Aditivi usori pentru beton | Agenți de spumă de înaltă performanță pentru betonul celular
Ai cerut un răspuns clar, deci aici este: Pentru prevenirea spargerii explozive în betonul refractar sub încălzire rapidă, fibra de polipropilenă este câștigătorul clar față de fibra de oțel în majoritatea aplicațiilor critice.
Cu toții am fost acolo. Turnați o căptușeală refractară pentru un cuptor, un tunel, sau un vas reactor. Trece compresia rece rezistenţă test. Totul pare perfect. Apoi îl aprinzi pentru prima dată, și bang. O bucată de beton explodă de la suprafață. Aceasta este dezbinare explozivă, și nu este doar o pacoste. Este un pericol pentru siguranță și un eșec costisitor. Am văzut că se întâmplă pe site-urile de muncă, și am simțit acel sentiment rău în stomac. Vestea bună este, nu trebuie să trăim cu acest risc. Soluția constă în alegerea fibrei potrivite, și înțelegerea de ce funcționează un tip în cazul în care altul este scurt.
Să vorbim mai întâi despre mecanism, pentru că este fundamentul tuturor celorlalte. Când expuneți betonul refractar la căldură extremă, apa prinsă în interiorul porilor se transformă în abur. La o rată de încălzire suficient de mare, că aburul nu poate scăpa suficient de repede. Presiunea se acumulează în interior până când betonul se rupe literalmente. Aici își câștigă reputația fibra de polipropilenă pentru anti-scăpare în betonul refractar. Aceste fibre se topesc în jur 160 grade Celsius, lung înainte betonul atinge temperaturi critice. Pe măsură ce se topesc, lasă în urmă o rețea de canale microscopice. Aceste canale acționează ca supape de limitare a presiunii, permițând aburului să se scurgă inofensiv. Fibre de otel, pe de altă parte, nu se topește. Ei stau pe loc, conducând căldura și potențial creând punți termice, dar fără a face nimic pentru a elibera presiunea internă a aburului. De fapt, în unele cazuri, fibrele de oțel pot chiar agrava ruperea prin crearea de concentrații de stres.
Acum, să trecem la practic comparaţie. Am lucrat cu ambele tipuri, și am văzut datele din zeci de teste pe teren. Iată defalcarea fibrei de polipropilenă pentru anti-scăpare în betonul refractar față de fibra de oțel, pe baza experienţei directe şi a bunului simţ.
Carcasa pentru fibra de polipropilena
Cel mai mare avantaj este, cum tocmai am spus, capacitatea sa de a crea acea rețea de pori sacrificiali. Este un truc de o singură dată, dar este exact trucul de care ai nevoie în timpul primei încălziri critice. Gândiți-vă la ea ca la o siguranță care ard pentru a proteja restul circuitului. Intervalul obișnuit de dozare pentru anti-spalling eficient este între 0.1% şi 0.3% după volum. Am găsit asta 0.15% la 0.2% este punctul ideal pentru majoritatea formulărilor refractare dense. Du-te mai jos 0.1%, și riști să nu creezi suficientă porozitate conectată. Du-te mai sus 0.3%, și începeți să observați o scădere a randamentelor, cu costuri suplimentare și probleme de funcționabilitate. Un alt avantaj major este că fibrele de polipropilenă nu conduc căldura. Aceasta înseamnă că nu există punte termică peste secțiunea de beton. În peretele unui cuptor, asta este critic. Vrei ca fața rece să rămână rece, iar fata fierbinte la izola. Fibrele de oțel pot crea o cale termică directă, creșterea pierderilor de căldură și potențial deteriorarea carcasei.
Există și factorul de coroziune. Fibre de otel, mai ales în medii cu cloruri sau sulfaţi, poate rugini. Rugina se extinde, iar acea expansiune poate crăpa refractarul din interior spre exterior. Am văzut întreg cuptorul căptușeli delaminate din cauza fibrelor de oțel corodate. Fibra de polipropilenă pentru anti-scăpare în betonul refractar este complet inertă. Nu se corodează, nu reactioneaza cu acizii, alcalii, sau orice substanță chimică găsită într-un cadru industrial tipic. Acea liniște sufletească valorează mult.
