Chất siêu dẻo polycarboxylic ở đâu tốt?

Ưu điểm của chất siêu dẻo polycarboxylate là gì? Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế toàn cầu, ngành xây dựng có yêu cầu ngày càng cao về bê tông. Do những ưu điểm không thể thay thế của bê tông hiệu suất cao và các đặc tính thân thiện với môi trường, chất siêu dẻo polycarboxylate (PCE) đã được công nhận rộng rãi cả trong nước và quốc tế. Bê tông thông thường không còn đáp ứng được những nhu cầu nhất định, đòi hỏi phải có những cải tiến hiệu quả hơn. Kể từ khi sử dụng chính thức phụ gia vào đầu thế kỷ 20, chúng đã mang lại lợi ích to lớn không chỉ cho ngành xây dựng mà còn cho các ngành khác. Trong những năm gần đây, đặc biệt là sau khi bước vào thế kỷ 21, lĩnh vực này đã được quan tâm và phát triển nhanh chóng. Số lượng nhà sản xuất sản xuất các sản phẩm thương mại đã tăng từ vài lên hàng chục chỉ trong vòng 4 đến 5 năm. Các phụ gia chính, bao gồm chất giảm nước, chất giảm co ngót và chất tạo khí, đã có những đóng góp đáng kể trong việc cải thiện hiệu suất của bê tông. Bài viết này chủ yếu giới thiệu tác dụng của chất khử nước đối với bê tông.

Hiệu suất của chất siêu dẻo Polycarboxylate

Chất siêu dẻo Polycarboxylate có hàm lượng ion clorua và kiềm thấp, sức căng bề mặt chỉ 37,8 mN/m. Điều này làm giảm đáng kể sức căng bề mặt của dung dịch mao dẫn trong bê tông, giảm độ co ngót khi khô và cải thiện đáng kể độ bền của bê tông. Nghiên cứu thực nghiệm mở rộng đã chỉ ra rằng với liều lượng 0,15% trọng lượng xi măng, tỷ lệ giảm nước trên 20% là có thể đạt được, vượt quá hiệu suất của loại xi măng hiệu quả cao dựa trên naphthalene điển hình các loại máy giảm nước hiện có trên thị trường. Với liều lượng lớn hơn 0,30% trọng lượng xi măng, tỷ lệ giảm nước có thể đạt tới 30%. Mặc dù việc tăng liều lượng làm giảm lượng nước tiêu thụ và tăng tốc độ giảm nước nhưng sự cải thiện không đáng kể; tuy nhiên khả năng duy trì độ sụt trở nên ổn định hơn. Độ sụt hoặc khả năng chảy của bê tông tươi tăng lên sau 1 giờ, mặc dù liều lượng quá cao có thể gây chảy máu. Điều quan trọng là ngay cả ở liều lượng lớn hơn 0,15% trọng lượng xi măng, cả độ sụt và khả năng chảy vẫn không thay đổi.

Tác động của chất siêu dẻo Polycarboxylate đến cường độ bê tông

Chất siêu dẻo Polycarboxylate thể hiện tác dụng tăng cường tuyệt vời. Sau khi thêm PCE, cường độ chịu nén của bê tông tăng lên đáng kể, đặc biệt ở giai đoạn cường độ sớm. Với liều lượng 0,15% trọng lượng xi măng, cường độ nén sau 3 ngày có thể tăng tới 190%. Trong các điều kiện liều lượng khác, cường độ tăng cũng vượt quá 200%. Sự gia tăng cường độ nén ở các độ tuổi đóng rắn khác nhau cũng được thể hiện rõ rệt. Kết quả thử nghiệm cho thấy sức mạnh tăng 80%-150% sau 3 ngày, 50%-150% sau 7 ngày và 50%-100% sau 28 ngày, với mức cải thiện sức mạnh vượt quá 50% vào lúc 90 ngày. Do đó, bê tông có thêm polycarboxylate không chỉ thể hiện cường độ ban đầu cao mà còn thể hiện sự gia tăng đáng kể về cường độ sau này và tiếp tục ổn định.

Trong một phạm vi nhất định, khi liều lượng polycarboxylate tăng lên, tác dụng tăng cường của nó sẽ trở nên rõ rệt hơn. Từ cả góc độ tăng cường nước kiềm và kinh tế, liều lượng tối ưu là 0,20%-0,30%.

