Wat is het werkingsmechanisme van betonwaterreductiemiddel

1.De rol van betonnen waterreduceerders

Betonwaterreduceerders zijn additieven die de benodigde hoeveelheid aanmaakwater kunnen verminderen en tegelijkertijd dezelfde inzinking kunnen behouden. Ze worden op basis van hun waterreductiepercentages geclassificeerd in gewone, hoogefficiënte en krachtige waterverminderaars.

De belangrijkste functies van waterverminderaars kunnen in vier typen worden onderverdeeld: het vergroten van de vloeibaarheid, het verbeteren van de betonsterkte, het besparen van cement en het verbeteren van de duurzaamheid van beton.

• 01 Vloeibaarheid verhogen

Met een constant watervolume en een constante water-cementverhouding kan de vloeibaarheid van beton met 100 tot 200 mm worden verhoogd zonder de sterkte ervan te beïnvloeden.

• 02 Verbetering van de betonsterkte

Onder omstandigheden waarbij de vloeibaarheid en het cementgehalte onveranderd blijven, kan het aanmaakwater met 10% tot 40% worden verminderd, wat leidt tot een lagere water-cementverhouding en bijgevolg tot een verbetering van de sterkte van het beton.

• 03 Cement besparen

Door de vloeibaarheid en betonsterkte te behouden, is het mogelijk om zowel het aanmaakwater als de hoeveelheid cement te verminderen.

• 04 Verbetering van de duurzaamheid van beton

Het gebruik van waterverminderaars kan de ondoordringbaarheid en vorst-dooiweerstand van beton effectief verbeteren, evenals de hechtsterkte tussen stalen wapening en beton verbeteren.

2. Hoe waterreductiemiddelen waterreductie bereiken

Waarom zijn waterverminderaars effectief in het verminderen van het watergehalte? We moeten beginnen met cement.

Tijdens het mengproces bevatten de mineralen in cement componenten met verschillende ladingen. De aantrekkingskracht tussen positieve en negatieve ladingen leidt tot de vorming van een uitgevlokte structuur in het beton, wat ook kan optreden als gevolg van de thermische beweging van cementdeeltjes die botsen en elkaar aantrekken in water.

Deze uitgevlokte structuur kapselt een deel van het mengwater in, waardoor de hoeveelheid vrij water wordt verminderd. Wanneer een waterreductiemiddel wordt toegevoegd, kunnen de effecten ervan worden waargenomen in de volgende vier aspecten: smering, dispersie, sterische hinder en langzame afgifte-effecten van entcopolymeer.

• 01 Smering

Waterreductiemiddelen bevatten sterk polaire hydrofiele groepen, die een stabiele solvatatiewaterfilm vormen op het oppervlak van cementdeeltjes. Deze waterfilm heeft uitstekende smeereigenschappen, waardoor de glijweerstand tussen cementdeeltjes effectief wordt verminderd, waardoor de vloeibaarheid van beton verder wordt verbeterd.

• 02 Verspreiding

Wanneer cement met water wordt gemengd, zorgt hydratatie ervoor dat de cementdeeltjes een dubbellaagse structuur ontwikkelen, waardoor een solvatatiewaterfilm ontstaat. De deeltjes hebben verschillende ladingen, wat leidt tot samenhangende interacties die een uitgevlokte structuur creëren, waardoor 10% tot 30% van het mengwater wordt ingekapseld en niet beschikbaar is voor vrije stroming en smering, waardoor de vloeibaarheid van het betonmengsel wordt beïnvloed.

Door toevoeging van een waterreductiemiddel kunnen de moleculen zich op het oppervlak van de cementdeeltjes oriënteren, waardoor ze dezelfde lading (meestal negatief) dragen. Dit leidt tot elektrostatische afstoting, waardoor de verspreiding tussen cementdeeltjes wordt bevorderd, de uitgevlokte structuur wordt afgebroken en het ingekapselde water vrijkomt om deel te nemen aan de stroming, waardoor de vloeibaarheid van het betonmengsel effectief wordt vergroot.

• 03 Sterische hinder

De structuur van waterreductiemiddelen omvat hydrofiele zijketens die zich uitstrekken tot in de oplossing en een dikke hydrofiele adsorptielaag vormen op het oppervlak van de cementdeeltjes. Naarmate cementdeeltjes elkaar naderen, begint deze laag elkaar te overlappen, waardoor sterische hinder ontstaat. Hoe meer overlap er optreedt, hoe groter de sterische hindering, die de cohesiekrachten tussen cementdeeltjes remt, waardoor een goede vastzetting in het beton wordt gegarandeerd.

04 Entcopolymeer effect met langzame afgifte

Tijdens de bereiding van polycarbonzuur-waterreductiemiddelen worden enkele zijketens op de moleculen geënt. Deze zijketens zorgen niet alleen voor sterische hinder, maar kunnen ook geleidelijk worden gesplitst in de omgeving met hoge alkaliteit van cementhydratatie, waarbij dispergeermiddelen zoals polycarbonzuur vrijkomen. Dit verbetert de verspreiding van cementdeeltjes en beperkt het verlies aan inzinking.