Wat is het gebruik van natriumnaftaleensulfonaat-formaldehydecondensaat in beton?

Wat is het gebruik van natriumnaftaleensulfonaat-formaldehydecondensaat in beton?

Het hoofdbestanddeel van het zeer efficiënte waterreductiemiddel van naftaleen is naftaleensulfonaat, dat kan reageren met het oppervlak van cementdeeltjes om in water oplosbare verbindingen te produceren. Deze verbindingen oefenen op twee manieren een waterreducerend effect uit: ten eerste door het vormen van een ladingsafschermende laag op het oppervlak van cementdeeltjes om de adsorptiekracht tussen deeltjes te verminderen, waardoor de oppervlaktespanning van cementcolloïde wordt verminderd en de verspreiding van cementdeeltjes wordt verbeterd; de andere is het remmen van de hydratatiereactie tussen cementdeeltjes tijdens de cementhydratatiereactie en het verminderen van de interne en externe grensvlakkracht die leidt tot de afname van de water-cementverhouding.

 

Het onderzoek naar waterreductiemiddelen in China begon relatief laat, eind jaren veertig introduceerde China de additieven voor het eerst in het ontwerp van cement en beton. In 1975 bereidde Lu Zhang, Tsinghua University, met succes een op naftaleen gebaseerd waterreductiemiddel NF voor, en tegelijkertijd diepgaand onderzoek naar het mechanisme van op naftaleen gebaseerd waterreductiemiddel. Het aanzienlijke onderzoeksresultaat van het waterreductiemiddel naftaleen heeft een mijlpaalbetekenis voor de ontwikkeling van betonhulpstoffen in China. Momenteel kan waterreducerend middel de mechanische eigenschappen van beton verbeteren, het constructiegemak verbeteren en het verbruik van hulpbronnen verminderen, het milieu beschermen, dus het is een essentieel onderdeel van cement en beton geworden en wordt vaak de vijfde genoemd. component van cement en beton in deze industrie. Naftaleen-waterreductiemiddel wordt momenteel erkend als het meest effectieve waterreducerende mengsel in de industrie, en het waterreductiemiddel wordt veel gebruikt in China. Door het grootschalige gebruik van naftaleen brengt waterreductiemiddel problemen met zich mee van vervuiling en hoge kosten. In dit artikel wordt, vanuit het werkingsmechanisme van het waterreductiemiddel, het groene en efficiënte naftaleenwaterreductiemiddel met lage kosten en lage vervuiling gebruikt om de prestaties van cementbeton met verschillende doseringen van naftaleenwaterreductiemiddel te bestuderen. De resultaten van het onderzoek bieden een zekere waarde als theoretische referentie en leidraad voor de toepassing van naftaleen-waterreductiemiddel in de praktische techniek.

1 Functie en mechanisme van waterreductiemiddel
Ten tweede kan het waterreductiemiddel de constructiecompatibiliteit van cementbeton aanzienlijk verbeteren en het energieverbruik van bouwmenging verminderen; ten derde kan het waterreductiemiddel de hoeveelheid cement en water verminderen, met als uitgangspunt dat de prestaties van cementbeton en mechanische indexen niet worden verlaagd, om de bouwkosten te verlagen.
De twee uiteinden van de moleculaire structuur van het waterreductiemiddel zijn hydrofiel uiteinde en hydrofoob uiteinde. Tijdens het gebruik wijst het hydrofiele uiteinde naar water, terwijl het hydrofobe uiteinde naar het gas- of vaste grensvlak wijst, zodat het de grensvlakenergie kan verminderen tussen water, gasfase en vaste fase, om het effect van dispersie te bereiken. Bij het normale mengproces van cementbetonconstructies zal het cement, zodra het water aan het cement is toegevoegd, onmiddellijk een vlokkige structuur genereren, die veel water bevat; als er een waterreducerend middel wordt toegevoegd, zal het middel zich enerzijds aan het oppervlak van de cementdeeltjes hechten, waardoor het contactvlak tussen de cementdeeltjes en het water wordt geblokkeerd, en anderzijds aan het hydrofiele uiteinde van het middel. zal een bepaalde hoeveelheid watermoleculen adsorberen, wat een smerend effect zal hebben op de cementdeeltjes, waardoor het gemakkelijker wordt te verspreiden; het hydrofiele uiteinde wijst naar water, terwijl het hydrofobe uiteinde naar het gas- of vaste grensvlak wijst. Aan de andere kant zal het hydrofiele uiteinde van het waterreductiemiddel een bepaalde hoeveelheid watermoleculen adsorberen, waardoor de cementdeeltjes kunnen worden gesmeerd en ze gemakkelijker kunnen worden gedispergeerd; de hydrofiele groep is negatief geladen, en na geadsorbeerd op het oppervlak van cementdeeltjes zullen de cementdeeltjes ook negatief geladen zijn met dezelfde lading, wat elkaar wederzijds uitsluit en de cementdeeltjes meer verspreid maakt, de hoeveelheid water vermindert, en verbetert de vloeibaarheid van het beton.

