Hva er vannreduksjonsmidler?

Hva er en vannredusering?
En vannredusering er et tilsetningsstoff som brukes i betong som reduserer mengden blandevann og forbedrer betongstyrken uten å endre bearbeidbarheten eller sementinnholdet; eller det kan spare sement uten å endre betongens bearbeidbarhet og styrke.

Typer vannreduksjonsmidler
Vannreduksjonsmidler er hovedsakelig kategorisert i henhold til deres kjemiske sammensetning i lignosulfonatbaserte, naftalenbaserte, vannløselige harpiksbaserte, melassebaserte og komposittvannsreduksjonsmidler.

Lignosulfonatbaserte vannreduksjonsmidler
Disse inkluderer kalsiumlignosulfonat (trekalsium), natriumlignosulfonat (trenatrium), magnesiumlignosulfonat (tremagnesium), etc. Blant disse er trekalsiumvannreduksjonsmidler de mest brukte.

Trekalsiumvannreduksjonsmidler er laget av rester av sulfittvæske fra papirfremstilling eller fibermasse, nøytralisert med limemelk og deretter behandlet gjennom biologisk gjæring for å fjerne sukker, fordampet konsentrasjon og spraytørking for å produsere et brungult pulver.

Den riktige dosen av trekalsiumvannreduksjonsmiddel er vanligvis {{0}},2 % til 0,3 % av sementmassen. Vannreduksjonsgraden er 10 % til 15 %, og 28-dagens trykkfasthet for betong kan øke med 10 % til 20 %. Uten vannreduksjon kan nedfallet av betongen øke med 80 til 100 mm. Dersom trykkfastheten og nedgangen forblir uendret, kan sementinnholdet reduseres med ca. 10 %. Trekalsiumvannreduksjonsmidler har en retarderende effekt på betong, og overdreven bruk eller bruk i lave temperaturer kan gjøre denne retarderende effekten mer uttalt, noe som kan redusere betongstyrken. Forsiktighet er nødvendig ved bruk.

Trekalsiumvannreduksjonsmidler er egnet for generelle betongarbeider, spesielt for store volumstøpinger, slipformkonstruksjon, pumpbar betong og sommerkonstruksjon. De skal ikke brukes alene til vinterbygg, og bør brukes i kombinasjon med tidligstyrkemidler eller frostvæske når den laveste døgntemperaturen er under 5 grader. Trekalsiumvannreduksjonsmidler bør heller ikke brukes alene til dampherdet eller forspent betong for å unngå at overflaten løsner etter herding.

Naftalenbaserte vannreduksjonsmidler
Naftalenbaserte vannreduksjonsmidler lages ved å sulfonere naftalen eller dets derivater og deretter kondensere med metanol. Vanlige produkter inkluderer NNO-, NF-, FDN-, UNF-, MF- og Building Type I-vannreduksjonsmidler, hvorav de fleste er ikke-luftmedrivende.

Den passende dosen av naftalenbasert vannreduksjonsmiddel er 0,5 % til 1,0 % av sementmassen, med en vannreduksjonshastighet på 10 % til 25 %, og {{7} }dagstyrken kan øke med over 20 %. Naftalenbaserte vannreduserende midler har en god vannreduserende effekt og kan tilpasses ulike typer sement. De er egnet for å lage tidlig-styrke, høystyrke, flytbar og dampherdet betong.

Vannløselige harpiksvannreduksjonsmidler
Disse vannreduksjonsmidlene er laget av vannløselige harpikser som melaminharpiks og gumaronharpiks. Dette er høyeffektive vannreduksjonsmidler med betydelige forbedringseffekter. Innenlandske produkter inkluderer SM-harpiksvannreduksjonsmidler.

SM vannreduksjonsmidler brukes ved {{0}},5 % til 2,0 % av sementmassen, med en vannreduksjonsgrad på 15 % til 27 %. 3-dagens trykkstyrke kan øke med 30 % til 100 %, og 28-dagstyrken kan øke med 20 % til 30 %. SM vannreduksjonsmidler er egnet for å lage høyfast betong, tidligfast betong, flytbar betong og dampherdet betong.

Funksjoner og mekanismer til vannredusere
De viktigste effektene av vannreduksjonsmidler på nyblandet betong er som følger:

Vannreduksjon
Mekanismen for vannreduksjon skyldes hovedsakelig adsorpsjonen av vannreduksjonsmiddelet på sementpartiklene og spredningen av sementpartikler av vannreduksjonsmiddelet. Etter å ha tilsatt en vannreduksjonsmiddel til betongen, spres de store molekylene av anioniske grupper og metallkationer (som Na+ og Ca2+). De sterke overflateaktive anionene i de store molekylene adsorberer på overflaten av sementpartiklene, noe som gjør dem negativt ladet. Frastøtingen mellom partikler med samme ladning får dem til å spre seg. Videre er vannreduksjonsmidlet hydrofilt, og det adsorberte laget rundt sementpartiklene er en solvatisert membran, som også hindrer sementpartiklene i å samle seg (rombeskyttelseseffekt), og derved sprer sementpartiklene og frigjør vann og luft som finnes i koagulerte flokker, å nå målet om vannreduksjon.

