Τι είναι οι μειωτήρες νερού;

Τι είναι ο Μειωτής Νερού;
Ο μειωτήρας νερού είναι ένα πρόσθετο που χρησιμοποιείται στο σκυρόδεμα που μειώνει την ποσότητα του νερού ανάμιξης και βελτιώνει την αντοχή του σκυροδέματος χωρίς να αλλάζει την εργασιμότητα ή την περιεκτικότητα σε τσιμέντο. ή μπορεί να εξοικονομήσει τσιμέντο χωρίς να αλλάξει η εργασιμότητα και η αντοχή του σκυροδέματος.

Τύποι Μειωτήρες Νερού
Οι μειωτήρες νερού κατηγοριοποιούνται κυρίως ανάλογα με τη χημική τους σύσταση σε μειωτήρες με βάση λιγνοσουλφονικά, με βάση τη ναφθαλίνη, υδατοδιαλυτή ρητίνη, με βάση τη μελάσα και σύνθετους μειωτήρες νερού.

Μειωτήρες νερού με βάση λιγνοσουλφονικά
Αυτά περιλαμβάνουν λιγνοσουλφονικό ασβέστιο (ασβέστιο ξύλου), λιγνοσουλφονικό νάτριο (νάτριο ξύλου), λιγνοσουλφονικό μαγνήσιο (μαγνήσιο ξύλου) κ.λπ. Μεταξύ αυτών, οι μειωτήρες νερού ασβεστίου ξύλου είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι.

Οι μειωτήρες νερού ασβεστίου ξύλου παρασκευάζονται από το υπόλοιπο θειώδες υγρό χαρτοποιίας ή πολτό ινών, εξουδετερώνονται με γάλα ασβέστη και στη συνέχεια υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω βιολογικής ζύμωσης για την αφαίρεση της ζάχαρης, της συγκέντρωσης εξάτμισης και της ξήρανσης με ψεκασμό για να παραχθεί μια καφεκίτρινη σκόνη.

Η κατάλληλη δόση του μειωτήρα νερού ασβεστίου ξύλου είναι γενικά {{0}}.2% έως 0,3% της μάζας του τσιμέντου. Ο ρυθμός μείωσης του νερού είναι 10% έως 15%, και η αντοχή σε θλίψη του σκυροδέματος 28-ημέρα μπορεί να αυξηθεί κατά 10% έως 20%. Χωρίς μείωση του νερού, η καθίζηση του σκυροδέματος μπορεί να αυξηθεί κατά 80 έως 100 mm. Εάν η αντοχή σε θλίψη και η καθίζηση παραμένουν αμετάβλητες, η περιεκτικότητα σε τσιμέντο μπορεί να μειωθεί κατά περίπου 10%. Οι μειωτήρες νερού ασβεστίου ξύλου έχουν επιβραδυντική επίδραση στο σκυρόδεμα και η υπερβολική χρήση ή χρήση σε χαμηλές θερμοκρασίες μπορεί να κάνει πιο έντονο αυτό το επιβραδυντικό αποτέλεσμα, γεγονός που μπορεί να μειώσει την αντοχή του σκυροδέματος. Απαιτείται προσοχή κατά τη χρήση.

Οι μειωτήρες νερού ασβεστίου ξύλου είναι κατάλληλοι για γενικές εργασίες σκυροδέματος, ειδικά για εκχύσεις μεγάλου όγκου, ολισθηρές κατασκευές, αντλήσιμο σκυρόδεμα και καλοκαιρινές κατασκευές. Δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνα τους για χειμερινή κατασκευή και θα πρέπει να χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με πρώιμης αντοχής ή αντιψυκτικά όταν η χαμηλότερη ημερήσια θερμοκρασία είναι κάτω από 5 βαθμούς. Οι μειωτήρες νερού ασβεστίου ξύλου δεν πρέπει επίσης να χρησιμοποιούνται μόνοι για σκυρόδεμα σκληρυνόμενο με ατμό ή προεντεταμένο σκυρόδεμα για να αποφευχθεί η χαλάρωση της επιφάνειας μετά τη σκλήρυνση.

Μειωτήρες νερού με βάση τη ναφθαλίνη
Οι μειωτήρες νερού με βάση το ναφθαλίνη κατασκευάζονται με σουλφόνωση της ναφθαλίνης ή των παραγώγων της και στη συνέχεια συμπύκνωση με μεθανόλη. Τα κοινά προϊόντα περιλαμβάνουν τους μειωτήρες νερού NNO, NF, FDN, UNF, MF και Building Type I, οι περισσότεροι από τους οποίους δεν συμπαρασύρουν τον αέρα.