2 testgrondstoffen
2.1 Cement
De sterktegraad en dosering van cement houden rechtstreeks verband met de werkprestaties en sterkte van beton. Deze test maakt gebruik van het 32.5R-cement geproduceerd door Oriental Hope Chongqing Cement Co., Ltd. cementindex: sterktegraad 32,5 MPa, initiële uithardingstijd 253 minuten, uiteindelijke uithardingstijd 289 minuten, standaardconsistentie 28,2%, volumestabiliteit is gekwalificeerd, specifiek oppervlak 352 m2 /kg, 3d buigsterkte 6,4 MPa, 28d buigsterkte 8,7 MPa, 3d druksterkte 29,6 MPa, 28d druksterkte 50,2 MPa, voldoen allemaal aan de specificatie-eisen.
2.2 Vliegas
Het toevoegen van vliegas aan cementbeton vermindert de hoeveelheid cement en verbetert de algehele prestaties van beton. De vliegas die in deze test wordt gebruikt, wordt geleverd door de industriële tak van China Railway 16 Bureau Material Trading Co., Ltd. en zijn prestatie-indexen: fijnheid (45 μm zeefresidu met vierkante gaten) van 16,5%, vochtgehalte van 0 0,28%, watervraagratio van 103%, verlies bij verbranding van 3,21%, 28d-activiteitsindex van 75%, allemaal in overeenstemming met de specificatie-eisen.
2.3 Samenvoegen
Aggregaat in cementbeton omvat fijn aggregaat en grof aggregaat, grof aggregaat speelt de rol van skelet, fijn aggregaat speelt de rol van vulling, het aandeel aggregaat is goed voor 7{{10}}% van het beton, dus de indicatoren van aggregaat hebben een grote invloed op het gemak van de betonconstructie en de sterkte. In deze test is het fijne aggregaat middelmatig zand met een fijnheidsmodulus van 2,58, een stortdichtheid van 1468 kg/m3, een moddergehalte van 1,23% en voldoen alle indexen van fijn aggregaat aan de technische vereisten van de huidige specificaties. Grof aggregaat gebruikt mechanisch gemalen kalksteen, de maximale deeltjesgrootte van 23 mm, naald, schilfergehalte van 2,9%, moddergehalte van 0,15%, vochtgehalte van 0,15%, breekindex van 6,5%, schijnbare dichtheid van 2734 kg / m3, bulk dichtheid van 1780kg/m3, de indicatoren van dit grove aggregaat om te voldoen aan de huidige specificaties en technische eisen.
2.4 Waterreductiemiddel en mengwater
Bij dit experiment wordt gebruik gemaakt van het zeer efficiënte waterreductiemiddel naftaleen, geleverd door Shanghai Yunzhe New Material Co., Ltd. Het hoofdbestanddeel van dit waterreductiemiddel is natriumnaftaleensulfonaat-formaldehydecondensaat, dat niet-giftig, niet-corrosief en gemakkelijk oplosbaar in water is. en met stabiele fysisch-chemische eigenschappen. Specifieke prestatie-indicatoren: 90% van het poeder, pH-waarde van 7 tot 9, natriumsulfaatgehalte van 15% tot 20%, de stroom van cementmortel is 240 mm.
Het water dat in het experimentele proces wordt gebruikt, is het huishoudelijke water van de autonome provincie Shizhu Tujia in de gemeente Chongqing, en alle indexen voldoen aan de norm van "Concrete Water Standard" JGJ63-2006.

Na toevoeging van een bepaalde hoeveelheid naftaleen-waterreductiemiddel vertoonde de water-cementverhouding van het beton een dalende trend, maar de betonsterkte vertoonde een geleidelijke toename van de trend van de sterkte van het cementbeton van de 3e naar de 7e d in een lagere grenswaarde, en de sterkte van het beton van de 14e d tot de 60e d in vergelijking met de sterkte van de voorgaande 7 d is aanzienlijk verbeterd, dus er kan worden geconcludeerd dat het naftaleen-waterreductiemiddel een grotere rol speelt rol in de sterktevorming van het beton vanaf de 7e eeuw. Daarom kan worden geconcludeerd dat het op naftaleen gebaseerde waterreductiemiddel een grotere rol speelt in de sterktevorming van beton van de 7e tot de 14e eeuw, wat aantoont dat de waterreducerende middel heeft in de latere periode een grotere invloed op de sterkte van beton dan in de eerdere periode. Vergeleken met de experimentele groep zonder toevoeging van waterreductiemiddel, kan worden gezien dat de sterkte van beton in alle fasen een aanzienlijke toename heeft na toevoeging van waterreductiemiddel, vooral de 60e leeftijd van beton heeft het meest significante effect, en de sterkte ervan neemt toe met ongeveer 15 MPa.
Wanneer het bereik van het naftaleen-waterreductiemiddel tussen 1,6% en 1,8% ligt, neemt de druksterkte van beton op alle leeftijden het snelst toe. Voor de 28d druksterktecurve vereist door de specificatienormen kan worden gezien dat vergeleken met de sterkte van de betonmonsters zonder waterreductiemiddel, de sterkte van het beton met 10 MPa toenam wanneer 1,6% naftaleenwaterreductiemiddel werd toegevoegd, en de sterkte van het beton nam met 12 MPa toe toen 1,8% naftaleen-waterreductiemiddel werd toegevoegd, en er kan worden bewezen dat de toevoeging van naftaleen-waterreductiemiddel het waterverbruik per eenheid cement en beton kan verminderen en de druksterkte aanzienlijk kan verhogen van beton, maar verhoogt ook de druksterkte van beton. verhoogt de druksterkte van beton aanzienlijk, maar wanneer de dosering van naftaleenwaterreductiemiddel meer dan 1,8% bedraagt, wordt de groeisnelheid van de sterkte van betonmonsters langzamer en vertoont de druksterkte van 3d een nulgroei. Uitgebreide economische en concrete sterktegroei, het wordt aanbevolen dat de dosering van naftaleenwaterreductiemiddel 1,6% tot 1,8% van de totale massa poederdeeltjes bedraagt.
3.2 Invloed van de dosering van naftaleen-waterreductiemiddel op de prestaties van de constructie
Volgens het verhoudingsschema in Tabel 1 werden de initiële hardingstijd, uiteindelijke hardingstijd, inzinking en andere indicatoren van beton met verschillende doseringen waterreductiemiddel bepaald in overeenstemming met de "Standaardtestmethoden voor eigenschappen van gewone betonmengsels".
 

In het beton gemengd met naftaleen-waterreductiemiddel worden de initiële en uiteindelijke uithardingstijd van cementbeton aanzienlijk verbeterd, en met de toename van de hoeveelheid waterreductiemiddel wordt de uithardingstijd geleidelijk verbeterd, de snelheid van verbetering van de eerste snelle en vervolgens langzaam en uiteindelijk vlak. Het toevoegen van waterreductiemiddel kan dus voor het cementbetontransport en de bestratingstijd zijn, maar de hoeveelheid toevoeging is niet des te beter, aan de ene kant, te veel toevoegen om de uiteindelijke uithardingstijd te lang te maken, is niet bevorderlijk voor de vorming van betonsterkte verbetert de vorming van betonsterkte als gevolg van de langzame vernietiging van de mogelijkheid van externe omgevingsfactoren, aan de andere kant verhogen ze de bouwkosten.

Met de toename van het waterreductiemiddel neemt de inzinking van beton eerst toe en vervolgens af. Wanneer de dosering te groot is, zal er een ernstig fenomeen van delaminatie en segregatie optreden. Met de toename van het waterreductiemiddel wordt de samenhang van betonmonsters steeds beter. De dosering van het waterreductiemiddel lag tussen 1,6% en 1,8% en de waterretentie van beton was beter.

Concluderend kan worden gezien dat de dosering van naftaleenwaterreductiemiddel het constructiegemak van cementbeton binnen een bepaald bereik kan verbeteren, daarom wordt aanbevolen dat de dosering van naftaleenwaterreductiemiddel 1,6% tot 1,8% van de totale massa bedraagt. van vast poeder.
4. Conclusie
(1) De twee uiteinden van het waterreductiemiddelmolecuul zijn hydrofiel en hydrofoob, en het hydrofiele uiteinde van het middel is gericht op het water, terwijl het hydrofobe uiteinde van het middel is gericht op het gas- of vaste grensvlak, wat de grensvlakenergie tussen de water- en gasfase en de vaste fase, om het effect van dispersie te bereiken.
(2) De tijdsduur van de invloed van waterreducerende middelen op de sterkte van beton bedraagt ​​7 tot 14 dagen. Vergeleken met beton zonder waterreducerend middel is de druksterkte bij 60d met ongeveer 15 MPa toegenomen.
(3) Uitgebreide druksterkte van cementbeton, water-cementverhouding, initiële hardingstijd, uiteindelijke hardingstijd en economische factoren worden aanbevolen voor een dosering van naftaleen-waterreductiemiddel van 1,6% tot 1,8% van de totale massa vast poeder.