Zašto je vašoj betonskoj mješavini potreban dodatak superplastifikatora visoke razine za smanjenje vode (i Kada to preskočiti)

Kratak odgovor: dodatak superplastifikatora visokog raspona koji smanjuje vodu jedini je najučinkovitiji alat koji imamo za razbijanje starog kompromisa između betona snaga i obradivost. Omogućuje nam smanjenje vode 12 do 30 postotak dok je smjesa dovoljno tekuća za pumpanje, mjesto, i završiti bez borbe. Ali ovdje je poenta – koristiti ga pogrešno, i cijeli dan ćeš ganjati pad, boriti se protiv segregacije, ili završiti s betonom koji se stvrdne prije nego što ga možete izvaditi iz kamiona. Vidio sam da se to događa na gradilištima, od visokih jezgri u Dubaiju do montažnih dvorišta u Ohiu. Ovo nije teorija. To je ono što smo naučili na teži način.

Što je točno dodatak superplastifikatora visoke razine za smanjenje vode?

Skraćeno ga zovemo HRWR, ali službena oznaka prema ASTM C494 je Tip F (visoki raspon voda smanjivanje) ili tip G (visoki raspon smanjenja i usporavanja vode). To je kemijska smjesa dizajnirana da učini jednu stvar izuzetno dobro: deflokulirati čestice cementa. U standardnoj mješavini, zrnca cementa imaju tendenciju skupljanja, zadržavanje vode koja ne čini ništa za obradivost. Ta zarobljena voda je potrošena. HRWR raspršuje te nakupine, oslobađajući vodu za podmazivanje paste. Rezultat je dramatično smanjenje potražnje za vodom bez gubitka pada. Govorimo o ukočenju, zero-slump mix u tekući, samonivelirajuća – ili obrnuto, uzimajući tu istu mješavinu i održavajući je krutom dok se smanjuje sadržaj vode za čudovišnu tlačnu čvrstoću.

Kako to radi? Znanost koju zapravo koristimo

Dva mehanizma dominiraju u djelovanju modernih dodataka superplastifikatora visokog raspona koji smanjuju vodu. Prvi, elektrostatska disperzija. Molekule u primjesa adsorbira se na površinu čestica cementa, dajući im snažan negativan naboj. Kao što se naboji odbijaju, pa se čestice međusobno guraju. Ovo je starija tehnologija, i radi, ali ima slabost – odbojnost se tijekom vremena može ekranizirati ionima u otopini pora, što dovodi do gubitka pada. Zato vidite neke tipove na Redditu kako se žale da im se beton ukrutio 20 minuta. Drugi, i još važnije za danas, sterička smetnja. Noviji polikarboksilatni eter (PCE) superplastifikatori imaju duge bočne lance koji fizički blokiraju čestice da im se dovoljno približe da flokuliraju. Ovo je daleko robusnije. Dulje održava disperziju, čak i u visokoalkalnom okruženju. Oba smo testirali jedan pored drugoga u laboratoriju. Razlika nije suptilna.

Stvarni pokazatelji učinka koji su važni

Zaboravite marketinške brojke. Što nas briga oko na poslu su tri stvari: početni pad, slump retention, i kompatibilnost.

• Početni pad: Kvalitetan HRWR trebao bi vam omogućiti da pogodite a 9- do 10-inčnog pada od mješavine koja bi vam inače dala 3 inča. Ako to ne vidite, vaša doza je isključena, ili se vaš cement bori protiv primjesa.
• Zadržavanje pada: Trebaš barem zadržati taj pad 45 do 60 minuta u normalnim uvjetima. Ako brže otpadne, ili predozirate smjesu za ubrzavanje, ili vaš superplastifikator nije dizajniran za vašu kemiju cementa. Provjerite ravnotežu sulfata.
• Kompatibilnost: Ovo je skrivena zamka. Dodatak superplastifikatora visokog raspona koji smanjuje vodu može savršeno raditi s cementom tipa I/II iz jedne tvornice i pretvoriti se u beskoristan gel s cementom tipa III iz druge. Vidjeli smo da se to dogodilo. Krivac je obično sadržaj C3A u cementu. Visoki C3A cementi (nad 8 postotak) može potrošiti superplastifikator prije nego što ima priliku djelovati. Rješenje je ili drugačija kemija smjese ili dodavanje HRWR-a kasnije u ciklusu doziranja.

Tamo gdje vam je HRWR apsolutno potreban

Imamo tri primarna slučaja upotrebe o kojima se ne može pregovarati.

