Aký veľký vplyv má výber prísad do betónu na úžitkové vlastnosti betónu?

Neustály rozvoj čínskeho národného hospodárstva

Neustály rozvoj čínskeho národného hospodárstva viedol k zvýšenému dopytu po betóne, cemente a súvisiacich produktoch v základných priemyselných stavebných a stavebných sektoroch. Tento dopyt následne poháňal rozvoj priemyslu cementových výrobkov a betonárskeho sektora. S postupujúcim pokrokom stavebnej techniky však ľudia kladú vyššie nároky na cement a betón. Tieto požiadavky sa odrážajú v potrebe betónu vykazovať počiatočnú pevnosť, nastaviteľný čas tuhnutia, vysokú tekutosť, vysokú trvanlivosť a ľahké vlastnosti. Okrem toho existuje požiadavka na ľahké tvarovanie, nízke náklady na prípravu a jednoduché spôsoby vytvrdzovania. Na uspokojenie týchto potrieb boli zavedené prísady do betónu.

Prísady do betónu sa vo všeobecnosti kategorizujú na činidlá s počiatočnou pevnosťou, činidlá na zníženie vody, činidlá na zachytávanie vzduchu a retardéry. Tieto prísady sa vyznačujú nízkym dávkovaním a rozmanitosťou druhov, čo im umožňuje zlepšiť alebo zlepšiť vlastnosti zatvrdnutého betónu. Skúmanie vplyvu prísad do betónu na vlastnosti betónu, ako aj kompatibilitu medzi prísadami a cementom, je nevyhnutné pre efektívne využitie prísad do betónu a maximalizáciu úlohy betónu v stavebníctve.

1. Analýza úžitkových vlastností prísad do betónu

1.1 Vplyv znášanlivosti prísad a cementu na betón

(1) Každý druh betónovej prísady má svoju špecifickú funkčnosť. Pridanie takýchto prísad môže zlepšiť určité aspekty výkonu betónu. Napríklad pridanie činidla znižujúceho vodu môže zvýšiť tekutosť betónu pri zachovaní rovnakého obsahu vody alebo znížiť jednotkový obsah vody pri zachovaní rovnakej tekutosti, čím sa zvýši pevnosť betónu a zlepší sa jeho trvanlivosť. Pojem kompatibilita alebo neznášanlivosť medzi prísadami do betónu a cementom možno chápať takto: Podľa technických špecifikácií pre aplikáciu prísady do betónu, ak sa do cementu pridá testovaná a norme vyhovujúca prísada, ktorá spĺňa zodpovedajúce požiadavky, a dosiahne sa požadovaný účinok , potom sa cement a prímes považujú za kompatibilné. Naopak, ak sa nedosiahne požadovaný účinok, cement a prímes sa považujú za nezlučiteľné.

Napríklad použitím niekoľkých typov bežného portlandského cementu a pridaním špecifického vysokoúčinného činidla znižujúceho množstvo vody (ktoré spĺňa normy kvality) za rovnakých podmienok prípravy, ak jeden typ cementu nedosahuje požadovanú mieru zníženia vody, znamená to nezlučiteľnosť medzi týmto cementom a činidlom znižujúcim množstvo vody, zatiaľ čo ostatné sú kompatibilné. Podobne, ak rýchlo tuhnúce činidlá nedosiahnu očakávaný efekt rýchleho tuhnutia alebo spomaľovače vedú k nesprávnemu tuhnutiu pri zmiešaní s určitými typmi cementu, znamená to nezlučiteľnosť medzi prímesou a cementom. Takmer všetky typy prísad majú v rôznej miere problémy s kompatibilitou s cementom. Činidlá znižujúce množstvo vody, ktoré sú najčastejšie používané, často vykazujú problémy s nekompatibilitou, ktoré sa môžu prejaviť viditeľne a rýchlo (napr. slabá tekutosť, nízke rýchlosti redukcie vody, tvrdnutie zmesi s tvorbou tepla alebo nadmerne rýchla strata tekutosti).