Mykgjørende effekt
Når en vannreduksjonsmiddel legges til betong, øker den bearbeidbarheten betydelig samtidig som vann-sementforholdet holdes uendret, som omtales som mykgjøringseffekten. Denne effekten skyldes adsorpsjons- og dispersjonseffekten samt fukt- og smøreeffektene til vannreduksjonsmiddelet. Takket være disse handlingene er en liten mengde vann tilstrekkelig til å blande betongen jevnt, noe som forbedrer bearbeidbarheten til den ferske betongen.

Retarderende effekt
Ionene som frigjøres av vannreduksjonsmidlet i sement-vannsystemet kan adsorbere på overflaten av sementpartikler, og øke deres zeta-potensial, noe som forlenger stabiliseringstiden til systemet. I tillegg kan den anioniske adsorpsjonsfilmen og det dannede hydrogenbindende vannlaget hindre kontakten mellom sementpartiklene og vann, og dermed bremse hydratiseringsprosessen og oppnå en retarderende effekt.

Virkningsmekanisme for vannreduksjonsmidler
Vannreduserende midler er typiske overflateaktive midler. Den molekylære strukturen til enhver vannreduksjon inkluderer to deler: en polar gruppe og en ikke-polar gruppe. Den polare gruppen adsorberer på overflaten av sementpartiklene og bestemmer hovedsakelig affiniteten til vannreduksjonsmolekylet for mineralkomponentene i sementen. Dette gjenspeiles i de kjemiske og fysiske egenskapene til hele vannreduksjonsmolekylet eller -ionet. Når vannreduksjonsmolekylet (eller ionet) adsorberes på overflaten av sementmineraler, vender den ikke-polare gruppen utover, og danner en hydrofob membran, og påvirker dermed hydrofobiteten. I mellomtiden påvirker den ikke-polare gruppen også sementpartikkelens adhesjon og adsorpsjonsevnen til den polare gruppen.

Fremskritt innen vannredusere

Vanlige vannredusere
Hovedsakelig lignosulfonat og dets derivater, inkludert kalsiumlignosulfonat og natriumlignosulfonat, kjent som M-vannreduserende midler, ble utviklet på 1950-tallet. Lignosulfonatvannreduserende midler er anioniske overflateaktive stoffer med hydrofile egenskaper, som adsorberer på overflaten av sementpartikler for å tykne den solvatiserte vannfilmen, øke det elektrokinetiske potensialet og hjelpe til med å spre sementpartiklene, med en retarderende effekt.

Høyeffektive vannredusere
Disse er hovedsakelig polysulfonatforbindelser som naftalensulfonatformaldehydkondensater, polysykliske aromatiske sulfonater og melaminsulfonatformaldehydkondensater. Bruken av disse høyeffektive vannreduseringene begynte i Japan og Vest-Tyskland på 1960-tallet, og de ble utviklet og brukt i Kina på 1970-tallet. De har revolusjonert betongindustrien ved å bli brukt til å formulere pumpbar betong og forbedre betongens ytelse.

Spesiell effekt vannredusere
Disse er hovedsakelig polykarboksylatbaserte forbindelser, inkludert polyakrylat og dets kopolymerer, og maleinsyrekopolymerer, som ble utviklet på begynnelsen av 1980-tallet. Nyere utvikling har ført til en rekke komplekse polyakrylatpodekopolymerer med forskjellige egenskaper, som har blitt mye brukt. Spesiell effekt vannreduksjonsmidler har en sterk spredende effekt på sementslurry på grunn av den molekylære adsorpsjonen av vannreduksjonsmiddel på overflaten av sementpartikler. Spredningsevnen avhenger av den elektrostatiske frastøtingen mellom partikler med samme ladning og den steriske hindring produsert av adsorpsjonslaget.

Sammensatte høyeffektive vannreduksjonsmidler
Disse kombinerer to eller flere høyeffektive vannreduksjonsmidler i visse proporsjoner for å utfylle hverandres styrker og dempe svakheter, noe som resulterer i synergistiske effekter. Denne tilnærmingen er en viktig vei for å lage høyytelses, høyeffektive vannreduksjonsmidler.