Суперпластификатор
Суперпластификаторы ( СП ), также известные как водоредуцирующие добавки высокого диапазона , представляют собой добавки, используемые для изготовления высокопрочного бетона или для укладки самоуплотняющегося бетона . Пластификаторы — это химические соединения, позволяющие производить бетон примерно на 15 % меньше с содержанием воды . Суперпластификаторы позволяют снизить содержание воды на 30% и более. Эти добавки используются в количестве нескольких весовых процентов. Пластификаторы и суперпластификаторы также замедляют схватывание и затвердевание бетона. [1]
По диспергирующей способности и характеру действия различают два класса суперпластификаторов:
- Ионные взаимодействия (электростатическое отталкивание): лигносульфонаты (первое поколение древних восстановителей воды), сульфированные синтетические полимеры ( нафталин , или меламин , формальдегида конденсаты ) (второе поколение) и;
- Стерические эффекты : Поликарбоксилаты - эфирные (PCE) синтетические полимеры с боковыми цепями (третье поколение). [2]
Суперпластификаторы применяют, когда необходимы хорошо диспергированные суспензии цементных частиц для улучшения текучести ( реологии ) бетона. Их добавление позволяет снизить водоцементное соотношение бетона или раствора без негативного влияния на удобоукладываемость смеси. Это позволяет производить самоуплотняющийся бетон и бетон с высокими эксплуатационными характеристиками. Водоцементное соотношение является основным фактором, определяющим бетона прочность и долговечность . Суперпластификаторы значительно улучшают текучесть и реологию свежего бетона. Прочность бетона увеличивается, когда соотношение воды и цемента уменьшается, поскольку отказ от избыточного добавления воды только для поддержания лучшей удобоукладываемости свежего бетона приводит к меньшей пористости затвердевшего бетона и, следовательно, к лучшей устойчивости к сжатию. [3]
Установка SP в грузовике во время перевозки является довольно современной разработкой в отрасли. Примеси, добавляемые при транспортировке через автоматизированную осадком , систему управления [4] позволяют сохранять осадку свежего бетона до выгрузки без снижения качества бетона.
Рабочий механизм
[ редактировать ]
Традиционными пластификаторами являются лигносульфонаты в виде их натриевых солей . [5] Суперпластификаторы – это синтетические полимеры . Соединения, используемые в качестве суперпластификаторов, включают (1) сульфированный конденсат нафталинформальдегида, сульфированный конденсат меламиноформальдегида, конденсат ацетона и формальдегида и (2) поликарбоксилатов простые эфиры . Показательными являются сшитые меламин- или нафталинсульфонаты , называемые PMS (полимеламинсульфонат) и PNS (полинафталинсульфонат) соответственно. Их получают путем сшивания сульфированных мономеров формальдегидом или сульфирования соответствующего сшитого полимера. [1] [6]
Полимеры, используемые в качестве пластификаторов, обладают свойствами поверхностно-активных веществ . Часто они представляют собой иономеры, несущие отрицательно заряженные группы ( сульфонаты , карбоксилаты или фосфонаты ...). Они действуют как диспергаторы, сводя к минимуму сегрегацию частиц в свежем бетоне (отделение цементного раствора и воды от крупных и мелких заполнителей, таких как гравий и песок соответственно). Отрицательно заряженная основная цепь полимера адсорбируется на положительно заряженных коллоидных частицах непрореагировавшего цемента, особенно на трехкальциевом алюминате ( С 3 А ) минеральная фаза цемента.
Меламинсульфонат (ПМС) и нафталинсульфонат (ПНС) в основном действуют за счет электростатических взаимодействий с частицами цемента, способствуя их электростатическому отталкиванию, тогда как суперпластификаторы поликарбоксилат-эфира (ПСЕ) сорбируют и покрывают большие агломераты частиц цемента и благодаря своим боковым цепям стерически способствуют диспергированию крупные агломераты цемента распадаются на более мелкие. [7]
Однако, поскольку механизмы их действия до конца не изучены, в некоторых случаях можно наблюдать несовместимость цемента и суперпластификатора. [8]
Распространенные типы суперпластификаторов
[ редактировать ]- Лигносульфонат натрия
- Сульфированный нафталин формальдегид
- Поликарбоксилатный суперпластификатор
Поликарбоксилатный суперпластификатор (PCE), высокоэффективный суперпластификатор третьего поколения. [9] следует за разработкой обычных пластификаторов и суперпластификаторов. Он значительно снижает содержание воды, одновременно улучшая удобоукладываемость, прочность и долговечность бетона. Компания PCE, известная своими передовыми технологиями, исключительными перспективами применения и превосходными общими характеристиками, произвела революцию в добавках для бетона.
См. также
[ редактировать ]- Агрегация частиц (обратный процесс)
- Пептизация
- Пластификатор
- Поликарбоксилаты
- Реология
- ПАВ
- Суспензия (химия)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Джерри Бай, Пол Ливси, Лесли Страбл (2011). «Добавки и специальные цементы». Портландцемент, Третье издание . doi : 10.1680/pc.36116.185 (неактивен 31 января 2024 г.). ISBN 978-0-7277-3611-6 .
{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Лу, Бинг; Вэн, Ивэй; Ли, Минъян; Цянь, Е; Леонг, Ка Фай; Тан, Мин Джен; Цянь, Шуньчжи (май 2019 г.). «Систематический обзор цементирующих материалов для 3D-печати». Строительство и строительные материалы . 207 : 477–490. дои : 10.1016/j.conbuildmat.2019.02.144 . hdl : 10356/142503 . S2CID 139995838 .
- ^ Хауст, Ив Ф.; Боуэн, Пол; Перч, Франсуа; Кауппи, Анника; Борже, Паскаль; Гальмиш, Лоран; Меньше, Джон Франсуа; Лафума, Франсуаза; Флэтт, Роберт Дж.; Шобер, Ирен; и др. (2008). «Дизайн и действие новых суперпластификаторов для более прочного высокопрочного бетона (проект Superplast)». Исследования цемента и бетона . 38 (10): 1197–1209. doi : 10.1016/j.cemconres.2008.04.007 .
- ^ «Система управления транспортным бетоном | GCP Applied Technologies» .
- ^ Jump up to: а б Р. Флатт, И. Шобер (2012). «Суперпластификаторы и реология бетона». Николя Руссель (ред.). Понимание реологии бетона . Вудхед. ISBN 978-0-85709-028-7 .
- ^ Молла, МЯА; Адамс, WJ; Шеннах, Р.; Кок, Д.Л. (2000). «Обзор взаимодействия цемента и суперпластификатора и их моделей». Достижения в области исследований цемента . 12 (4): 153–161. дои : 10.1680/adcr.2000.12.4.153 .
- ^ Коллепарди, М. (январь 1998 г.). «Добавки, используемые для улучшения укладочных свойств бетона» . Цемент и бетонные композиты . 20 (2–3): 103–112. дои : 10.1016/S0958-9465(98)00071-7 . ISSN 0958-9465 .
- ^ Рамачандран, В.С. (1995) Справочник по добавкам в бетон - свойства, наука и технологии , 2-е издание, William Andrew Publishing, ISBN 0-8155-1373-9 стр. 121
- ^ поликарбоксилатный суперпластификатор
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Додсон, В.Х. (29 июня 2013 г.). Добавки в бетон . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4757-4843-7 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Айтсен, Пьер-Клод; Флэтт, Роберт Дж. (12 ноября 2015 г.). Наука и технология добавок в бетон . Издательство Вудхед. ISBN 978-0-08-100696-2 .