(2) V jednom projekte sa použil určitý typ cementu pre šachtovú pec a vysokoúčinná zmesová látka znižujúca množstvo vody z konkrétnej továrne. Spočiatku boli výsledky uspokojivé. Dávka cementu zmiešaná s rovnakou prísadou však spôsobila rýchle tuhnutie v betóne, čo malo za následok uvoľnenie betónových štruktúr a vyžiadanie si demolácie 800m³ hotového betónu. Vyšetrovanie odhalilo, že hoci cement aj činidlo znižujúce množstvo vody spĺňali príslušné normy, kombinácia spôsobila vážne problémy s kvalitou. Experimentálne testovanie potvrdilo rýchle tuhnutie, ktoré sa vyriešilo pridaním 0,5 %-1,0 % dihydrátu sadry do cementu, čím sa získal betón s dobrou výkonnosťou. To ukázalo, že nekompatibilita bola spôsobená nedostatočným obsahom sadry v cemente, napriek tomu, že cement spĺňal normy.

(3) Stručne povedané, problémy s kompatibilitou medzi prísadami a cementom sú zložité a v strojárstve nevyhnutné. Tieto problémy môžu ovplyvniť výkon aplikácie a niekedy viesť k vážnym technickým nehodám a značným ekonomickým stratám. Kompatibilita medzi cementom a prísadami je vedecký aj praktický problém, ktorý vyplýva zo skutočných technických incidentov. Vyžaduje značnú pozornosť výrobných jednotiek a oddelení inžinierskych aplikácií.

1.2 Funkcie prísad do betónu

Účinky prísad do betónu sa líšia podľa ich druhu. Prísady môžu vo všeobecnosti zlepšiť tekutosť betónu pri konštantnom obsahu cementu a vody alebo znížiť obsah vody pri konštantných podmienkach cementu a spadnutia, čím sa zvýši pevnosť a trvanlivosť betónu. Môžu tiež znížiť spotrebu cementu a znížiť náklady pri konštantnej navrhovanej pevnosti a podmienkach spadnutia. Prostriedky na počiatočnú pevnosť zvyšujú pevnosť betónu v počiatočnom štádiu a používajú sa hlavne pri núdzových opravách a zimných stavbách. Činidlá znižujúce vodu zlepšujú pevnosť a znižujú spotrebu vody pri zachovaní konzistencie betónu. Prevzdušňovacie činidlá znižujú krvácanie a segregáciu spôsobenú miešaním, čím zlepšujú spracovateľnosť betónu. Spomaľovače oneskorujú čas tuhnutia a bežne sa používajú pri hromadnom betóne, betónovaní v horúcom počasí alebo pri preprave betónu na dlhé vzdialenosti.

1.3 Vplyv činidiel znižujúcich vodu na vlastnosti betónu

Činidlá redukujúce vodu, primárne zložené z povrchovo aktívnych činidiel, sú typicky aniónové povrchovo aktívne látky. Tieto činidlá chemicky nereagujú s cementom, ale fungujú predovšetkým prostredníctvom plastifikácie, vrátane zmáčania, adsorpčnej disperzie a lubrikácie. Tieto vlastnosti znižujú potrebu vody na miešanie betónu, zlepšujú spracovateľnosť a zlepšujú plastifikačný účinok čerstvo namiešaného betónu.

1.4 Vplyv vzduchových činidiel na vlastnosti betónu

Prevzdušňovače zavádzajú do betónu početné malé, nezávislé bublinky, čím výrazne zlepšujú jeho spracovateľnosť. Z hľadiska účinnosti znižovania vody môžu prevzdušňovacie činidlá zvýšiť pevnosť betónu. Pevnosť betónu však z hľadiska prevzdušnenia vo všeobecnosti klesá. V dôsledku toho betón obsahujúci prevzdušňujúce činidlá alebo prevzdušňovacie činidlá znižujúce vodu vykazuje nižší modul pružnosti v porovnaní s neprevzdušneným betónom, pričom zníženie modulu pružnosti prevyšuje zníženie pevnosti. Je to preto, že početné mikrobubliny v cementovej paste znižujú jej modul pružnosti.