Aké je použitie formaldehydového kondenzátu naftalénsulfonátu sodného v betóne?

Aké je použitie formaldehydového kondenzátu naftalénsulfonátu sodného v betóne?

Hlavnou zložkou naftalénového vysoko účinného činidla na redukciu vody je naftalénsulfonát, ktorý môže reagovať s povrchom cementových častíc za vzniku vo vode rozpustných zlúčenín. Tieto zlúčeniny pôsobia na redukciu vody dvoma spôsobmi: jedným je vytvorenie vrstvy tieniacej náboja na povrchu častíc cementu, aby sa znížila adsorpčná sila medzi časticami, čím sa znižuje povrchové napätie cementového koloidu a zlepšuje sa disperzia častíc cementu; druhým je inhibícia hydratačnej reakcie medzi časticami cementu počas hydratačnej reakcie cementu a zníženie vnútornej a vonkajšej medzipovrchovej sily, čo vedie k zníženiu pomeru voda-cement.

 

Výskum činidla znižujúceho vodu v Číne sa začal pomerne neskoro, koncom 40-tych rokov 20. storočia Čína prvýkrát zaviedla prísady do dizajnu cementu a betónu. 1975, Lu Zhang, Univerzita Tsinghua, úspešne pripravila činidlo na redukciu vody na báze naftalénu NF a zároveň hĺbkový výskum mechanizmu činidla na redukciu vody na báze naftalénu. Významný výsledok výskumu naftalénového činidla znižujúceho vodu má míľnikový význam pre vývoj prísad do betónu v Číne. V súčasnosti môže činidlo na znižovanie vody zlepšiť mechanické vlastnosti betónu, zlepšiť jednoduchosť výstavby a znížiť spotrebu zdrojov, chrániť životné prostredie, takže sa stalo základnou zložkou cementu a betónu a často sa označuje ako piata zložka cementu a betónu v tomto odvetví. Naftalénové činidlo na znižovanie vody je v súčasnosti uznávané ako najúčinnejšia prísada redukujúca vodu v priemysle a činidlo na znižovanie vody je v Číne široko používané. V dôsledku rozsiahleho používania naftalénového činidla znižujúceho vodu prináša problémy so znečistením a vysokými nákladmi. V tomto dokumente sa z akčného mechanizmu činidla znižujúceho vodu používa zelené a účinné činidlo na zníženie vody naftalénom s nízkymi nákladmi a nízkym znečistením na štúdium výkonnosti cementového betónu s rôznym dávkovaním činidla na zníženie vody naftalénom. Výsledky štúdie poskytujú určitú hodnotu teoretickej referencie a usmernenia pre aplikáciu naftalénového činidla znižujúceho vodu v praktickom inžinierstve.

1 Funkcia a mechanizmus činidla znižujúceho vodu
Po druhé, činidlo znižujúce vodu môže výrazne zlepšiť stavebnú kompatibilitu cementového betónu a znížiť spotrebu energie pri stavebnom miešaní; po tretie, činidlo znižujúce množstvo vody môže znížiť množstvo cementu a vody za predpokladu, že nezníži výkon cementového betónu a mechanické indexy, aby sa znížili náklady na výstavbu.
Dva konce molekulárnej štruktúry činidla redukujúceho vodu sú hydrofilný koniec a hydrofóbny koniec, v procese používania hydrofilný koniec ukazuje na vodu, zatiaľ čo hydrofóbny koniec ukazuje na rozhranie plynu alebo pevnej látky, takže môže znížiť medzifázovú energiu. medzi vodou, plynnou fázou a pevnou fázou tak, aby sa dosiahol efekt disperzie. Pri bežnom procese miešania betónových konštrukcií, keď sa voda pridá do cementu, cement okamžite vytvorí vločkovú štruktúru, ktorá obsahuje veľa vody; ak sa pridá činidlo znižujúce vodu, na jednej strane sa činidlo prichytí k povrchu častíc cementu, čím sa zablokuje kontaktné rozhranie medzi časticami cementu a vodou, a na druhej strane hydrofilný koniec činidla bude adsorbovať určité množstvo molekúl vody, ktoré budú mať lubrikačný účinok na častice cementu, čo uľahčí dispergáciu; hydrofilný koniec ukazuje na vodu, zatiaľ čo hydrofóbny koniec ukazuje na rozhranie plynu alebo pevnej látky. Na druhej strane, hydrofilný koniec činidla znižujúceho vodu bude adsorbovať určité množstvo molekúl vody, ktoré môžu mazať častice cementu a robiť ich ľahšie dispergovateľnými; hydrofilná skupina je záporne nabitá a po adsorbovaní na povrchu častíc cementu budú aj častice cementu negatívne nabité rovnakým nábojom, čo sa navzájom vylúči a častice cementu budú dispergovanejšie, zníži sa množstvo vody, a zlepšiť tekutosť betónu.