Să nu uităm de duritate și controlul fisurilor. În timp ce fibrele de polipropilenă nu sunt la fel de puternice ca oțelul, oferă un control excelent după fisurare. Ei țin betonul împreună după ce se formează primele fisuri, împiedicând-o să se spargă. Acest lucru este deosebit de valoros în aplicațiile de beton proiectat pentru căptușeli de tunel, unde mișcarea solului poate provoca fisuri minore. Fibrele mențin acele crăpături strânse și le împiedică să se propagă.
Dezavantajele sincere ale fibrei de polipropilenă
Nu suntem aici să vă vindem ceva. Suntem aici pentru a vă ajuta să luați decizia corectă. Deci, să fim sinceri cu privire la dezavantaje. Cel mai evident este costul. Fibre de polipropilenă de înaltă calitate, în special tipurile fibrilate sau monofilament concepute pentru o bună dispersie, sunt mai scumpe pe kilogram decât fibrele de oțel. Cu toate acestea, utilizați o doză mult mai mică (0.2% după volum vs. 1-2% pentru oțel), deci costul total pe yard cub este adesea comparabil, iar uneori chiar mai jos. Problema mai mare este lucrabilitatea. Adăugarea de fibre de polipropilenă poate reduce în mod semnificativ scăderea. Acestea cresc vâscozitatea betonului proaspăt, făcând mai greu pomparea și plasarea. Aproape sigur va trebui să vă ajustați doza de superplastifiant pentru a compensa. Am învățat la greu că adăugarea de fibre fără a regla reductorul de apă este o rețetă pentru un dur, amestec imposibil de realizat care se ridică în pompă.
Aglomerarea fibrelor, sau balling, este celălalt coșmar. Dacă aruncați întreaga pungă în mixer deodată, veți ajunge cu o mizerie de bile de fibre înconjurate de beton uscat. Trucul este să adăugați fibrele încet, de preferință la amestecul uscat, și asigurați un timp adecvat de amestecare. O fibră bine dispersată este invizibilă în amestec. Unul slab dispersat este un defect structural care așteaptă să se întâmple. Asemenea, să ne confruntăm cu problema rezistenței reziduale. După ce fibrele de polipropilenă se ard, au plecat. Ai rămas cu un gol. Într-un refractar dens, aceasta poate reduce rezistența la compresiune și la încovoiere prin 10% la 20%. Este o problemă?? Depinde de aplicație. Pentru o încălzire de unică folosință sau o căptușeală care va fi sinterizată după primul foc, pierderea este adesea acceptabilă deoarece legătura ceramică care se formează în timpul sinterizării poate compensa mai mult decât. Dar pentru o aplicare la rece de sarcină mecanică, unde refractarul trebuie să-și păstreze forma și rezistența după un incendiu, acele goluri sunt o slăbiciune.
Încă un lucru: eficacitate limitată la doze foarte mici. Am văzut contractori încercând să economisească bani utilizând 0.05% fibră. Nu face aproape nimic. Canalele sunt prea îndepărtate pentru a se conecta. Aveți nevoie de un prag minim pentru a crea o rețea de pori de percolare. Dacă nu vă puteți permite doza eficientă, ar fi mai bine să nu folosiți fibre și să vă bazați pe un foarte lent, program de încălzire controlat. Dar acest program costă și timp și bani.
Când fibra de oțel are sens
Nu vrem să distrugem fibrele de oțel. Ei au locul lor. Dacă preocuparea dvs. principală este armarea structurală sub solicitări mecanice ridicate, iar despicarea este o îngrijorare secundară, oțelul este alegerea mai bună. Gândiți-vă la o podea refractară într-o fabrică de oțel, supus unui impact puternic din cauza căderii deșeurilor. Fibrele de oțel asigură duritate și rezistență la încovoiere reale. Fibrele de polipropilenă vor fi zdrobite și rupte. În mod similar, în forme prefabricate refractare care trebuie manipulate şi transportate, fibrele de oțel vă oferă puterea verde pentru a supraviețui demolării și ridicării fără crăpare.
Dar pentru anti-spalling sub încălzire rapidă, fibrele de oțel sunt un înlocuitor slab. Ele nu creează porozitate, conduc căldura, și se corodează. Am văzut panouri de testare în care betonul armat cu fibre de oțel s-a spart violent, în timp ce panoul din fibră de polipropilenă adiacent a supraviețuit intact. Protocolul de testare RILEM TC 200-HTC pentru expunerea la foc face acest lucru foarte clar. Dacă proiectați pentru rezistență la foc, ca într-o căptușeală de tunel sau într-un vas de reținere nucleară, fibra de oțel în sine nu este o soluție de încredere pentru anti-scăpare.. Ai nevoie de sistemul de pori sacrificiali pe care doar polipropilena îl poate oferi.
