מהו מנגנון הפעולה של חומר הפחתת מים בטון

1. תפקידם של מפחיתי מים בטון

מפחיתי מים מבטון הם תוספים שיכולים להפחית את כמות מי הערבוב הנדרשת תוך שמירה על אותה שפל. הם מסווגים על סמך שיעורי הפחתת המים שלהם למפחיתי מים רגילים, בעלי יעילות גבוהה ובעלי ביצועים גבוהים.

ניתן לסווג את הפונקציות העיקריות של מפחיתי מים לארבעה סוגים: הגברת נזילות, שיפור חוזק הבטון, חיסכון במלט ושיפור עמידות הבטון.

• 01 הגברת נזילות

עם נפח מים קבוע ויחס מים-צמנט, ניתן להגדיל את יכולת הזרימה של הבטון ב-100 עד 200 מ"מ מבלי להשפיע על חוזקו.

• 02 שיפור חוזק בטון

בתנאים שבהם נזילות ותכולת המלט נותרות ללא שינוי, ניתן להפחית את מי הערבוב ב-10% עד 40%, מה שמוביל ליחס מים-צמנט נמוך יותר וכתוצאה מכך לשיפור חוזק הבטון.

• 03 חיסכון במלט

על ידי שמירה על נזילות וחוזק בטון, ניתן להפחית הן את מי הערבוב והן את כמות המלט בשימוש.

• 04 שיפור עמידות הבטון

שילוב מפחיתי מים יכול לשפר ביעילות את האטימות ועמידות ההקפאה-הפשרה של בטון, כמו גם לשפר את חוזק הקשר בין חיזוק פלדה לבטון.

2. כיצד מפחיתי מים משיגים הפחתת מים

מדוע מפחיתי מים יעילים בהפחתת תכולת המים? אנחנו צריכים להתחיל עם מלט.

במהלך תהליך הערבוב, המינרלים במלט מכילים רכיבים בעלי מטענים שונים. המשיכה בין מטענים חיוביים לשליליים מביאה להיווצרות מבנה מקולקלת בבטון, העלול להתרחש גם עקב תנועה תרמית של חלקיקי צמנט המתנגשים ומושכים זה את זה במים.

מבנה קנופי זה עוטף חלק ממי הערבוב, ומפחית את כמות המים הפנויים. כאשר מוסיפים מפחית מים, ניתן לראות את ההשפעות שלו בארבעת ההיבטים הבאים: שימון, פיזור, הפרעה סטרית והשפעות קופולימר שתל לשחרור איטי.

• 01 שימון

מפחיתי מים מכילים קבוצות הידרופיליות קוטביות חזקות, היוצרות סרט מי פתרון יציב על פני חלקיקי המלט. לסרט מים זה תכונות סיכה מצוינות, המפחיתות ביעילות את התנגדות ההחלקה בין חלקיקי צמנט, ומשפרת עוד יותר את יכולת הזרימה של הבטון.

• 02 פיזור

כאשר מלט מעורבב עם מים, הידרציה גורמת לחלקיקי המלט לפתח מבנה דו-שכבתי, ויוצרים סרט מי פתרון. החלקיקים נושאים מטענים שונים, מה שמוביל לאינטראקציות מלוכדות היוצרות מבנה מוקצף, הגורם ל-10% עד 30% ממי הערבוב להיות מובלעים ולא זמינים לזרימה חופשית ושימון, ובכך להשפיע על יכולת הזרימה של תערובת הבטון.

עם הוספת מפחית מים, המולקולות יכולות להתמצא על פני חלקיקי המלט, ולגרום להן לשאת את אותו מטען (בדרך כלל שלילי). זה מוביל לדחייה אלקטרוסטטית, מקדם פיזור בין חלקיקי מלט, פירוק המבנה המצומר, ושחרור המים המובלעים כדי להשתתף בזרימה, ובכך למעשה להגדיל את יכולת הזרימה של תערובת הבטון.

• 03 מכשול סטרי

המבנה של מפחיתי מים כולל שרשראות צד הידרופיליות הנמשכות לתוך התמיסה, ויוצרות שכבת ספיחה הידרופלית עבה על פני חלקיקי הצמנט. כאשר חלקיקי מלט מתקרבים זה לזה, שכבה זו מתחילה לחפוף, וליצור מכשול סטרי. ככל שמתרחשת חפיפה רבה יותר, כך החסימה הסטרית גדולה יותר, המעכבת את כוחות הלכידות בין חלקיקי המלט, ומבטיחה שימור טוב של שקיעה בבטון.

04 Graft Copolymer אפקט שחרור איטי

במהלך הכנת מפחיתי מים חומצה פוליקרבוקסילית, כמה שרשראות צד מושתלות על המולקולות. שרשראות צד אלו לא רק מספקות מכשול סטרי, אלא גם ניתנות לבקעה הדרגתית בסביבה בעלת הבסיסיות הגבוהה של הידרציה בצמנט, תוך שחרור חומרי פיזור כגון חומצה פוליקרבוקסילית. זה משפר את פיזור חלקיקי המלט ושולט באובדן שפל.