Type, werkingsmechanisme, toepassing en formule van waterreducerend middel worden geïntroduceerd

Waterreductoren zijn een soort betonadditief dat wordt gebruikt op het gebied van bouwmaterialen. Afhankelijk van verschillende normen zoals uiterlijk, waterreducerend vermogen, samenstelling en chemische componenten, kunnen waterverminderaars in verschillende typen worden ingedeeld. Waterverminderaars helpen de benodigde hoeveelheid cement en water te verminderen, de plasticiteit van het beton te verbeteren en de krimp van het beton te verminderen. De mechanismen van waterreductiemiddelen omvatten dispersie, smering, sterische hinder en effecten met gecontroleerde afgifte. Er zijn veel formuleringen voor waterverminderaars. Hieronder staan ​​twee voorbeeldformuleringen ter referentie.

1. Wat is een waterreductiemiddel?

Een waterreductiemiddel is een additief dat het aanmaakwater in beton reduceert zonder de verzakking significant te veranderen. De meeste waterreductiemiddelen zijn anionische oppervlakteactieve stoffen, waaronder lignosulfonaten, naftaleensulfonaat-formaldehydepolymeren en andere. Wanneer ze aan het betonmengsel worden toegevoegd, verspreiden ze de cementdeeltjes, verbeteren ze de verwerkbaarheid, verminderen ze de water-cementverhouding en verbeteren ze de vloeibaarheid van het betonmengsel. Als alternatief kunnen ze de hoeveelheid gebruikt cement verminderen, waardoor cement wordt bespaard.

2. Soorten waterverminderaars

• Op uiterlijk:Waterverminderaars kunnen worden geclassificeerd als vloeistof of poeder. Vloeibare vormen hebben doorgaans een vaste stofgehalte van 20%, 40% (moederloog genoemd) of 60%, terwijl poedervormen gewoonlijk een vaste stofgehalte van 98% bevatten.
• Door waterreductie- en verbeteringscapaciteit:Gewone Water Reducers (ook wel weekmakers genoemd, met een waterreductie van maar liefst 8%, zoals op basis van lignosulfonaat). Hoogefficiënte Water Reducers (ook wel superweekmakers genoemd, met een waterreductie van maar liefst 14%) %, inclusief op naftaleen gebaseerde, op melamine gebaseerde, op aminosulfonaten gebaseerde en op alifatische basis gebaseerde typen). Hoogwaardige waterreduceerders (met een waterreductiesnelheid van maar liefst 25%, zoals waterreduceermiddelen op polycarboxylaatbasis), verder onderverdeeld in het type met vroege sterkte, het standaardtype en het vertraagde type.
• Op samenstellingsmaterialen:Op lignosulfonaat gebaseerde, op polycyclische aromatische zouten gebaseerde, in water oplosbare harssulfonaat gebaseerde, op naftaleen gebaseerde hoogefficiënte waterreduceermiddelen, op alifatische basis gebaseerde hoogefficiënte waterreduceermiddelen, op amino gebaseerde hoogefficiënte waterreduceermiddelen en op polycarboxylaat gebaseerde hoge -prestatie waterverminderaars.
• Volgens chemische samenstelling:Waterreducers op basis van lignosulfonaat, naftaleen, melamine, aminosulfonaat, vetzuur en polycarboxylaat.

3. Functies van waterreduceerders

• Zonder de verhoudingen van andere grondstoffen (behalve cement) te veranderen, kunnen waterverminderaars de hoeveelheid gebruikt cement verminderen. Door waterreductiemiddelen toe te voegen aan 0,2%-0,5% van de cementmassa kan een besparing van 15%-30% op het cementverbruik worden gerealiseerd.
• Zonder de verhoudingen van andere grondstoffen (behalve water) te veranderen, kunnen waterverminderaars de hoeveelheid water verminderen, waardoor de betonsterkte aanzienlijk wordt verbeterd. De vroege en latere sterktes van beton met waterreductoren kunnen met respectievelijk meer dan 60% en 20% worden vergroot in vergelijking met beton zonder waterreductoren. Hierdoor is het storten van hogesterktebeton met een C100-kwaliteit mogelijk.
• Zonder de verhoudingen van andere grondstoffen te veranderen, kunnen waterreductiemiddelen de reologische eigenschappen en plasticiteit van beton aanzienlijk verbeteren, waardoor de constructie kan worden uitgevoerd via zelfstromende, pomp- en trillingsvrije methoden, waardoor de bouwsnelheid wordt verbeterd en het energieverbruik wordt verminderd.
• Het toevoegen van zeer efficiënte waterverminderaars kan de levensduur van beton verdubbelen, waardoor de normale levensduur van gebouwen wordt verlengd.
• Waterverminderaars verminderen de krimp van beton tijdens het stollen, voorkomen scheuren in betoncomponenten en verbeteren de vorst-dooiweerstand, wat gunstig is voor constructies in de winter.

