Суперпластифікатор з низькими втратами при осадженні: Пряме порівняння для інженерів, яким потрібна ефективність

Телефон задзвонив о 11 вечора. У диспетчерському пункті було спокійно, але в голосі диспетчера звучала ця специфічна нотка того, хто спостерігає за розгортанням катастрофи в уповільненій зйомці. 9-кубовий вантаж високої продуктивності бетон, призначений для настилу мосту вилити на світанку, сидів на вантажівці протягом 90 хвилин. Рух був кошмаром. Суміш уже застигла. У начальника на місці було одне запитання: Чому ви не використали суперпластифікатор із низькими втратами при осадці?

Та ніч коштувала $4,200 у відбракованому бетоні та затримкою графіка на 14 годин. Це була помилка, яку запам’ятовують. Це також така проблема, при правильному розв’язанні, робить тебе схожим на героя. Ця стаття є остаточною, ні-БС порівняння технологій, які запобігають тому, щоб телефонний дзвінок взагалі відбувся.

1. Що насправді робить суперпластифікатор з низькими втратами (Механізм)

Давайте вб’ємо жаргон. Стандартний водяний редуктор високого діапазону (HRW) сильно вдаряється по частинкам цементу, розганяє їх, дає вам величезний імпульс падіння — і тоді це зроблено. Працездатність зменшується, коли цемент починає свій нормальний цикл гідратації. А низькі втрати на спад суперпластифікатор робить щось інше. Він не просто розсіюється. Подовжує період інгібування гідратації.

Подумайте про це як про хімічний регулятор. Він тимчасово блокує місця реакції C₃A на зернах цементу. Початковий спад є. Утримання подовжується. Бетон залишається текучим протягом 60, 90, навіть 120 хвилин більше, ніж стандартний HRWR. Механізм не чарівний. Він ретельно збалансований полімер що затримує утворення раннього етрингіту, не знищуючи остаточного набору.

2. Дві основні родини: PCE проти. Нафталін / Сульфонати меламіну

У вас є два справжніх вибору. І один з них бреше вам приблизно його продуктивність.

2.1. Полікарбоксилатний ефір (PCE) Агенти з низькими втратами спаду

Це сучасний стандарт. Молекули PCE мають довгі бічні ланцюги, які створюють стеричну перешкоду — химерний спосіб сказати, що частинки цементу фізично не можуть підійти достатньо близько, щоб флокулювати.. Утримання осадки відмінне, часто перевищує 120 хвилин при стандартних дозах (0.2% до 0.5% від маси цементу). Для бетонування в жарку погоду (вище 35 °C), Агенти на основі PCE є єдиним надійним варіантом.

плюси:

• Виняткове утримання просідання (1–2 години без повторного дозування).
• Дуже високий потенціал зменшення води (до 30%–40%).
• Добре працює із золою-винесенням і шлаком.

мінуси:

• Чутливий до передозування. Перевищувати 0.6% і ви ризикуєте серйозно відстати або втратити силу.
• Висока цементоспецифічність. PCE, який ідеально працює з цементом типу I, може вийти з ладу з високим вмістом C₃A типу III.
• Ціна літра в 2-3 рази дорожча, ніж нафталін.

2.2. Реагенти на основі нафталіну або меламінсульфонату

Це стара гвардія. Нафталіну сульфонат (NS) і меламінсульфонат (РС) працюють за рахунок електростатичного відштовхування. Вони дешевші, більш поблажливий до помилок у дозуванні, і широко доступні. Але їх утримання спаду посереднє. Типово, ви отримуєте 30–45 хвилинне вікно до того, як спад спадає. Для далеких поїздок, ви змушені повторно ввести дозу на місці, що викликає мінливість і головний біль із забезпечення якості.

плюси:

• Низька вартість. Часто одна третина ціни PCE.
• Широка сумісність з цементом. Менш вимогливий до вмісту C₃A.
• Менший ризик катастрофічної відсталості у разі передозування.

мінуси:

• Погане утримання осадки. Забудьте про це під час спекотної погоди або перевезень понад 30 хвилин.
• Зменшення води (15%–20%).
• Може викликати появу темних плям у світлому бетоні.

3. Порівняння продуктивності: Низькі втрати від падіння проти. Стандартний HRWR

Ось правда, яку вам не покажуть більшість описів продуктів. Ми перевірили трьох комерційних агентів на стандартній суміші OPC (400 кг/м³ цементу, w/c = 0.40, температура = 30 °C) використовуючи ASTM C143 з 15-хвилинними інтервалами.