Beton visokih performansi (HPC). Ako ciljate 8,000 psi ili više, smanjujete svoj omjer vode i cementa ispod 0.35. Bez redukcije vode visokog raspona superplastifikator primjesa, ta mješavina je neizvediva. Bit će suho, kameni nered koji nijedan vibrator ne može popraviti. HRWR vam omogućuje da ga postavite, učvrstiti ga, i dobiti gustu mikrostrukturu potrebnu za trajnost.

Samokonsolidirajući beton (SCC). Ovo je poster za superplastifikatore. SCC se u potpunosti oslanja na dodatak kako bi se postigla fluidnost potrebna za protok kroz zagušenu armaturu bez vibracija. Koristili smo ga na stupovima stupova mostova s ​​razmakom od armaturnih šipki tako tijesnim da niste mogli staviti olovku između njih. Pa HRWR, nema SCC. Razdoblje.

Pumpani beton za visoke konstrukcije. Kada pumpate beton 300 stopala okomito, potrebna vam je mješavina koja je dovoljno kohezivna da se ne razdvaja, ali dovoljno tekuća da prođe kroz liniju. Dodatak superplastifikatora visokog raspona koji smanjuje vodu daje vam tu ravnotežu. Vidjeli smo poslove gdje je rukovatelj pumpe mogao osjetiti razliku u tlaku u cjevovodu – glatkije, lakše pumpanje, i manje trošenje opreme.

Najčešće pogreške koje vidimo (i kako ih izbjeći)

Evo što ljude dovodi u nevolje. Prvi, predoziranje. Primamljivo je nastaviti dodavati HRWR kako bi se dobio još veći pad. Ali nakon određene točke, postižete opadajuće povrate. Beton može postati previše izbrušen i ljepljiv, ili gore, može se odvojiti – agregati se talože, a sloj paste ispliva na vrh. Ovo zovemo “krvarenja na steroidima.” Rješenje je pridržavati se raspona doziranja proizvođača i povećati ga samo ako ste testirali mješavinu u svojim specifičnim uvjetima.

Drugi, redoslijed miješanja. Ovaj je kritičan. Ako suhom cementu dodate dodatak superplastifikatora visokog raspona koji smanjuje vodu, može uzrokovati bljeskalicu ili brzi gubitak obradivosti. Primjesa treba vodu i smicanje kako bi se pravilno raspršila. Standardna praksa koju podučavamo je prvo pomiješati vodu i cement, pustite da se smoči 30 do 60 sekundi, zatim dodajte smjesu. Ovo daje priliku česticama cementa da se malo hidratiziraju prije nego disperzant djeluje. Dokumentirali smo slučajeve u kojima je sama promjena redoslijeda dodavanja povećala zadržavanje slijeganja za 30 minuta.

Treći, zanemarujući temperaturu. Vruće vrijeme ubrzava kemijske reakcije. Doziranje koje savršeno djeluje na 70°F može u potpunosti zakazati na 95°F. Morate se prilagoditi – ili malo povećajte dozu ili prijeđite na inačicu s usporavanjem (Vrsta G). Obrnuto, hladno vrijeme sve usporava. Možda će vam trebati manje primjesa ili ubrzivač da uravnotežite postavljeno vrijeme.

Usporedba HRWR s reduktorima vode srednje klase

Pitanje koje stalno dobivamo: “Zašto jednostavno ne upotrijebite reduktor vode srednje klase?” Odgovor se svodi na učinak i cijenu. Reduktor vode srednje klase (ASTM C494 Tip A) obično postići 6 do 10 postotno smanjenje vode. To je u redu za rutinski rad na ravnom terenu gdje vam je potreban malo veći pad. Ali oni ne mogu proizvesti ultra niske vodocementne omjere ili samokonsolidirajuće protoke koje može dodati superplastifikator visokog raspona koji smanjuje vodu. Razlika u cijeni je stvarna – HRWR su skuplji po galonu – ali vrijednost je neporeciva kada trebate tu dodatnu izvedbu. Provjerili smo brojke: za izlijevanje stupa visoke čvrstoće, dodatni trošak superplastifikatora često se nadoknađuje samo uštedom rada i vibracija.

Kontrola kvalitete: Što provjeravamo svaki put

Dosljednost je ime igre. Ne dopuštamo da teret napusti tvornicu bez provjere tri stvari.