Aplicație practică: A face bine
Deci, cum folosim de fapt fibra de polipropilenă pentru anti-scăpare în betonul refractar fără a o înșuruba?? Primul, alege lungimea corectă a fibrei. Am găsit asta 6 mm la 12 Fibrele mm funcționează cel mai bine pentru majoritatea amestecurilor. Fibrele mai lungi se încurcă și sferă. Fibrele mai scurte nu compensează eficient fisurile. Doilea, adăugați fibrele la agregatul uscat și cimentați mai întâi, înainte de a adăuga apă. Se amestecă cel puțin două minute pentru a asigura o dispersie uniformă. Apoi adăugați apa și superplastifiantul. Veți avea nevoie de o doză de superplastifiant mai mare decât de obicei. Planifică pentru asta. Treilea, testează-ți amestecul. Faceți un lot mic, aruncați câteva cuburi, și verificați greutatea unității și conținutul de aer. Fibrele de polipropilenă au tendința de a antrena puțin aer. Este posibil să fie necesar să vă ajustați antispumantul sau agentul de eliminare a aerului dacă conținutul de aer devine prea mare (mai sus 6-8%).
De asemenea, recomandăm utilizarea unei combinații de fibre în unele cazuri. Un sistem hibrid: o cantitate mică de fibră de oțel (0.5% după volum) pentru duritatea structurală, şi 0.15% fibră de polipropilenă pentru anti-scăpare. Acest lucru vă oferă tot ce este mai bun din ambele lumi, dar este cea mai scumpă variantă. Pentru majoritatea aplicațiilor, deşi, un refractar simplu bine conceput cu 0.2% fibra de polipropilena este tot ce ai nevoie. Am specificat acest lucru pentru căptușelile tunelurilor din proiectele de metrou, pentru căptușeala interioară a arzătoarelor cu pat fluidizat, și pentru sistemul de răcire a miezului de urgență într-un reactorul nuclear. În fiecare caz, prima încălzire a fost fără evenimente. Fără rănire. Fara fisuri. Acesta este rezultatul pe care îl dorim cu toții.
Încă un exemplu din lumea reală: ne-am consultat cu privire la o slujbă pentru o fabrică petrochimică mare, unde aveau o stivă căptușită cu material refractar. Designul original nu a folosit fibre, și au trebuit să urmeze un program de încălzire de 72 de ore pentru a evita ruperea. După o răsturnare majoră, au trecut la un amestec cu 0.2% fibră de polipropilenă. Au redus programul de încălzire la 12 ore. Economiile de combustibil și timpii de nefuncționare au plătit fibrele de o sută de ori mai mult. Acesta este genul de beneficiu tangibil care face alegerea ușoară.
La sfârşitul zilei, întrebarea nu este „care fibră este mai bună în general?’ Este „care fibră rezolvă problema mea specifică”.?’ Dacă problema dvs. este dezbinarea explozivă în timpul creșterii rapide a temperaturii, raspunsul este clar. Fibra de polipropilenă pentru anti-scăpare în betonul refractar este instrumentul tău. Nu este perfect. Costă bani, necesită amestecare atentă, și reduce rezistența la frig. Dar funcționează. Și în experiența noastră, că fiabilitatea valorează mai mult decât orice avantaj teoretic al unei alternative mai ieftine sau mai puternice. Deci data viitoare când scrieți o specificație sau revizuiți un design mixt, nu utilizați doar oțel pentru că este tradițional. Întrebați-vă: trebuie să previn ruperea, sau trebuie să port o încărcătură grea? Dacă se desface, stii ce fibra sa alegi.
Furnizor
ConcreteAndMore este un furnizor global de încredere de aditivi de înaltă performanță pentru beton și produse chimice pentru construcții. Cu ani de experiență în industrie, suntem specializați în furnizarea de soluții inovatoare, inclusiv superplastifianți policarboxilați, fibre de beton, antispumante, agenţi de spumare, și produse avansate de izolare termică cu aerogel. Dacă sunteți interesat de aditiv pentru beton, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați!