonen til luftinndragende midler er å introdusere luftbobler, etterfulgt av spredning og fuktevirkninger.

Når tørrmørtel som inneholder luftinndragende midler blandes med vann, reduserer midlene overflatespenningen og grenseflateenergien til vann betydelig, noe som forårsaker at mange små lukkede luftbobler lett dannes under blanding. De fleste av disse boblene har diametre under 200 μm.

Luftbærende midler introduserer stabile mikrobobler i mørtelen gjennom fysisk handling. Dette reduserer tettheten til våtmørtel, forbedrer bearbeidbarheten og øker utbyttet av våtmørtel. Luften som holdes tilbake i mørtelen forbedrer den termiske isolasjonsytelsen til betongen, men reduserer også dens styrke. Doseringen av luft-medbringende midler varierer med typen tørrmørtel og luft-medbringende middel som brukes, men den er vanligvis svært lav, vanligvis 0.002 % til 0,01 % av sementmassen, ikke over 0,05 % av sementmassen.

Ulike faktorer påvirker luftinnholdet i mørtel, inkludert egenskaper og mengde av sement og tilsetningsstoffer, vann-sementforhold (vann-bindemiddelforhold), type og dosering av luftmedbringende midler, kvalitet og partikkelfordeling av tilslag, type og kapasitet mørtelblander, blandetemperatur, blandingens konsistens og omgivelsestemperatur. Selv om mengden luft-medbringende middel tilsatt er svært liten, har det en betydelig innvirkning på ytelsen til tørr mørtel. Dens hovedfunksjoner er:

Forbedring av bearbeidbarheten til tørr mørtel

Innlemming av luft-medbringende midler danner mange små lukkede luftbobler i betongblandingen. Disse mikroboblene fungerer som kulelagre, og reduserer friksjonsmotstanden mellom tilslagspartikler, og øker dermed flytbarheten til betongblandingen. Hvis flytbarheten holdes konstant, kan vanninnholdet reduseres. Samtidig, ettersom vannet er jevnt fordelt på overflaten av tallrike luftbobler, reduseres mengden av fritt bevegelig vann, noe som resulterer i redusert blødning av våtmørtel og tilsvarende økt vannretensjon og kohesjon.

Reduserer styrken til tørr mørtel

På grunn av tilstedeværelsen av mange luftbobler, reduseres det bærende området til mørtelen, noe som fører til en reduksjon i betongstyrken. Imidlertid har luftmedbringende midler en viss vannreduserende effekt (spesielt luftinndragende vannreduserende midler, som har en mer betydelig vannreduserende effekt). Det reduserte vann-sementforholdet kompenserer til en viss grad for styrken. Imidlertid resulterer tilsetning av luftinndragende midler fortsatt i en reduksjon i styrken til mørtelen, spesielt trykkfastheten. Derfor bør doseringen av luftinndragende midler kontrolleres strengt, og den optimale doseringen bør bestemmes gjennom tester på luftinnholdet, bearbeidbarheten og relatert styrke til mørtelen. I tillegg, på grunn av tilstedeværelsen av mange luftbobler, øker den elastiske deformasjonen av mørtelen, og elastisitetsmodulen reduseres, noe som er fordelaktig for å forbedre sprekkmotstanden til mørtelen.

Forbedrer ugjennomtrengelighet og frostbestandighet til mørtel

Luftinndragende midler reduserer blødningen av betongblandinger (reduserer vanligvis blødningen med 30 % til 40 %). Følgelig reduseres også kapillærkanalene for blødning. Samtidig blokkerer eller avbryter tilstedeværelsen av mange lukkede mikrobobler de kapillære vannkanalene i mørtelen, endrer porestrukturen og forbedrer mørtelens ugjennomtrengelighet. Boblene har betydelig elastisk deformasjonsevne, og gir en dempende effekt mot ekspansjonsspenningen forårsaket av vannfrysing, og forbedrer derved frostmotstanden til mørtelen og øker dens holdbarhet. I tillegg reduserer tilsetningen av luftinndragende midler tettheten til mørtelen, sparer materialer og øker konstruksjonsarealet.

Faktorer som påvirker luftinnholdet i mørtel:

Egenskaper og mengde sement og tilsetningsstoffer

Vann-sementforhold (vann-bindemiddelforhold)

Type og dosering av luftinndragende midler

Kvalitet og partikkelfordeling av tilslag

Type og kapasitet på mørtelblander

Blandingstemperatur

Konsistens av blandingen

Omgivelsestemperatur