Khả năng thích ứng với các loại xi măng khác nhau

Thử nghiệm trên nhiều loại xi măng cho thấy tỷ lệ giảm nước vượt quá 25%, đạt gần 30%. Độ sụt của bê tông vẫn ổn định sau 1 giờ, thậm chí một số loại xi măng còn có độ sụt tăng. Ngoài ra, tốc độ chảy máu giảm đáng kể so với bê tông cơ bản. Cho dù đánh giá khả năng duy trì độ sụt hay hiệu suất và tốc độ chảy nước kiềm, kết quả đều chỉ ra rằng polycarboxylate có khả năng tương thích cao với nhiều loại xi măng khác nhau.

Xu hướng phát triển cường độ cũng cho thấy rõ ràng rằng bê tông có thêm polycarboxylate thể hiện sự phát triển cường độ sớm nhanh chóng và tăng trưởng ổn định về cường độ sau này. Khả năng thích ứng này áp dụng cho cả tính chất cơ học của bê tông mới trộn và bê tông đã cứng.

Khả năng thích ứng với phụ gia khoáng

Phụ gia khoáng đã trở thành vật liệu thiết yếu trong ngành bê tông để thay thế xi măng và cải thiện tính năng của bê tông. Vì vậy, nghiên cứu khả năng tương thích của polycarboxylate với các phụ gia khoáng là rất quan trọng. Các thí nghiệm chứng minh rằng khi liều lượng tro bay tăng lên thì tính công tác của bê tông được cải thiện và tốc độ giảm nước tăng lên. So với các chất siêu dẻo gốc naphthalene truyền thống, mức tiêu thụ nước trong bê tông giảm 8 kg và tốc độ chảy máu giảm đáng kể. Quan trọng hơn, thời gian đông kết của bê tông trộn PCE ngắn hơn nhiều so với phụ gia siêu dẻo gốc naphthalene, tránh sự phụ thuộc trước đây vào chất làm chậm để duy trì độ sụt. Tuy nhiên, khi lượng bột khoáng tăng lên thì sự cải thiện về tốc độ giảm nước giảm đi, dẫn đến khả năng duy trì độ sụt giảm nhẹ, mặc dù nhìn chung không có hiện tượng chảy máu. Khi sử dụng cả tro bay và bột khoáng, khả năng duy trì độ sụt sẽ được cải thiện hơn nữa. Nhìn chung, polycarboxylate đặc biệt thích hợp cho bê tông có hàm lượng phụ gia khoáng cao, không chỉ giảm lượng nước tiêu thụ mà còn cải thiện đáng kể hiệu suất trộn. Trong khi cường độ ban đầu của bê tông có thêm tro bay hoặc bột khoáng có thể giảm nhẹ thì hiệu quả sẽ rõ rệt hơn khi dùng bột khoáng. Độ bền sau này tăng nhẹ khi sử dụng tro bay, trong khi hỗn hợp dựa trên naphthalene truyền thống thể hiện độ bền rất thấp sau 1 ngày và phát triển độ bền chậm sau đó. Từ góc độ hiệu suất cơ học, polycarboxylate thể hiện khả năng tương thích tốt với các phụ gia khoáng, khiến nó phù hợp với bê tông cường độ cao, hiệu suất cao.

Khả năng thích ứng với nhiệt độ

Các thiết bị giảm nước hiệu quả cao truyền thống rất nhạy cảm với nhiệt độ. Trong thời gian nhiệt độ mùa hè cao, khả năng phân tán được cải thiện nhưng sự mất mát tính lưu động lại tăng lên. Vào mùa đông, nhiệt độ thấp dẫn đến khả năng phân tán giảm, dẫn đến tăng tổn thất tính lưu động trong bê tông tươi. Các thí nghiệm về khả năng thích ứng nhiệt độ của polycarboxylate cho thấy khi nhiệt độ vượt quá 20 độ C, khả năng mất khả năng hoạt động tăng nhẹ, nhưng khả năng phân tán được cải thiện. Ở nhiệt độ thấp, độ phân tán giảm nhẹ; tuy nhiên, khả năng duy trì khả năng làm việc vẫn ổn định. Bê tông tươi duy trì cả độ sụt và độ lan rộng, tính lưu động tăng đáng kể khi nhiệt độ xuống dưới 0 độ C. Khi nhiệt độ tăng lên, hiệu suất giảm nước của bê tông bằng polycarboxylate sẽ được cải thiện. Ngoài 20 độ C, hiệu suất ổn định, mặc dù khả năng duy trì độ sụt giảm nhẹ và độ giãn nở có thể không tăng thêm, đôi khi có sự giảm nhẹ. Nhìn chung, dù ở nhiệt độ thấp vào mùa đông hay nhiệt độ cao vào mùa hè, polycarboxylate đều hoạt động tốt, duy trì độ sụt bê tông một cách hiệu quả mà không cần chất làm chậm, điều này rất thuận lợi cho việc thi công bê tông.