4. Mechanismen van waterreduceerders

• Dispersie-effect:Wanneer cement met water wordt gemengd, vormt het hydratatieproces van cementdeeltjes een dubbele elektrische laagstructuur op het oppervlak, waardoor een gesolvateerde waterfilm ontstaat en een aantrekkingskracht tussen de deeltjes ontstaat. Dit leidt tot uitvlokking, waarbij 10%-30% van het mengwater wordt vastgehouden en wordt voorkomen dat dit deelneemt aan de vrije stroming en smering, waardoor de vloeibaarheid van het mengsel wordt beïnvloed. Wanneer een waterreductiemiddel wordt toegevoegd, adsorberen de moleculen ervan aan de oppervlakken van de cementdeeltjes, waardoor de deeltjes dezelfde lading dragen (meestal negatief), wat resulteert in elektrostatische afstoting die de cementdeeltjes verspreidt, waardoor de vlokkige structuur wordt afgebroken en het opgesloten water vrijkomt. die deelneemt aan de stroming, waardoor de vloeibaarheid van het betonmengsel wordt verbeterd.
• Smeringseffect:De hydrofiele groepen in het waterreductiemiddel zijn zeer polair en de geadsorbeerde film op de oppervlakken van de cementdeeltjes interageert met watermoleculen om een ​​stabiele gesolvateerde waterfilm te vormen. Deze film heeft uitstekende smerende eigenschappen, waardoor de glijweerstand tussen cementdeeltjes wordt verminderd en de vloeibaarheid van het beton verder wordt verbeterd.
• Sterisch hindereffect:De waterreducerende structuur bevat hydrofiele zijketens die zich uitstrekken in de waterige oplossing en een hydrofiele adsorptielaag van een bepaalde dikte vormen op de oppervlakken van de cementdeeltjes. Wanneer de cementdeeltjes naderen, beginnen de adsorptielagen elkaar te overlappen. Hoe meer overlap, hoe sterker de sterische hindering, die de afstotende kracht tussen de deeltjes vergroot en hun aggregatie belemmert, waardoor een goede inzinking van het betonmengsel behouden blijft.
• Effect van gecontroleerde afgifte van copolymeertakken:Nieuwe soorten waterreductiemiddelen, zoals op polycarboxylaat gebaseerde, nemen tijdens de productie zijtakken op de moleculen op. Deze takken zorgen voor sterische hinder en kunnen geleidelijk worden gekliefd door de hoge alkaliteit van cementhydratatie. Hierdoor komen carboxylzuren vrij die het dispersie-effect versterken, waardoor de dispersie van cementdeeltjes verder wordt verbeterd en het verlies aan inzinking wordt beheerst.

5. Waterreductieformuleringen

Formule van polycarboxylaatwaterreductie:Maleïnezuuranhydride: Acrylaat poly(ethyleenglycol) monoester: Natriumacrylaat=1:3:2,4. Processtroom: Gebruik 1% K2S2O8 als initiator, reactietemperatuur 85 graden, reactietijd 6 uur.

Formule:

Acrylzuur 38kg + proceswater 82kg

Mercaptoazijnzuur 1,2 kg + proceswater 138,2 kg

Waterstofperoxide 3kg + proceswater 117kg

TPEG (groot monomeer) 360 kg + proceswater 260 kg Processtroom: Los TPEG op en roer gelijkmatig, waarbij de temperatuur op 70 graden wordt gehouden. Voeg binnen 3 uur de acrylzuuroplossing en de waterstofperoxideoplossing toe vanuit de tank op hoge positie. Voeg de mercaptoazijnzuuroplossing binnen 3,5 uur toe. Houd de reactie gedurende 3 uur op 40 graden om de reactie te voltooien en koel vervolgens af tot 40 graden om het eindproduct te verkrijgen.