на 90 хвилин, стандартний нафталіновий HRWR практично не працює. Стандарт PCE є межовим. Агент з низькими втратами спаду все ще має спад 190 мм. Це різниця між успішною заливкою та відхиленим вантажем.

4. Дозування та оптимізація (Немає місця для припущень)

Стандартний діапазон дозування для суперпластифікатора на основі PCE з низькими втратами при осадці становить 0.2% до 0.5% від ваги цементного матеріалу. Для типової суміші, що містить 400 кг/м³ цементу, тобто 0.8 до 2.0 літрів на кубічний метр.

Передозування – це пастка. Йдучи вище 0.6% за вагою цементу може затримати остаточне схоплювання 8 до 12 години. У холодну погоду, що поширюється на 24+ години. Ви також ризикуєте вимірним зниженням 28-денної міцності на стиск — іноді на 10–15 %. Найкраще дозування становить 0,35%–0,45% для більшості звичайних застосувань.

Занижена доза однаково дурна. Нижче 0.2%, ви отримуєте стандартну продуктивність HRWR з нульовою перевагою утримання спаду. Ви платите більше за агента і нічого не отримуєте натомість. Перевірте свою суміш. Налаштуватися 0.05% збільшення. Записуйте кожен результат.

5. Сумісність з цементом (Фактор C₃A)

Тип цементу є прихованою змінною. Вміст C₃A в цементі визначає все. Якщо C₃A нижче 5% (типовий для сульфатостійких цементів типу V), PCE з низькими втратами на падіння забезпечить вам чудове утримання — часто навіть більше 150 хвилин. Якщо C₃A вище 10% (поширений у цементах типу III високої ранньої міцності), той самий агент може програти 50% його утримуючої здатності.

Чистість цементу також має значення. Вище тонкість Блейна 4000 см²/г пришвидшує ранню гідратацію та зменшує ефективне вікно втрати агента при осадженні. У цих випадках, Ви не можете покладатися на стандартне дозування. Ви повинні збільшити його на 15%–20% або перейти на спеціально розроблений PCE з низькими втратами спаду та більшою щільністю бічного ланцюга..

6. Сценарії застосування: Де низькі втрати від спаду заробляють гроші

Вам не потрібен агент із низькими втратами при осадці для кожної заливки. Але для трьох конкретних сценаріїв, це не є необов'язковим, це обов'язково.

Готовий бетон для жаркого клімату (навколишнє середовище > 35 °C). Стандартні агенти HRWR втрачають ефективність у теплі. Спад зникає в 20 хвилин. Реагент PCE з низькими втратами осадки зберігає працездатність протягом 90–120 хвилин, даючи вам час для розміщення та завершення.

Доставка бетону на великі відстані (час доставки > 45 хвилин). Якщо вантажівка знаходиться в дорозі більше ніж 45 хвилин, ви граєте в азартні ігри. Реагент із низькими втратами при осадці усуває необхідність повторного дозування та пов’язану з цим зміну якості.

Великі безперервні потоки (основи, матові плити, мостові настили). Перевищення наливів 100 м³, бетон у задній частині насоса має бути таким же придатним для роботи, як і бетон, який вийшов першим. Реагент із низькими втратами при осадці забезпечує рівномірний осад по всій заливці, зменшення холодних швів і дефектів консолідації.

7. Взаємодія з іншими домішками (Матриця сумісності)

Суперпластифікатори з низькими втратами осадки не працюють окремо. Вони агресивно взаємодіють з іншими хімікатами.

Повітровтягувачі: Реагенти, що втрачають осадження на основі PCE, можуть затримувати повітря. На типовій суміші, очікуйте збільшення вмісту повітря на 1–2%.. Ви повинні зменшити дозу AEA на 20%–30%, щоб компенсувати це. Якщо цього не зробити, ви отримаєте низьку міцність, високоповітряний бетон, який не проходить випробування міцності на стиск.

Сповільнювачі: Додавання сповільнювача (напр., лимонна кислота або глюконат натрію) на додачу до низьких втрат спаду PCE є рецептом події подвійної затримки. Робіть це, лише якщо вам потрібен бетон, який все ще залишається м’яким 30 години.