Η κατάλληλη δόση του μειωτήρα νερού με βάση τη ναφθαλίνη είναι 0.5% έως 1.0% της μάζας του τσιμέντου, με ποσοστό μείωσης νερού από 10% έως 25% και το {{7} }η ισχύς της ημέρας μπορεί να αυξηθεί πάνω από 20%. Οι μειωτήρες νερού με βάση τη ναφθαλίνη έχουν καλή δράση μείωσης του νερού και προσαρμόζονται σε διάφορους τύπους τσιμέντου. Είναι κατάλληλα για την κατασκευή σκυροδέματος πρώιμης αντοχής, υψηλής αντοχής, ρέοντος και σκληρυμένου με ατμό.

Υδατοδιαλυτή ρητίνη Μειωτήρες νερού
Αυτοί οι μειωτήρες νερού είναι κατασκευασμένοι από υδατοδιαλυτές ρητίνες όπως η ρητίνη μελαμίνης και η ρητίνη γουμαρόνης. Πρόκειται για μειωτήρες νερού υψηλής απόδοσης με σημαντικά αποτελέσματα βελτίωσης. Τα εγχώρια προϊόντα περιλαμβάνουν μειωτήρες νερού ρητίνης SM.

Οι μειωτήρες νερού SM χρησιμοποιούνται στο {{0}},5% έως 2,0% της μάζας του τσιμέντου, με ποσοστό μείωσης νερού από 15% έως 27%. Η αντοχή σε θλίψη 3-ημέρας μπορεί να αυξηθεί κατά 30% έως 100%, και η αντοχή 28-ημέρας μπορεί να αυξηθεί κατά 20% έως 30%. Οι μειωτήρες νερού SM είναι κατάλληλοι για την κατασκευή σκυροδέματος υψηλής αντοχής, σκυροδέματος πρώιμης αντοχής, ρέοντος σκυροδέματος και σκυροδέματος σκληρυνόμενου με ατμό.

Λειτουργίες και Μηχανισμοί Μειωτών Νερού
Οι κύριες επιδράσεις των μειωτών νερού στο φρέσκο ​​σκυρόδεμα είναι οι εξής:

Μείωση νερού
Ο μηχανισμός μείωσης του νερού οφείλεται κυρίως στην προσρόφηση του μειωτήρα νερού στα σωματίδια τσιμέντου και στη διασπορά των σωματιδίων τσιμέντου από τον μειωτήρα νερού. Μετά την προσθήκη ενός μειωτή νερού στο σκυρόδεμα, τα μεγάλα μόρια ανιονικών ομάδων και κατιόντων μετάλλων (όπως Na+ και Ca2+) διασκορπίζονται. Τα ισχυρά επιφανειοδραστικά ανιόντα στα μεγάλα μόρια προσροφούνται στην επιφάνεια των σωματιδίων του τσιμέντου, καθιστώντας τα αρνητικά φορτισμένα. Η απώθηση μεταξύ σωματιδίων του ίδιου φορτίου προκαλεί τη διασπορά τους. Επιπλέον, ο μειωτήρας νερού είναι υδρόφιλος και το προσροφημένο στρώμα γύρω από τα σωματίδια τσιμέντου είναι μια διαλυτωμένη μεμβράνη, η οποία επίσης εμποδίζει τα σωματίδια τσιμέντου να συσσωρεύονται (φαινόμενο προστασίας του χώρου), διασκορπίζοντας έτσι τα σωματίδια τσιμέντου και απελευθερώνοντας νερό και αέρα που περιέχονται σε πηγμένες κροκίδες. επίτευξη του στόχου της μείωσης του νερού.

Πλαστικοποιητικό αποτέλεσμα
Όταν προστίθεται ένας μειωτήρας νερού στο σκυρόδεμα, αυξάνει σημαντικά την εργασιμότητά του, ενώ διατηρεί την αναλογία νερού-τσιμέντου αμετάβλητη, η οποία αναφέρεται ως το φαινόμενο πλαστικοποίησης. Αυτή η επίδραση οφείλεται στην επίδραση προσρόφησης και διασποράς καθώς και στα αποτελέσματα διαβροχής και λίπανσης του μειωτήρα νερού. Χάρη σε αυτές τις ενέργειες, μια μικρή ποσότητα νερού αρκεί για την ομοιόμορφη ανάμιξη του σκυροδέματος, βελτιώνοντας την εργασιμότητα του φρέσκου σκυροδέματος.

Επιβράδυνση
Τα ιόντα που απελευθερώνονται από τον μειωτήρα νερού στο σύστημα τσιμέντου-νερού μπορούν να προσροφηθούν στην επιφάνεια των σωματιδίων τσιμέντου, αυξάνοντας το δυναμικό ζήτα τους, γεγονός που παρατείνει το χρόνο σταθεροποίησης του συστήματος. Επιπλέον, το ανιονικό φιλμ προσρόφησης και το στρώμα νερού που δεσμεύει υδρογόνο που σχηματίζεται μπορεί να εμποδίσουν την επαφή μεταξύ των σωματιδίων τσιμέντου και του νερού, επιβραδύνοντας έτσι τη διαδικασία ενυδάτωσης και επιτυγχάνοντας επιβραδυντικό αποτέλεσμα.

