Ποια είναι η βασική λειτουργία του σκυροδέματος που μειώνει το νερό;

Οι μειωτήρες νερού σκυροδέματος είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πρόσμικτα σκυροδέματος. Τα σχετικά πρότυπα έχουν ορίσει με σαφήνεια τον ορισμό, την ταξινόμηση και τους αντίστοιχους τεχνικούς δείκτες των μειωτήρων νερού, οι οποίοι δεν θα συζητηθούν σε αυτό το άρθρο. Υπάρχουν πολλές προσδοκίες για τους μειωτήρες νερού, όπως η μείωση της χρήσης νερού, η αύξηση της αντοχής, η βελτίωση της ρευστότητας και η εξοικονόμηση τσιμέντου (δεσμευτικά υλικά). Επιπλέον, αναμένεται ότι οι μειωτήρες νερού μπορούν να αντιμετωπίσουν διάφορα ζητήματα εργασιμότητας, όπως η πρόληψη του διαχωρισμού, της αιμορραγίας και της διασποράς φρέσκου σκυροδέματος, ακόμη και η επίλυση προβλημάτων απώλειας καθίζησης. Αυτές οι προσδοκίες αντικατοπτρίζουν μια παρανόηση της απόδοσης των μειωτήρων νερού. Επομένως, αυτή η σειρά άρθρων στοχεύει να συζητήσει την ουσία των μειωτήρων νερού, τον τρόπο χρήσης τους και τον τρόπο προβολής του ρόλου των διάφορων τεχνικών δεικτών των μειωτών νερού.

Τι ρόλο παίζουν πραγματικά οι μειωτήρες νερού στο σκυρόδεμα;Με ακαδημαϊκούς όρους, οι μειωτήρες νερού είναι γνωστοί ως Πλαστικοποιητές, που σημαίνει ότι είναι πρόσμικτα που παρέχουν πλαστικότητα στο φρεσκοανακατεμένο σκυρόδεμα. Το νερό σε μείγματα σκυροδέματος εξυπηρετεί δύο σκοπούς: ο ένας είναι για αντιδράσεις ενυδάτωσης, οι οποίες απαιτούν πολύ μικρή ποσότητα νερού. Υπολογίζεται ότι για την πλήρη αντίδραση όλων των συνδετικών υλικών, η απαιτούμενη ποσότητα νερού είναι μόνο {{0}}.25 φορές η συνολική ποσότητα των συνδετικών υλικών. Αυτό σημαίνει ότι στην αναλογία νερού προς τσιμέντο, μόνο το 0,25 του νερού χρησιμοποιείται για αντιδράσεις ενυδάτωσης. Αυτός ο αριθμός είναι ακόμη και υπερεκτιμημένος επειδή η διαδικασία ενυδάτωσης είναι εξαιρετικά αργή. Είναι γνωστό ότι ακόμη και μετά από 60 χρόνια σκλήρυνσης, υπάρχουν ακόμη μη ενυδατωμένα σωματίδια τσιμέντου στα δείγματα σκυροδέματος. Επομένως, κατά την κατασκευή σκυροδέματος, η ποσότητα του νερού που καταναλώνεται από τις χημικές αντιδράσεις είναι ελάχιστη. Το μεγαλύτερο μέρος του νερού στο σκυρόδεμα χρησιμοποιείται για την παροχή ρευστότητας, δίνοντας πλαστικότητα στο σκυρόδεμα και διευκολύνοντας το χειρισμό και τη διαμόρφωση στην επιθυμητή δομή. Δεν είναι υπερβολή να πούμε ότι όλο το νερό στο σκυρόδεμα κατά το στάδιο της κατασκευής παρέχει ρευστότητα στο σκυρόδεμα.

Υπάρχει κάποιο άλλο υλικό εκτός από το νερό που μπορεί να προσφέρει πλαστικότητα στο σκυρόδεμα;Σιγουρα οχι. Κάποιοι μπορεί να αμφισβητούν εάν οι μειωτήρες νερού μπορούν να αυξήσουν τη ροή.Γιατί λέγεται ότι καμία άλλη πρώτη ύλη εκτός από το νερό δεν μπορεί να παρέχει ρευστότητα στο σκυρόδεμα;Αυτή είναι μια λανθασμένη αντίληψη. Δηλώνουμε ότι το νερό παρέχει πλαστικότητα στο σκυρόδεμα χωρίς να αρνούμαστε ότι οι μειωτήρες νερού μπορούν να αυξήσουν την πλαστικότητα. Η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας μειωτήρα νερού στο σκυρόδεμα αναμφίβολα αυξάνει τη ρευστότητά του. Ωστόσο, εάν δεν προσθέσουμε μειωτές νερού αλλά αντ' αυτού προσθέσουμε μια κατάλληλη ποσότητα νερού, η ρευστότητα και επομένως η πλαστικότητα θα αυξηθούν επίσης. Αν όμως δεν υπάρχει νερό στο σκυρόδεμα, όσο κι αν προστεθεί μειωτήρας νερού, οι πρώτες ύλες δεν μπορούν να διαβραχούν και η τριβή μεταξύ των σωματιδίων παραμένει υψηλή, αφήνοντας το σκυρόδεμα σαν χαλαρή άμμο χωρίς πλαστικότητα. Σε αυτή τη βάση, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι το επαρκές νερό μπορεί να διαβρέξει τις επιφάνειες των πρώτων υλών του σκυροδέματος, να μειώσει την τριβή μεταξύ των σωματιδίων και έτσι να προσφέρει πλαστικότητα στο σκυρόδεμα. Η προσθήκη μειωτών νερού ενισχύει αυτή την επίδραση του νερού. Υπό αυτή την έννοια, η προσθήκη μειωτήρων νερού ισοδυναμεί με την προσθήκη νερού.