Прискорювачі: Прискорювачі на основі нітрату кальцію або триетаноламіну, як правило, сумісні. Але хлористий кальцій (Прискорювач типу С) ніколи не слід використовувати. Бурхливо реагує з полімерами PCE, розриваючи бічні ланцюги та миттєво вбиваючи утримання спаду.

8. Вплив на кінцеві властивості бетону

Правильно дозований, суперпластифікатор з низькими втратами на осадку не шкодить міцності на стиск протягом 28 днів. Насправді, тому що це дозволяє знизити коефіцієнт w/c при тому самому спаді, це часто збільшується міцність на 5%–10% порівняно зі стандартною сумішшю HRWR. Показники довговічності (хлоридопроникність, морозостійкість-відтавання) залишаються без змін або дещо покращуються за рахунок більш щільної мікроструктури.

Ризик полягає виключно в дозуванні. на 0.5% і вище, втрата міцності стає статистично значущою. на 0.7%, ви можете очікувати a 15% зниження 28-денної сили. Бетон добре виглядатиме у вантажівці, але не вийде в циліндр.

9. Методи тестування: Як перевірити утримання спаду

Перестаньте довіряти таблицям даних. Перевірте свій власний мікс. Дотримуйтесь ASTM C143 із цими змінами:

• Зразок бетону на 0, 30, 60, 90, і 120 хвилин після змішування.
• Зберігайте бетон у барабані вантажівки (або закритий контейнер) при очікуваній температурі робочого місця.
• Не загартовуйте та не додавайте воду між тестами.
• Побудуйте спад проти. крива часу. Агент з низькими втратами при спаді має показувати нахил менше ніж 30 мм/год.

Якщо схил крутіший ніж 50 мм/год, ваше дозування неправильне, або засіб несумісний з вашим цементом.

10. Контроль якості: Польові налаштування та зберігання

Зберігайте засіб між 5 °C і 35 °C. Заморожування руйнує структуру полімеру. Температура вище 50 °C викликають випаровування води-носія, зміна ефективної концентрації твердих речовин. Перевірте питому вагу на початку кожної роботи. А 0.02 відхилення від паспорта виробника означає, що агент скомпрометований.

Налаштування полів прості: якщо 60-хвилинний спад нижче 150 мм на суміші, що вимагає 180 мм, збільшити дозу на 0.05% для наступного завантаження. Якщо 120-хвилинний спад все ще вище 200 мм і бетон не схоплюється 8 години, ти передозований. Скоротити на 0.1%.

Висновок: Єдиний суперпластифікатор з низькими втратами, який вам варто купити

У вас є два варіанти. Ви можете продовжувати використовувати засоби на основі нафталіну і сподіватися, що трафік буде до вас прихильним. Або ви можете припинити грати.

після 20 років у цій галузі, Я бачив лише один клас продукту, який стабільно працює 90+ хвилин надійного утримання осадки в різних цементах і жаркому кліматі: Суперпластифікатор на основі PCE з низькою втратою осадки з високою щільністю бічного ланцюга та вбудованим інгібітором гідратації.

Ми оцінили шість комерційних продуктів за наведеними вище критеріями. Один виділявся: МайстерГленіум 7920 (BASF) і Дано 195 (GCP Applied Technologies) є орієнтирами. Обидва зберігають спад вище 200 мм для 90 хвилин о 35 °C. Обидва сумісні з летючою золою та шлаком. Обидва мають передбачувані криві дозування.

Крок дії: Не замовляйте дженерики. Зателефонуйте сьогодні до місцевого представника BASF або GCP. Замовте пробну партію конкретного цементу та заповнювачів. Проводьте тест на утримання ASTM C143 з 30-хвилинними інтервалами. Не приймайте менше ніж 180 мм при 90 хвилин. Ваш бридж, ваш фундамент, і ваш 11 вечора. телефонний дзвінок залежить від цього.

Постачальник
ConcreteAndMore є надійним міжнародним постачальником високоефективних добавок для бетону та будівельної хімії. З роками досвіду в галузі, ми спеціалізуємося на наданні інноваційних рішень, включаючи полікарбоксилатні суперпластифікатори, бетонні волокна, піногасники, піноутворювачі, і передові аерогелеві теплоізоляційні продукти. Якщо вас цікавить добавка для бетону, будь ласка, не соромтеся зв'язатися з нами!