2 testovacie suroviny
2.1 Cement
Stupeň pevnosti a dávkovanie cementu priamo súvisia s pracovným výkonom a pevnosťou betónu. Tento test používa cement 32,5R vyrobený spoločnosťou Oriental Hope Chongqing Cement Co., Ltd. index cementu: pevnostný stupeň 32,5 MPa, počiatočný čas tuhnutia 253 min, čas konečného tuhnutia 289 min, štandardná konzistencia 28,2 %, objemová stabilita je kvalifikovaná, špecifický povrch 352 m2 /kg, 3d pevnosť v ohybe 6,4MPa, 28d pevnosť v ohybe 8,7MPa, 3d pevnosť v tlaku 29,6MPa, 28d pevnosť v tlaku 50,2MPa, všetky spĺňajú požiadavky špecifikácie.
2.2 Popolček
Pridávanie popolčeka do cementového betónu znižuje množstvo cementu a zlepšuje celkový výkon betónu. Popolček použitý v tomto teste poskytuje priemyselná pobočka China Railway 16 Bureau Material Trading Co., Ltd. a jeho výkonnostné indexy: jemnosť (45μm zvyšok sita so štvorcovými otvormi) 16,5 %, obsah vlhkosti 0 0,28 %, pomer spotreby vody 103 %, strata horením 3,21 %, index aktivity 28 dní 75 %, čo všetko je v súlade s požiadavkami špecifikácie.
2.3 Súhrn
Kamenivo v cementovom betóne zahŕňa jemné kamenivo a hrubé kamenivo, hrubé kamenivo hrá úlohu skeletu, jemné kamenivo zohráva úlohu výplne, podiel kameniva tvorí 7{{10}} % betónu, takže ukazovatele kameniva výrazne ovplyvňujú jednoduchosť konštrukcie betónu a pevnosť. V tomto teste je jemným kamenivom stredný piesok s modulom jemnosti 2,58, objemovou hmotnosťou 1468 kg/m3, obsahom kalu 1,23 % a všetky indexy jemného kameniva spĺňajú technické požiadavky súčasných špecifikácií. Hrubé kamenivo využíva mechanicky drvený vápencový drvený kameň, maximálna veľkosť častíc 23 mm, ihlica, obsah vločiek 2,9 %, obsah blata 0,15 %, vlhkosť 0,15 %, index drvenia 6,5 ​​%, objemová hmotnosť 2734 kg/m3, objem hustoty 1780 kg/m3, ukazovatele tohto hrubého kameniva spĺňajú aktuálne špecifikácie a technické požiadavky.
2.4 Činidlo na redukciu vody a zámesová voda
Tento experiment využíva naftalénové vysoko účinné činidlo na redukciu vody, ktoré poskytuje Shanghai Yunzhe New Material Co., Ltd. Hlavnou zložkou tohto činidla na redukciu vody je formaldehydový kondenzát naftalénsulfonátu sodného, ​​ktorý je netoxický, nekorozívny, ľahko rozpustný vo vode. a so stabilnými fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Špecifické ukazovatele výkonnosti: 90% prášku, hodnota pH 7 až 9, obsah síranu sodného 15% až 20%, prietok cementovej malty je 240 mm.
Voda použitá v experimentálnom procese je domáca voda autonómneho okresu Shizhu Tujia v obci Chongqing a všetky jej indexy spĺňajú štandard „Normy pre betónovú vodu“ JGJ63-2006.