Εφόσον ο ουσιαστικός ρόλος των μειωτήρων νερού είναι να αυξάνουν τη ρευστότητα του σκυροδέματος, πώς μπορούμε να εξηγήσουμε τους ισχυρισμούς ότι οι μειωτήρες νερού μπορούν να μειώσουν τη χρήση νερού, να αυξήσουν την αντοχή και να εξοικονομήσουν τσιμέντο;

Εφόσον οι μειωτήρες νερού ενισχύουν την επίδραση του νερού, εάν δεν θέλουμε να αυξήσουμε τη ρευστότητα του σκυροδέματος, μπορούμε να μειώσουμε την ποσότητα του νερού που χρησιμοποιείται ή να μειώσουμε την ποσότητα του νερού που χρησιμοποιείται σε μικρότερο βαθμό για να περιορίσουμε την αύξηση της ρευστότητας. Αυτό είναι το αποτέλεσμα μείωσης του νερού των μειωτήρων νερού.

Γνωρίζουμε ότι η αντοχή του σκυροδέματος επηρεάζεται από την αναλογία νερού προς τσιμέντο. Όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία, τόσο μικρότερη είναι η αντοχή και αντίστροφα. Εάν προσθέσουμε έναν μειωτήρα νερού στο σκυρόδεμα και μειώσουμε την ποσότητα του νερού που χρησιμοποιείται διατηρώντας την ίδια ρευστότητα και την ίδια ποσότητα συνδετικών υλικών, η αναλογία νερού προς τσιμέντο θα μειωθεί, αυξάνοντας έτσι την αντοχή του σκυροδέματος. Εάν μειώσουμε τόσο το νερό όσο και τα συνδετικά υλικά διατηρώντας την ίδια αναλογία νερού προς τσιμέντο και ρευστότητα, μπορούμε να εξοικονομήσουμε συνδετικά υλικά. Αυτή είναι η μέθοδος χρήσης των μειωτήρων νερού, όχι η ουσία τους. Ο λόγος είναι ότι χρησιμοποιούμε τις ιδιότητες των μειωτών νερού για να αλλάξουμε την αναλογία του μίγματος σκυροδέματος, αυξάνοντας έτσι την αντοχή ή εξοικονομώντας συνδετικά υλικά. Θεωρήστε μια αναλογία μίγματος C50: για να επιτευχθεί η απαιτούμενη αντοχή, η αναλογία νερού προς τσιμέντο πρέπει να είναι κάτω από 0.38 και η ποσότητα των συνδετικών υλικών δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 500 kg/m³ λόγω επιπτώσεις της συρρίκνωσης του σκυροδέματος. Αυτό καθορίζει ότι η ποσότητα του νερού δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 190 kg/m³. Ένα τέτοιο μείγμα σκυροδέματος, όταν μετράται για ρευστότητα με τη μέθοδο της καθίζησης, θα έχει τιμή 0 mm, υποδεικνύοντας ότι δεν υπάρχει δυνατότητα ροής και ξηρό, άκαμπτο σκυρόδεμα που απαιτεί ισχυρούς μηχανικούς κραδασμούς για συμπύκνωση. Οι συμβατικές μέθοδοι κατασκευής σκυροδέματος δεν μπορούν να επιτύχουν έκχυση και συμπίεση με ένα τέτοιο μείγμα. Χωρίς αλλαγή της αναλογίας του μίγματος σκυροδέματος, η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας μειωτήρα νερού μπορεί να ρυθμίσει την καθίζηση σε 180-220 mm, ενισχύοντας την πλαστικότητα του σκυροδέματος. Ο βασικός ρόλος των μειωτήρων νερού είναι να αυξάνουν τη ρευστότητα του σκυροδέματος χωρίς να αλλάζουν την αναλογία του μίγματος, βελτιώνοντας έτσι την πλαστικότητα.

Υπάρχουν πολλά δημοφιλή ρητά σχετικά με τους μειωτήρες νερού από σκυρόδεμα, αλλά πιστεύουμε ότι η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας μειωτήρα νερού χωρίς αλλαγή της αναλογίας του μίγματος σκυροδέματος μπορεί να αυξήσει τη ρευστότητα και να βελτιώσει την πλαστικότητα του σκυροδέματος, διευκολύνοντας τις εργασίες κατασκευής. Αυτός είναι ο ουσιαστικός ρόλος των μειωτών νερού στο σκυρόδεμα. Χρησιμοποιώντας αυτή την ιδιότητα και προσαρμόζοντας την αναλογία του μίγματος σκυροδέματος, μπορούμε να επιτύχουμε μειωμένη κατανάλωση νερού, εξοικονόμηση τσιμέντου ή αυξημένη αντοχή.