למה משמשים פוליקרבוקסילטים?

למה משמשים פוליקרבוקסילטים?

 

מפחית המים בעל הביצועים הגבוהים על בסיס פוליקרבוקסילטים הוא הדור השלישי של מפחיתי מים בעלי ביצועים גבוהים, שפותחו לאחר מפחיתי המים הקונבנציונליים המיוצגים על ידי ליגנוסולפונט ומפחיתי המים בעלי היעילות הגבוהה המיוצגים על ידי מוצרים מבוססי נפתלין. כיום זהו מפחית המים המתקדם, המתוחכם מבחינה טכנולוגית, המבטיח ובעל הביצועים הטובים ביותר בעולם. מפחית מים בעל ביצועים גבוהים המבוססים על PC polycarboxylate מייצג את הטכנולוגיה החדישה במפחיתי מים. השוואות ביצועים עם מוצרים מקומיים ובינלאומיים דומים הראו כי מפחית המים בעל הביצועים הגבוהים המבוססים על PC-polycarboxylate הגיע לרמה המתקדמת הבינלאומית הנוכחית במונחים של מדדי ביצועים טכניים וחסכוניות.

מאפייני ביצועים

• מינון נמוך וקצב הפחתת מים גבוה: שיעור הפחתת המים יכול להגיע עד 45%, מה שהופך אותו למתאים להכנת בטון בעל חוזק גבוה וביצועים גבוהים.
• אובדן שפל מינימלי: אובדן השפל של בטון מעורבב מראש הוא פחות מ-15% תוך 2 שעות, מה שמועיל ביותר להובלה ושאיבת בטון מסחרי למרחקים ארוכים.
• יכולת עבודה בטון טובה: בטון שהוכן עם מפחיתי מים בעלי ביצועים גבוהים על בסיס PC פוליקרבוקסילאט אינו מפגין הפרדה או דימום משמעותיים גם בשפל גבוה, וצבע הבטון הוא אחיד. זה יתרון רב להכנת בטון בעל יכולת זרימה גבוהה, בטון פילוס עצמי, בטון דחיסה עצמית ובטון בעל פנים בהיר. כאשר משתמשים בו לבטון בדרגה גבוהה, הוא מספק יכולת עבודה ולכידות טובה, מה שהופך את הבטון לקל לערבוב.
• הצטמקות בטון נמוכה: זה יכול להפחית באופן משמעותי את התכווצות הבטון, ולשפר מאוד את יציבות הנפח ואת העמידות של הבטון.
• תוכן אלקלי נמוך מאוד: תוכן האלקלי הוא פחות או שווה ל-0.2%.
• יציבות מוצר טובה: לא מתרחשת שקיעה או התגבשות בטמפרטורות נמוכות.
• ידידותי לסביבה: המוצר אינו רעיל ואינו מזיק, מה שהופך אותו למוצר ירוק וידידותי לסביבה התומך בפיתוח בר קיימא.
• יתרונות כלכליים טובים: עלות הפרויקט הכוללת נמוכה יותר מאשר שימוש בסוגים אחרים של מוצרים.
• בעיית תאימות: החיסרון היחיד עשוי להיות בעיית התאימות עם מלט וחומרים צמנטיים אחרים. מפחיתי מים על בסיס פוליקרבוקסילטים הם בין התוספים הבלתי מתאימים ביותר למלט. לכן, חיוני לערוך בדיקות תאימות עם מלט וחומרים צמנטיים אחרים לפני השימוש כדי לקבוע את הביצועים שלהם, וזו נקודה ראויה לציון.

מנגנון פעולה

אפקט הפחתת המים הוא תפקיד חשוב של חומרים פעילי שטח בתהליך הידרציה של המלט. מפחיתי מים יכולים להפחית את צריכת המים ביחידה מבלי להשפיע על יכולת העבודה של הבטון או לשפר את יכולת העבודה של הבטון מבלי לשנות את צריכת המים היחידה. הם יכולים גם להשיג את שתי ההשפעות בו זמנית מבלי לשנות באופן משמעותי את תכולת האוויר של התערובת. נכון לעכשיו, כל מפחיתי המים הבטון שבהם נעשה שימוש הם פעילי שטח, במיוחד פעילי שטח אניונים.

כאשר מערבבים מלט ומים, מתרחשת תגובת הידרציה, המייצרת כמה מבנים מוקצפים אשר עוטפים הרבה מי ערבוב, ובכך מפחיתה את יכולת העבודה של בטון מעורב טרי (הידוע גם כעבודה, המתייחסת בעיקר ליכולת של בטון טרי לשמור על אחידות ודחיסות במהלך הבנייה, כגון ערבוב, הובלה ויציקה, מבלי לגרום להפרדה). כדי לשמור על יכולת העבודה הנדרשת במהלך הבנייה, יש להגדיל את מי הערבוב בהתאם. עם זאת, הגדלת תכולת המים תיצור נקבוביות רבות מדי במבנה אבן הצמנט, ופוגעת קשות בתכונות הפיזיקליות והמכניות של בטון מוקשה. אם ניתן לשחרר את המים המובלעים הללו, ניתן להפחית משמעותית את צריכת המים של הבטון. במהלך הכנת הבטון, הוספת כמות מתאימה של מפחית מים יכולה להשיג אפקט זה.

לאחר הוספת מפחיתי מים לבטון, הקבוצות ההידרופוביות של מפחיתי המים נספגות על פני השטח של חלקיקי צמנט, בעוד הקבוצות ההידרופיליות מצביעות לעבר תמיסת המים, ויוצרות סרט ספיחה של שכבה אחת או רב מולקולרית. בשל ספיחה כיוונית של חומרים פעילי שטח, פני השטח של חלקיקים קולואידים מלט נושאים את אותו מטען. בפעולה של דחיית מטען דומה, לא רק שניתן לשמור את מערכת המים המלט במצב מרחף יציב יחסית, אלא שהיא יכולה גם לפזר ולפרק את המבנים המצונפים שנוצרו בשלב הראשוני של הידרציה של המלט, ובכך לשחרר את המים בתוך המלט. מבנים מפוצלים והשגת מטרת הפחתת המים.

הוספת מפחיתי מים לא רק משפרת את יכולת העבודה של בטון שזה עתה מעורבב אלא גם מפחיתה משמעותית את יחס המים-צמנט בבטון, מקטינה את נפח הנקבוביות בתוך אבן הצמנט, הופכת את אבן הצמנט לדחוסה יותר ומשפרת משמעותית את חוזק הלחיצה של הבטון. תוספת של מפחיתי מים משפיעה גם על מהירות ההידרציה וזמן ההתייצבות של המלט, שהם מאפיינים חשובים ביישומים מעשיים.