Overzicht en mechanisme van betonwaterreducerend middel

Superweekmakers zijn belangrijke betonadditieven die de water-cementverhouding van beton kunnen minimaliseren, waardoor de sterkte en duurzaamheid ervan worden verbeterd. Superweekmakers zijn onderverdeeld in gewone superweekmakers en zeer efficiënte superweekmakers. Superweekmakers met een waterreductie van meer dan 5% maar minder dan 10% worden geclassificeerd als gewone superweekmakers, zoals natriumharszuur, natriumlignosulfonaat en stearinezuurzeep. Superweekmakers met een waterreductiepercentage van meer dan 10% worden geclassificeerd als zeer efficiënte superweekmakers, waaronder op melamine gebaseerde, op naftaleen gebaseerde, op aminoplastsulfonaat gebaseerde, gemodificeerde lignosulfonaatgebaseerde en op polycarboxylaat gebaseerde superweekmakers. Van de vele zeer efficiënte superweekmakers zijn op polycarboxylaat gebaseerde superweekmakers met een kamachtige moleculaire structuur een focus geworden van binnen- en internationaal onderzoek en ontwikkeling vanwege hun hoge waterreducerende snelheid, goede retentie van inzinkingen, lage dosering en geen significante vertraging. .

Het waterreducerende effect speelt een belangrijke rol van oppervlakteactieve stoffen in het hydratatieproces van cement. Een superweekmaker is een additief dat de hoeveelheid aanmaakwater kan verminderen zonder de verwerkbaarheid van beton aan te tasten. Als alternatief kan het de verwerkbaarheid van beton verbeteren zonder het watergehalte te veranderen, of het kan beide effecten bereiken zonder het luchtgehalte significant te veranderen. Momenteel zijn de superweekmakers die in beton worden gebruikt allemaal oppervlakteactieve stoffen en behoren ze tot de anionische oppervlakteactieve stoffen.

Wanneer cement met water wordt gemengd, vindt er een hydratatiereactie plaats, resulterend in uitgevlokte structuren die een grote hoeveelheid aanmaakwater inkapselen, waardoor de verwerkbaarheid wordt verminderd (ook bekend als ‘verwerkbaarheid’, verwijzend naar het vermogen van vers beton om uniform, dicht en stabiel te blijven). en vrij van segregatie tijdens het mengen, transport en gieten). Om de vereiste verwerkbaarheid tijdens de bouw te behouden, moet extra aanmaakwater worden toegevoegd. Een toename van het watergehalte leidt echter tot overmatige porievorming in de cementpasta, wat ernstige gevolgen heeft voor de fysieke en mechanische eigenschappen van verhard beton. Als het ingekapselde water vrij kan komen, kan het waterverbruik sterk worden verminderd. Door tijdens de bereiding van beton een geschikte hoeveelheid superplastificeerder op te nemen, kan dit effect effectief worden bereikt.

Na toevoeging van superweekmaker aan het beton adsorberen de hydrofobe groepen van de superweekmaker op het oppervlak van de cementdeeltjes, terwijl de hydrofiele groepen naar de waterige oplossing wijzen en een monolaag of meerlaagse adsorptiefilm vormen. Door de gerichte adsorptie van de oppervlakteactieve stof draagt ​​het oppervlak van de cementdeeltjes hetzelfde type lading. Dit leidt tot wederzijdse afstoting, wat niet alleen het cement-watersysteem in een relatief stabiele suspensietoestand houdt, maar er ook voor zorgt dat de uitgevlokte structuur die gevormd wordt tijdens de initiële toevoeging van water zich verspreidt en uiteenvalt, waardoor het water dat in de uitgevlokte structuur opgesloten zit vrijkomt en waterreductie realiseren. De toevoeging van superweekmaker verbetert niet alleen de verwerkbaarheid van vers beton, maar vermindert ook aanzienlijk de water-cementverhouding, wat leidt tot een merkbare vermindering van het poriënvolume in de cementpasta, wat resulteert in een dichtere cementpasta en een aanzienlijk verbeterde druksterkte. De toevoeging van superweekmaker heeft ook invloed op de hydratatiesnelheid van cement en de uithardingstijd. Deze eigenschappen zijn cruciaal in praktische toepassingen. Hoewel de superweekmaker de uitgevlokte structuur effectief afbreekt en het vrije water binnenin vrijgeeft, verzwakt het ook de interactie tussen de cementdeeltjes en water. Vanuit dit perspectief verergeren superplastificeerders altijd tot op zekere hoogte het uitbloeden en scheiden van het mengsel, wat een belangrijke oorzaak is van oppervlaktedefecten zoals vlekken, en in ernstige gevallen kan leiden tot honingraatoppervlakken, netwerkachtige scheuren of plastische krimpscheuren. langs wapeningsstaven in beton na het storten.