Μηχανισμός Δράσης Μειωτών Νερού
Οι μειωτές νερού είναι τυπικοί επιφανειοδραστικοί παράγοντες. Η μοριακή δομή οποιουδήποτε μειωτήρα νερού περιλαμβάνει δύο μέρη: μια πολική ομάδα και μια μη πολική ομάδα. Η πολική ομάδα προσροφάται στην επιφάνεια των σωματιδίων του τσιμέντου και καθορίζει κυρίως τη συγγένεια του μορίου του μειωτή νερού για τα ορυκτά συστατικά του τσιμέντου. Αυτό αντανακλάται στις χημικές και φυσικές ιδιότητες ολόκληρου του μορίου ή του ιόντος του μειωτήρα νερού. Όταν το μόριο του μειωτήρα νερού (ή το ιόν) προσροφάται στην επιφάνεια των ορυκτών τσιμέντου, η μη πολική ομάδα βλέπει προς τα έξω, σχηματίζοντας μια υδρόφοβη μεμβράνη, επηρεάζοντας έτσι την υδροφοβικότητα. Εν τω μεταξύ, η μη πολική ομάδα επηρεάζει επίσης την πρόσφυση του σωματιδίου τσιμέντου και την ικανότητα προσρόφησης της πολικής ομάδας.

Εξελίξεις στους Μειωτήρες Νερού

Συνήθεις Μειωτήρες Νερού
Κυρίως το λιγνοσουλφονικό και τα παράγωγά του, συμπεριλαμβανομένου του λιγνοσουλφονικού ασβεστίου και του λιγνοσουλφονικού νατρίου, γνωστά ως μειωτήρες M-water, αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1950. Οι λιγνοσουλφονικοί μειωτές νερού είναι ανιονικά τασιενεργά με υδρόφιλες ιδιότητες, που προσροφούνται στην επιφάνεια σωματιδίων τσιμέντου για να πυκνώσουν το διαλυτωμένο υδατικό φιλμ, να αυξήσουν το ηλεκτροκινητικό δυναμικό και να βοηθήσουν στη διασπορά των σωματιδίων τσιμέντου, με επιβραδυντικό αποτέλεσμα.

Υψηλής απόδοσης μειωτήρες νερού
Αυτές είναι κυρίως πολυσουλφονικές ενώσεις όπως συμπυκνώματα ναφθαλινοσουλφονικής φορμαλδεΰδης, πολυκυκλικά αρωματικά σουλφονικά και συμπυκνώματα μελαμινοσουλφονικής φορμαλδεΰδης. Η χρήση αυτών των μειωτών νερού υψηλής απόδοσης ξεκίνησε στην Ιαπωνία και τη Δυτική Γερμανία τη δεκαετία του 1960 και αναπτύχθηκαν και εφαρμόστηκαν στην Κίνα τη δεκαετία του 1970. Έχουν φέρει επανάσταση στη βιομηχανία σκυροδέματος με τη χρήση τους για τη διαμόρφωση αντλήσιμου σκυροδέματος και τη βελτίωση της απόδοσης του σκυροδέματος.

Μειωτήρες νερού ειδικής επίδρασης
Πρόκειται κυρίως για ενώσεις που βασίζονται σε πολυκαρβοξυλικά, συμπεριλαμβανομένου του πολυακρυλικού και των συμπολυμερών του, και των συμπολυμερών μηλεϊνικού οξέος, που αναπτύχθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Οι πρόσφατες εξελίξεις οδήγησαν σε μια ποικιλία σύνθετων πολυακρυλικών μοσχευμάτων συμπολυμερών με διαφορετικά χαρακτηριστικά, τα οποία έχουν εφαρμοστεί ευρέως. Οι μειωτήρες νερού ειδικής επίδρασης έχουν ισχυρή επίδραση διασποράς στον πολτό τσιμέντου λόγω της μοριακής προσρόφησης του μειωτήρα νερού στην επιφάνεια των σωματιδίων τσιμέντου. Η ικανότητα διασποράς εξαρτάται από την ηλεκτροστατική απώθηση μεταξύ σωματιδίων με το ίδιο φορτίο και τη στερική παρεμπόδιση που παράγεται από το στρώμα προσρόφησης.

Σύνθετοι μειωτήρες νερού υψηλής απόδοσης
Αυτά συνδυάζουν δύο ή περισσότερους μειωτήρες νερού υψηλής απόδοσης σε ορισμένες αναλογίες για να συμπληρώνουν ο ένας τα δυνατά σημεία του άλλου και να μετριάζουν τις αδυναμίες, με αποτέλεσμα συνεργιστικά αποτελέσματα. Αυτή η προσέγγιση είναι μια σημαντική διαδρομή για την προετοιμασία μειωτών νερού υψηλής απόδοσης και υψηλής απόδοσης.