Kaip greitai rasti geriausią betoninio vandens reduktoriaus dozę?

Vandenį mažinantys priemaišos yra esminiai betono priedai, užtikrinantys stiprumą, tuo pačiu pasiekiant reikiamą siurbumą. Jie vaidina svarbų vaidmenį gerinant betono darbingumą statybos metu. Pumpuotas betonas, be bendrų betono veikimo reikalavimų, turi turėti gerą sklandumą, darbingumą, minimalų nuosmukio praradimą, be kraujavimo ir nėra segregacijos. Aukštos kokybės betono konstrukcija, tiksliai nustatant optimalią vandenį mažinančių priemaišų dozę, tikrinant jų suderinamumą su cementu ir užtikrinant, kad pritaikomumas yra būtini techniniai žingsniai, siekiant užtikrinti projekto kokybę ir sumažinti statybos sąnaudas.

Didėjant didelio pluošto betono poreikiui dėl specifinių konstrukcinių reikalavimų, vis labiau paplitusios programos, tokios kaip plokščio krūvos pamatai ir aukštybinių statybų pumpuojamas betonas. Šiuo metu betono srauto gerinimo metodai daugiausia apima cemento dozės padidėjimą arba vandens mažinimo pridedamąjį pridėjimą. Padidėjęs cemento kiekis pagerina nuosmukį, tačiau net jei vandens ir cemento santykis nesikeičia, jis padidina vandens kiekį betono tūrio vienetui, todėl sukelia keletą neigiamų padarinių: srutų segregacija, sumažėjęs betono mišinio suderinamumas ir pakenktas patvarumas. Vandens perteklius, įstrigęs sukietėjusio betono formomis, yra tuštumos ir poros, sumažinant efektyvų apkrovos turinčią plotą ir pagreitinančią plieno armatūros koroziją, galiausiai sumažindamas betono stiprumą. Todėl šis požiūris yra mažiau pageidautinas, tuo tarpu tinkamai panaudoti vandenį mažinančius priemaišas gali veiksmingai išvengti šių trūkumų.

2. Vandenį mažinančių priemaišų mechanizmas

Kai cementas sumaišomas su vandeniu, traukos tarp dalelėse susidaro flokuliuotos struktūros, sulaikant nuo 10% iki 30% maišymo vandens ir žymiai sumažinant betono sklandumą. Įvedus tinkamą vandenį mažinančių priemaišų kiekį, priemaišų molekules adsorbuoja ant cemento dalelių paviršiaus, o hidrofilinės grupės orientuotos į vandeninį tirpalą. Šių hidrofilinių grupių disociacija suteikia panašius krūvius kaip cemento dalelės, padidindama elektrostatinę atstūmimą, skleidžiančias cemento daleles, suskaidydama flokuliuotas struktūras ir sumažindamas kapiliarų poras. Šis procesas išskiria įstrigusį vandenį, žymiai padidindamas betono mišinio sklandumą ir tankį.

Įtraukus vandenį mažinančius priemaišas, sumažėja vandens cemento santykis, sumažina cemento vartojimą ir pagerina ankstyvą betono stiprumą. Tai leidžia išimti ankstesnį klojinių pašalinimą, pagreitinančią apyvartą, sutrumpinti statybos laiką ir sumažinti išlaidas. Tačiau labai skiriasi didelio našumo vandenį mažinančių priemaišų ir betoninių komponentų suderinamumas, ypač cementas. Tas pats cementas gali skirtingai sąveikauti su įvairiais priedais, o specifinis priemaiša gali skirtingai veikti su skirtingais cementais. Šis suderinamumas daro tiesioginį poveikį konkrečiai reologijai, daro įtaką darbingumui, stiprumui ir ilgaamžiškumui. Todėl norint nustatyti tinkamą priemaišų tipą, dozę ir našumą, reikia sistemingų lyginamųjų bandymų, kad būtų galima nustatyti optimalų dozę kiekvienam atvejui.

3. Veiksniai, darantys įtaką vandeniui mažinančių priemaišų efektyvumui

Vandenį mažinančių priemaišų veikimą daro įtaką cemento sudėtis. Skirtingi cementai turi skirtingą klinkerio mineralų proporciją, o didesnis MGO kiekis padidina betono mikro plyšimo tikimybę. Aukštos kokybės vandenį mažinantys priemaišos selektyviai adsorbuoja ant cemento mineralų. Kai C3A liečiasi su vandeniu, jis sudaro greitą adsorbcijos sluoksnį, sunaudojantį didelį kiekį priemaišų, tuo tarpu C3S, o ypač C2S - yra mažesnė adsorbcija. Ši netolygus adsorbcija daro įtaką maišytuvo sklaidos efektyvumui. Kuo didesnis C3A kiekis, tuo prastesnis cemento ir vandens mažinimo priemaišų suderinamumas, kuris gali sukelti nepakankamą ar net neveiksmingą vandens sumažinimą.

Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad betonas su vandeniu mažinančiais priemaišomis turi ilgesnį nustatymo laiką nei negydytas betonas. Esant mažam vandens cemento santykiui, nustatymas elgesys labai skiriasi nuo įprastų cemento skiedinių. Pirma, dėl sumažėjusio vandens kiekio cemento paste ištirpimas cemento paste nėra pakankamas, kad būtų galima valdyti C3A hidrataciją, sukeldamas blykstės nustatymą ir greitą nuosmukį. Antra, priemaiša trukdo cemento hidratacijos dinamikai, mažinant tirpiklį gipso tirpumui ir sumažinant sulfato jonų koncentraciją tirpale. Sulfoninės rūgšties grupės priemaišų molekulėse jungiasi su C3A, sumažindamos turimą tirpalo priemaišą, taip sumažindamos jo dispersinį efektą ir pagreitindamos nuosmukio nuostolius.

Be to, cemento smulkumas ir dalelių dydžio pasiskirstymas daro įtaką didelio našumo vandeniui mažinančių priemaišų dispersijos efektyvumui. Paprastai cementai, turintys didesnį specifinį paviršiaus plotą, rodo ryškesnį sklandumo pagerėjimą, kai sumaišomi su tokiu pat priemiesčio kiekiu. Tyrimai taip pat parodė, kad didelis šarmų kiekis žymiai sumažina betoninį sklandumą, kai naudojama vandenį mažinantys priemaišos. Eksperimentiniai duomenys patvirtina, kad didelio našumo priemaišų vandens sumažėjimo greitis mažėja, kai naudojami su aukšto šarvų cementu.

4. Optimalios vandens mažinančių priemaišų dozės nustatymas naudojant cemento pastos srauto bandymus

Cemento ir vandens mažinančių priemaišų suderinamumas yra dvikryptis, o labai svarbu pasirinkti tinkamą priemaišų tipą ir kokybę. Jei priemaiša nesuderinama su tam tikru cementu, gali kilti šie klausimai:

Nenormalus betono nustatymas maišant.

Reikšmingas nuosmukio praradimas.

Per didelis kraujavimas, segregacija ir sluoksniavimas.

Nepakankamas ar neveiksmingas vandens sumažinimas.

Nereikia reikšmingo betono stiprumo pagerėjimo skirtingo amžiaus ar net stiprumo mažinimo.

Padidėjęs susitraukimas, dėl kurio įtrūkimai.

Norint išvengti tokių suderinamumo problemų, būtina kruopščiai pasirinkti priemaišų. Optimaliam vandeniui mažinančių priemaišų dozavimui įtakos turi cemento vartojimas, taip pat cemento fizinės ir cheminės savybės. Tradiciškai dozavimo nustatymas grindžiamas cemento svorio procentine dalimi, kaip rekomenduoja gamintojai. Tačiau cemento sudėties ir savybių pokyčiai turi įtakos suderinamumui ir optimaliam dozei, todėl paprastas procentinis metodas yra nepatikimas. Tai gali sukelti neveiksmingą vandens sumažėjimą ar švaistymą.

Atliekant didelius eksperimentus, optimaliam dozei nustatyti buvo sukurtas cemento pastos srauto testų metodas. Tai reiškia, kad iš gamintojo specifikacijų rekomenduojama naudoti rekomenduojamą dozę, tiksliai pasveriant reikiamą kiekį vandenį mažinančio priemaišos, vandens ir 300 g cemento. Atlikus standartizuotas maišymo procedūras, cemento pasta dedama ant švaraus stiklo paviršiaus, suformuota, o tada pelėsis pakeliamas, kad būtų galima stebėti srauto elgseną. Pastos srautas matuojamas siekiant įvertinti, ar ji atitinka pumpuojamo betono reikalavimus. Tikrinami skirtingi cemento tipai ir priemaišos, kad būtų užfiksuoti atitinkami vandens mažinimo greičiai ir dozės, kad būtų galima optimaliai parinkti.

5. Maišymo sekos įtaka priemaišų našumui

Lyginamieji skirtingų maišymo sekų testai rodo, kad vandens mažinimo pridėjimo tvarka daro įtaką jų efektyvumui. Kaip pavyzdį naudojant aukštos kokybės priemaišų iš Longda, kai cementas, priemaiša ir vanduo buvo paeiliui pridedama iš eilės ta tvarka, išmatuota pastos plitimas buvo 22 cm-23 cm. Tačiau, kai prieš priemaišą buvo įpilamas vanduo, maišant tarp jų, pastos plitimas padidėjo iki 25 cm - 27 cm. Tai rodo, kad atidėtas pridėjimo metodas pagerina suderinamumą tarp priemaišos ir cemento, padidindamas jo efektyvumą. Panašiai, atliekant praktinį betono maišymą, pridedant vandenį mažinantį priemaišą po pirminio maišymo laikotarpio, atsiranda optimalus vandens redukcijos poveikis.

Dėl skirtingų cemento tipų ir partijų sudėties ir savybių skirtumų, nustatant tinkamiausią vandenį mažinantį priemaišą ir jo optimalią dozę, reikalingas eksperimentinis patvirtinimas, o ne remtis vien tik gamintojo rekomendacijomis. Cemento pastos srauto testų naudojimas yra paprastas, tikslus ir patikimas metodas, skirtas nustatyti optimalią priemaišų dozę, užtikrinti konstrukcijos kokybę, sumažinti sąnaudas ir pasiekti geriausius įmanomus inžinerinius rezultatus.