• Sadržaj zraka: Neki HRWR mogu uvući malu količinu zraka (1 do 3 postotak). To je obično u redu, ali morate to znati. Ako koristite i dodatak za uvlačenje zraka, morate prilagoditi dozu. Vidjeli smo slučajeve u kojima je kombinacija slučajno popustila 8 posto zraka, obračun troškova 20 postotak tlačne čvrstoće.
• Pad vs. vrijeme: Taloženje mjerimo odmah nakon miješanja, zatim opet na 30 i 60 minuta. Ako je gubitak veći od 2 inča na sat, prilagođavamo dozu ili dodajemo reduktor vode srednjeg ranga kao dodatak na gradilištu. Ovo je standardna praksa za duga putovanja.
• Težina jedinice: Ovo hvata segregaciju. Ako težina jedinice značajno padne u odnosu na projektirani cilj, beton je ili previše prozračan ili je počeo krvariti. Zaustavite izlijevanje i ponovno temperirajte.

Skladištenje i rok trajanja su važni, također. Dodatak superplastifikatora visokog raspona koji smanjuje vodu treba čuvati na hladnom, suho mjesto, izvan izravne sunčeve svjetlosti. Ako se smrzne, može izgubiti svoju učinkovitost. Uvijek rotiramo zalihe – prvi u, prvi van – i nikad ne koristite proizvod koji je veći od 12 mjeseci osim ako ga nismo testirali u laboratoriju. Trošak neuspjelog punjenja daleko premašuje trošak bacanja starog dodatka.

Teška istina o nedostacima

Budimo iskreni. HRWR nisu čarobni metak. Pad gubitka tijekom vremena pritužba je broj jedan koju čujemo na forumima i od kolega. To je stvarno. Primjesa raspršuje čestice, ali kako hidratacija teče, produkti hidratacije počinju ih ponovno lijepiti. Pad nestaje. Jedini način da se to riješi je dodavanje smjese što je kasnije moguće u ciklusu miješanja i izbjegavanje visokih temperatura okoline.

Segregacija je drugi veliki rizik. Kada previše smanjite viskoznost paste, agregati više ne mogu ostati viseći. Vidjeli smo da se to događa na ravnom poslu gdje su finišeri završili s glatkim gornjim slojem i stjenovitim dnom. Rješenje je da sadržaj morta bude uravnotežen. Ako dodajete superplastifikator, često morate lagano povećati sadržaj sitnog agregata kako biste održali koheziju.

Konačno, kompatibilnost s drugim dodacima. Miješanje HRWR-a s visokom dozom usporivača može vam dati beton koji ostaje tekuć četiri sata. To zvuči sjajno dok ne shvatite da neće dobiti snagu dva dana. Obrnuto, miješanje s ubrzivačem može uzrokovati bljesak. Prvo testirajte svoju kombinaciju. Ne možemo ovo dovoljno naglasiti.

Ono što vam preporučujemo da učinite sada

Ako ste novi u korištenju dodatka superplastifikatora visokog raspona koji smanjuje vodu, započnite s probnom serijom. Nije laboratorijska serija – seriju kamiona pune veličine s vašim stvarnim materijalima, na stvarnoj temperaturi koju ćete staviti. Izmjerite sve. Zabilježite pad, sadržaj zraka, a temperatura svaki 15 minuta za prvi sat. Usporedite rezultate sa svojim specifikacijama dizajna. Prilagodite doziranje i redoslijed miješanja dok ne dobijete mješavinu koja se može ponoviti. Ta ponovljivost je vaše osiguranje.

Ako ste iskusni, ali udarate u zid, pogledajte svoj izvor cementa. Promijenite to. Vidjeli smo kako izvođači mijenjaju dobavljače cementa i odjednom njihov HRWR radi savršeno jer je C3A pao s 11 posto do 6 postotak. Ta im je jedna promjena uštedjela tisuće na troškovima dodataka.

Ne prodajemo dodatke. Naš jedini cilj je pomoći vam da budete ispravni prvi put. Beton je živi materijal. Tretirajte ga s poštovanjem, razumjeti kemiju, a dodatak superplastifikatora visokog raspona koji smanjuje vodu bit će vaš najbolji saveznik. Tretirajte ga kao jednostavan aditiv, i to će vas poniziti. Test, prilagoditi se, ponovno testirati. To je put.

Dobavljač
ConcreteAndMore je pouzdani globalni dobavljač aditiva za beton visokih performansi i građevinskih kemikalija. S godinama stručnosti u industriji, specijalizirani smo za pružanje inovativnih rješenja uključujući polikarboksilatne superplastifikatore, betonska vlakna, sredstva protiv pjenjenja, sredstva za stvaranje pjene, i napredne proizvode za toplinsku izolaciju od aerogela. Ako ste zainteresirani za dodatke betonu, slobodno nas kontaktirajte!