מהו הסיווג והמנגנון של חומר הפחתת מים בטון

חומר הפחתת מים מתייחס למצב שבו יכולת העבודה של הבטון ומינון המלט נשארים ללא שינוי, יכולים להפחית את צריכת מי הערבוב, לשפר את חוזק הבטון; או בתנאי של יכולת עבודה וחוזק קבועים, שמור את כמות תערובות המלט.

מפחיתי מים על בסיס לינוסולפונט

קטגוריה זו כוללת סידן ליגנוסולפונט (סידן עץ), סודיום ליגנוסולפונט (נתרן עץ), ומגנזיום ליגנוסולפונט (מגנזיום עץ), כאשר סידן עץ הוא הנפוץ ביותר בשימוש.

מפחית מים סידן מעץ עשוי משאריות אלכוהול של עיסת סולפיט או ייצור עיסת סיבים. הוא מעובד באמצעות נטרול עם חלב ליים, ולאחר מכן הסרת סוכר באמצעות תסיסה ביולוגית, אידוי, ריכוז וייבוש בהתזה ליצירת אבקה חומה-צהובה.

המינון האופטימלי של מפחית מי סידן מעץ הוא בדרך כלל {{0}}.2% עד 0.3% ממסת המלט. זה יכול להפחית מים ב-10% עד 15%, להגדיל את חוזק הלחיצה של הבטון 28-ביום ב-10% עד 20%; מבלי להפחית מים, זה יכול להגביר את צניחת הבטון ב-80 עד 100 מ"מ; אם שומרים על חוזק לחיצת בטון מקורי ושפל, זה יכול לחסוך כ-10% מהמלט. למפחית מים סידן עץ יש השפעה מעכבת על בטון; מינונים מוגזמים או שימוש בטמפרטורות נמוכות יכולים לשפר משמעותית את האפקט הזה ועלולים גם להפחית את חוזק הבטון, ולכן נדרשת זהירות במהלך השימוש.

מפחית מים סידן עץ מתאים לפרויקטים כלליים של בטון, ישים במיוחד ליציקה בנפח גדול, בניית החלקה, בטון שאוב ובניית קיץ. זה לא מומלץ לשימוש לבד בבנייה בחורף; בטמפרטורות מינימליות יומיות מתחת ל-5 מעלות, יש להשתמש בו בשילוב עם סוכנים בעלי חוזק מוקדם או חומרי אנטיפריז. כמו כן, הוא אינו מתאים לשימוש בלעדי בבטון מרוחה בקיטור ובטון דחוס כדי למנוע התרופפות פני השטח לאחר ריפוי בקיטור.

מפחיתי מים נפתלין סולפונאט

מפחיתי מים על בסיס נפתלין עשויים מנפטלין או ההומולוגים שלו באמצעות סולפפון ועיבוי מתנול. נכון לעכשיו, בסין, רוב המותגים כמו NNO, NF, FDN, UNF, MF ו-Jian Type I הם מפחיתי מים שאינם גוררים אוויר.

המינון המתאים למפחיתי מים על בסיס נפתלין הוא 0.5% עד 1.0% ממסת המלט, הפחתת מים ב-10% עד 25% והגברת חוזק הבטון 28-יום ביותר מ-20%. מפחיתי מים נפתלין משפרים את הפחתת המים וחוזקם ביעילות ומסתגלים היטב לסוגים שונים של מלט. הם מתאימים להכנת בטון עם חוזק מוקדם, חוזק גבוה, נוזלי ובטון מוארך בקיטור.

מפחית מים שרף מסיס במים

סוג זה של מפחית מים עשוי משרף מסיס במים, כגון שרף מלמין ושרף גומלון, המאופיינים כמפחיתי מים בעלי יעילות גבוהה. בסין, מפחית מים שרף SM הוא אחד ממוצרים כאלה.

מינון מפחית מים SM נע בין {{0}}.5% ל-2.0% ממסת המלט, הפחתת מים ב-15% עד 27%, הגדלת חוזק הבטון 3-יום ב-30% עד 100%, ו28-חוזק יום ב-20% עד 30%. מפחית מים SM מתאים להכנת בטון בעל חוזק גבוה, בטון בעל חוזק מוקדם, בטון נוזלי ובטון מעובד בקיטור.

פונקציות ומנגנונים של מפחיתי מים

מפחיתי מים משפיעים בעיקר על בטון מעורב טרי בכמה דרכים:

הפחתת מים

מנגנון הפחתת המים נובע בעיקר מספיחת מולקולות מפחיתי מים על חלקיקי מלט ופיזור חלקיקים אלו. כאשר מוסיפים לבטון, מפחיתי מים מתפרקים למולקולות אניוניות גדולות וקטיוני מתכת (כגון Na+, Ca2+). מולקולות אניוניות אלו, המציגות תכונות פעילי שטח חזקות, נצמדות לפני השטח של חלקיקי צמנט, מעניקות מטען שלילי וגורמות לפיזור עקב דחייה אלקטרוסטטית. יתר על כן, מכיוון שמפחיתי מים הינם הידרופיליים, שכבת הספיחה יוצרת סרט מומס סביב חלקיקי מלט, מה שמפריע גם להצטברות מלט (אפקט מייצב חלל). פיזור זה של חלקיקי צמנט ואגלומרים משניים משחרר מים ואוויר מהאגרגטים המצונפים, ומשיג הפחתת מים.

אפקט פלסטי

שילוב מפחיתי מים בבטון יכול לשפר משמעותית את נזילותו תוך שמירה על יחס מים-צמנט קבוע, תופעה המכונה פלסטייזציה. מלבד אפקט הפיזור הסופח, מפחיתי מים פועלים גם באמצעות פעולות הרטבה ושימון. עם תכונות אלו, יש צורך בכמות קטנה בלבד של מים כדי לערבב בקלות את הבטון בצורה אחידה, מה שמשפר משמעותית את יכולת העבודה של הבטון הטרי.

הגדר עיכוב

היונים הטעונים המשתחררים על ידי מפחיתי מים במערכת המים המלט יכולים לספוח על פני השטח של חלקיקי המלט, להגדיל את פוטנציאל ה-ζ שלהם, ובכך להרחיב את יציבות המערכת. יתרה מכך, שכבת הספיחה האניונית וסרט המים הנוצרים באמצעות קשר מימן מעכבים גם הם מגע בין חלקיקי צמנט ומים, מאטים את ההידרציה ובכך פועלים כמעכב קבע.

מנגנון הפעולה של מפחיתי מים

מפחיתי מים הם פעילי שטח אופייניים, כאשר לכל סוג יש מבנה מולקולרי הכולל שני חלקים: קבוצה קוטבית וקבוצה לא קוטבית. הקבוצה הקוטבית מתחברת אל פני השטח של חלקיקי מלט, ובעיקר קובעת את הזיקה של מולקולות מפחיתות מים למרכיבים המינרלים של המלט. זה משפיע על התכונות הכימיות והפיזיקליות של כל מולקולת מפחית המים או היון. כאשר מולקולות מפחיתות מים (או יונים) נספגות על פני השטח של רכיבי מינרלי צמנט כשהקבוצה הלא קוטבית פונה החוצה, נוצרת שכבה הידרופוביה, ובכך משפיעה על התכונות ההידרופוביות שלה. בנוסף, הקבוצה הלא קוטבית משפיעה על חוזק ההידבקות של חלקיקי צמנט ועל יכולת הספיחה של הקבוצה הקוטבית.