מפחית מים: מאיפה הם הגיעו?

הדרך להפחתת תכולת המים בתערובת בטון, מבלי להקריב את יכולת העבודה, היא באמצעות תערובות להפחתת מים. מפחית מים ומפלסטלים סופרפלסטיים, בין תערובות בטון אחרות, הפכו חיוניים בתעשיית הבטון המוכנה מחדש. אבל איך נוצרו הניסוחים הכימיים האלה?

מקור מפחית המים

MASSACHUSETTS - ב- 1930 הייתה ל- Cabot Corporation בעיה. כיצרנית עיקרית של שחור פחמן, הבטיחה החברה לקהיל העמים בטון שחור לנתיב האמצעי של כביש ארה"ב 1 באבון. הנתיב הכהה יותר יצביע בפני הנהגים כי המסלול האמצעי נועד למעבר. בדוק דגימות של הבטון של Cabot' עם זאת, המשיך לצאת אפור וכתום - בטח לא כהה מספיק כדי לסמן את הנתיב החולף.

קאבוט פנה לחברת דיואי ואלמי כימיקלים בקיימברידג '. (דיואי ואלמי נרכשו על ידי GCP Applied Technologies (GCP), אז WR גרייס, ב 1954.) דיואי ואלמי ביצעו ניסויים בניידתילן סולפונט פורמונדהייד מעובה (NSFC)) ככלי עזר לתחליב לפולימריזציה של גומי מלאכותי בגז מלאכותי. יכול לאטום תרכובות. בטוח, לאחר שהוחל על הבטון, פיזר ה- NSFC את שחור הפחמן בצורה יפה למדי, מה שיצר פיגמנט שחור אפילו.

אך חשוב מכך, בדיקות חשפו גם כי הבטון חזק יותר באופן מפתיע מאשר הבטון הלא צבעוני. חוקרי דיואי ואלמי הבינו שהם עוסקים במשהו. מחקר נוסף הביא להבנה כי ה- NSFC מפזר את המלט יחד עם הפחמן השחור. זה הוריד את דרישת המים לבטון.

ב- 1932, דיואי ואלמי הגישו בקשה לפטנט על תהליך זה. הפטנט נכתב," השיטה להגדלת הפלסטיות של תערובת בטון בטון המורכבת מהגדלת מספר החלקיקים הבודדים הזמינים להידרציה על ידי פיזור חלקיקי המלט הבודדים בכל המסה המימית על ידי הוספת חומר לפיזור מלט."

אולם בגלל העלות הגבוהה של NSFC באותה עת, דיואי ואלמי חיפשו סוכן פיזור חלופי. ליגנוסולפונט, שהופק מתהליך הגופרת לייצור נייר, נענה כי הצורך בפיזור, אך נטה לגרום לפיגור רב מדי של המלט. מחקר נוסף חשף כי תוספת של כמויות קטנות של תרכובות, המכונות אמין אלקנול, שללה חלק גדול מפיגור המלט. יותר פטנטים הונפקו. התרחבה גם לעזרי שחיקה לייצור מלט המבוססים על אותה טכנולוגיה. תשומת לב יתר-ממוקדת זו למחקר ופיתוח תערובות, יחד עם התועלת הכלכלית החזקה, הביאה לקבלה מהירה של מפחית מים לבטון.

קדימה 30 שנים קדימה. חוקרים יפנים וגרמנים גילו NSFC המיוצרים במיוחד וחומר דומה שנקרא מלמין סולפונט פורמונדהייד קונדונד (MSFC) ניתן לנסח ולהזריק לבטון במינונים גבוהים יותר כדי להשיג את מה שאנו מכנים כיום" superplasticizers," שמניבים הפחתת מים של 12-20%. אלה הפכו קריטיים לבטון בעל ביצועים גבוהים, בביקוש גבוה. לדוגמה, המעבר מפלדה למסגרות בטון במבנים רבי קומות לא היה אפשרי ללא טכנולוגיית סופר-פלסטייז.

לאחרונה, פוליקרבוקסילטים (PCE' ים) פגעו בתעשייה וכעת הם הטכנולוגיה הדומיננטית להפחתת מים לבטון. הכימיה שלהם מאפשרת מידה נרחבת של כוונון עדין לתכונות שונות בבטון. מחקרים מתרחשים בכל העולם כדי לשפר אותם עוד יותר.

מערכת זו מתקדמת ממנפת את האינטרנט של הדברים (IoT) כדי לפקח, למדוד ולנהל את שפל הבטון בין מפעל לאתר עבודה, באמצעות תוספות מים אוטומטיות ותערובות במשאית המוכנת' תוף מסתובב.