Колики утицај има избор додатака за бетон на перформансе бетона?

Континуирани развој кинеске националне економије

Континуирани развој кинеске националне економије довео је до повећане потражње за бетоном, цементом и сродним производима у основној индустријској грађевини и грађевинским секторима. Ова потражња је последично покренула развој индустрије цементних производа и сектора бетона. Међутим, како грађевинска технологија наставља да напредује, људи постављају све веће захтеве за цементом и бетоном. Ови захтеви се огледају у потреби да бетон покаже рану чврстоћу, подесиво време везивања, високу течност, високу издржљивост и лагана својства. Поред тога, постоји захтев за лако формирање, ниске трошкове припреме и једноставне методе очвршћавања. За задовољење ових потреба уведени су додаци бетону.

Додаци бетону се генерално категоришу у агенсе за рану чврстоћу, агенсе за смањење воде, агенсе за увлачење ваздуха и успориваче. Ови додаци се одликују ниским дозама и различитим врстама, што им омогућава да побољшају или побољшају својства очврслог бетона. Истраживање утицаја додатака бетону на перформансе бетона, као и компатибилности између додатака и цемента, је од суштинског значаја за ефикасно коришћење бетонских додатака и максимизирање улоге бетона у грађевинарству.

1. Анализа перформанси додатака бетону

1.1 Утицај компатибилности додатака и цемента на бетон

(1) Свака врста додатка бетону има своју специфичну функционалност. Додавање таквих додатака може побољшати одређене аспекте перформанси бетона. На пример, додавање агенса за смањење воде може повећати флуидност бетона уз одржавање истог садржаја воде или смањити јединични садржај воде уз одржавање исте течности, чиме се повећава чврстоћа бетона и побољшава његова трајност. Концепт компатибилности или некомпатибилности између додатака бетону и цемента може се разумети на следећи начин: Према техничким спецификацијама за примену адитива за бетон, ако се цементу дода испитани и стандардизовани додатак који испуњава одговарајуће захтеве и постигне се жељени ефекат. , онда се цемент и додатак сматрају компатибилним. Насупрот томе, ако се не постигне жељени ефекат, цемент и додатак се сматрају некомпатибилним.

На пример, коришћењем неколико типова обичног портланд цемента и додавањем специфичног средства за смањење воде високих перформанси (које испуњава стандарде квалитета) под идентичним условима припреме, ако једна врста цемента не постигне жељену стопу редукције воде, то указује на некомпатибилност између тог цемента и средства за редукцију воде, док су остали компатибилни. Слично, ако средства за брзо везивање не успеју да произведу очекивани ефекат брзог везивања или успоривачи доводе до погрешног везивања када се помешају са одређеним типовима цемента, то указује на некомпатибилност између додатка и цемента. Готово све врсте додатака имају проблема са компатибилношћу са цементом у различитом степену. Средства за редукцију воде, која се најчешће користе, често показују проблеме некомпатибилности, који се могу манифестовати видљиво и брзо (нпр. лоша течност, ниске стопе редукције воде, стврдњавање мешавине са стварањем топлоте или претерано брз губитак течности).

(2) У једном пројекту коришћена је одређена врста цемента за шахтну пећ и средство за редукцију воде високих перформанси из одређене фабрике. У почетку су резултати били задовољавајући. Међутим, серија цемента помешана са истим додатком је изазвала брзо везивање у бетону, што је резултирало лабавим бетонским структурама и захтевало рушење 800м³ завршеног бетона. Истрага је открила да иако су и цемент и средство за редукцију воде испунили своје стандарде, комбинација је изазвала озбиљне проблеме са квалитетом. Експериментално испитивање је потврдило брзо везивање, које је решено додавањем 0,5%-1.0% дихидратног гипса у цемент, чиме се добија бетон доброг учинка. Ово је показало да је некомпатибилност настала због недовољног садржаја гипса у цементу, упркос испуњавању стандарда за цемент.

(3) Укратко, питања компатибилности између додатака и цемента су сложена и неизбежна у инжењерству. Ови проблеми могу утицати на перформансе апликације и понекад довести до озбиљних инжењерских несрећа и значајних економских губитака. Компатибилност између цемента и додатака је и научно и практично питање које произилази из инжињерских инцидената у стварном свету. Захтева значајну пажњу производних јединица и одељења за инжењерску примену.

1.2 Функције додатака бетону

Ефекти додатака бетону варирају у зависности од врсте. Генерално, додаци могу побољшати флуидност бетона под константним садржајем цемента и воде или смањити садржај воде под константним условима цемента и слијегања, чиме се повећава чврстоћа и издржљивост бетона. Они такође могу да смање употребу цемента и смање трошкове под константном пројектованом чврстоћом и условима пада. Средства за рану чврстоћу повећавају чврстоћу бетона у раној фази и углавном се користе у хитним поправкама и зимској градњи. Средства за смањење воде побољшавају чврстоћу и смањују потрошњу воде уз одржавање конзистенције бетона. Средства за увлачење ваздуха смањују крварење и сегрегацију изазвану мешањем, побољшавајући обрадивост бетона. Успоривачи одлажу време везивања и обично се користе у масовном бетону, бетонирању по топлом времену или транспорту бетона на велике удаљености.

1.3 Утицај средстава за редукцију воде на перформансе бетона

Средства за редукцију воде, првенствено састављена од површински активних агенаса, обично су ањонски сурфактанти. Ови агенси не реагују хемијски са цементом, већ функционишу првенствено кроз пластификацију, укључујући влажење, адсорпциону дисперзију и подмазивање. Ова својства смањују потребу за водом за мешање бетона, побољшавају обрадивост и побољшавају ефекат пластифицирања свеже измешаног бетона.

1.4 Утицај агенаса за увлачење ваздуха на перформансе бетона

Средства за увлачење ваздуха уносе бројне мале, независне мехуриће у бетон, значајно побољшавајући његову обрадивост. У погледу ефикасности редукције воде, средства за увлачење ваздуха могу повећати чврстоћу бетона. Међутим, из перспективе увлачења ваздуха, чврстоћа бетона генерално опада. Сходно томе, бетон који садржи агенсе за увлачење ваздуха или агенсе за редукцију воде који захватају ваздух показује нижи модул еластичности у поређењу са бетоном без ваздушног увлачења, при чему смањење модула еластичности превазилази смањење чврстоће. То је зато што бројни микро-мехурићи у цементној пасти смањују њен модул еластичности.