Po pridaní určitého množstva naftalénového činidla znižujúceho vodu mal pomer voda-cement v betóne klesajúci trend, ale pevnosť betónu vykazovala postupný nárast v trende pevnosti cementového betónu od 3. do 7. dňa. v nižšej limitnej hodnote a pevnosť betónu od 14. d do 60. d v porovnaní s pevnosťou predchádzajúcich 7 d sa výrazne zlepšila, takže možno konštatovať, že naftalénové činidlo redukujúce vodu hrá väčšiu úlohu pri vytváraní pevnosti betónu od 7.d. Preto možno konštatovať, že vodu znižujúce činidlo na báze naftalénu hrá väčšiu úlohu pri tvorbe pevnosti betónu od 7.d do 14.d, čo ukazuje, že voda znižujúca činidlo má väčší vplyv na pevnosť betónu v neskoršom období ako v skoršom období. Pri porovnaní s experimentálnou skupinou bez pridania vodoodpudivého činidla je možné vidieť, že pevnosť betónu vo všetkých stupňoch po pridaní vodoodpudivého činidla podstatne vzrástla, najvýraznejší vplyv má najmä 60d vek betónu a jeho pevnosť sa zvýšila o asi 15 MPa.
Keď je rozsah naftalénového činidla znižujúceho vodu od 1,6 % do 1,8 %, pevnosť betónu v tlaku v každom veku rastie najrýchlejšie. Pre 28d krivku pevnosti v tlaku vyžadovanú normami špecifikácie je možné vidieť, že v porovnaní s pevnosťou vzoriek betónu bez činidla znižujúceho vodu sa pevnosť betónu zvýšila o 10 MPa, keď sa pridalo 1,6 % naftalénového činidla znižujúceho vodu a pevnosť betónu sa zvýšila o 12 MPa, keď sa pridalo 1,8 % naftalénového činidla znižujúceho vodu a je možné dokázať, že pridanie naftalénového činidla znižujúceho vodu môže znížiť spotrebu vody na jednotku cementu a betónu a podstatne zvýšiť pevnosť v tlaku betónu, ale aj zvýšiť pevnosť betónu v tlaku. výrazne zvyšuje pevnosť betónu v tlaku, ale keď je dávka naftalénového činidla znižujúceho vodu viac ako 1,8%, rýchlosť rastu pevnosti betónových vzoriek sa spomalí a pevnosť v tlaku 3d vykazuje nulový rast. Pre komplexný ekonomický rast a rast pevnosti betónu sa odporúča, aby dávka naftalénového činidla znižujúceho vodu bola 1,6 % až 1,8 % z celkovej hmotnosti práškových častíc.
3.2 Vplyv dávkovania naftalénového redukčného činidla na vlastnosti konštrukcie
Podľa proporčnej schémy v tabuľke 1 sa počiatočný čas tuhnutia, čas konečného tuhnutia, spadnutie a iné ukazovatele betónu s rôznym dávkovaním činidla znižujúceho vodu určili v súlade so „Štandardnými skúšobnými metódami pre vlastnosti bežných betónových zmesí“.
 

V betóne zmiešanom s naftalénovým činidlom znižujúcim vodu sa výrazne zlepšil počiatočný a konečný čas tuhnutia cementového betónu a so zvyšujúcim sa množstvom činidla znižujúceho vodu sa postupne zlepšuje čas tuhnutia, rýchlosť zlepšenia prvého rýchleho a potom pomaly a nakoniec sa vyrovnal. Takže pridanie činidla znižujúceho vodu môže byť pre dobu prepravy cementového betónu a dlažby, ale množstvo pridania nie je čím viac, tým lepšie, na jednej strane pridajte príliš veľa, aby ste spôsobili, že konečný čas tuhnutia je príliš dlhý, neprispieva k vytváranie pevnosti betónu, zlepšuje tvorbu pevnosti betónu v dôsledku pomalého zničenia možnosti vonkajších faktorov prostredia, na druhej strane zvyšujú náklady na výstavbu.

S nárastom množstva činidla znižujúceho vodu sa spad betónu najprv zvyšuje a potom klesá, keď je dávka príliš veľká, dôjde k vážnemu javu delaminácie a segregácie. So zvyšujúcim sa množstvom činidla znižujúceho vodu sa súdržnosť betónových vzoriek zlepšuje a zlepšuje. Dávkovanie činidla znižujúceho vodu bolo medzi 1,6 % a 1,8 % a zadržiavanie vody v betóne bolo lepšie.

Na záver možno vidieť, že dávkovanie naftalénového činidla znižujúceho vodu môže v určitom rozsahu zlepšiť konštrukčnú jednoduchosť cementového betónu, preto sa odporúča, aby dávka naftalénového činidla znižujúceho vodu bola 1,6 % až 1,8 % z celkovej hmotnosti tuhého prášku.
4. Záver
(1) Dva konce molekuly činidla redukujúceho vodu sú hydrofilné a hydrofóbne a hydrofilný koniec činidla je nasmerovaný do vody, zatiaľ čo hydrofóbny koniec činidla je nasmerovaný na rozhranie plynu alebo pevnej látky, čo môže znížiť medzifázovú energiu medzi vodou a plynnou fázou a pevnou fázou, aby sa dosiahol efekt disperzie.
(2) Časové obdobie vplyvu vodoodpudivého činidla na pevnosť betónu je 7 až 14 d. V porovnaní s betónom bez prísady redukujúceho vodu sa jeho pevnosť v tlaku 60d zvýšila o cca 15MPa.
(3) Komplexná pevnosť cementového betónu v tlaku, vodno-cementový pomer, počiatočný čas tuhnutia, čas konečného tuhnutia a ekonomické faktory sa odporúčajú k dávke naftalénového činidla znižujúceho vodu 1,6 % až 1,8 % z celkovej hmotnosti tuhého prášku.