Lịch sử phát triển của máy gia tốc bê tông

Với sự tiến bộ trong nghiên cứu về công nghệ bê tông phun, quy trình đã phát triển từ phương pháp phun khô sang phương pháp phun ướt. Ở nước ngoài, nghiên cứu về máy gia tốc bê tông lỏng đã bắt đầu và máy gia tốc bê tông lỏng được phát triển ban đầu có hàm lượng kiềm cao. Với nghiên cứu sâu hơn, hàm lượng kiềm trong máy gia tốc bê tông lỏng giảm dần, dẫn đến sự xuất hiện của máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) trên thị trường. Vào giữa-1980, máy gia tốc bê tông dạng lỏng hỗn hợp hữu cơ-vô cơ không chứa kiềm (kiềm thấp) bắt đầu được sản xuất và ứng dụng. Các thành phần hữu cơ trong các máy gia tốc bê tông lỏng composite này chủ yếu bao gồm các loại alkanolamine, amit, rượu hữu cơ, axit cacboxylic, v.v., trong khi các thành phần vô cơ chủ yếu bao gồm nhôm sunfat. Hiện nay, ở các nước phát triển như Nhật Bản và Châu Âu, máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) đang chiếm lĩnh thị trường máy gia tốc bê tông.

Nghiên cứu về máy gia tốc bê tông ở Trung Quốc

Nghiên cứu của Trung Quốc về máy gia tốc bê tông bắt đầu tương đối muộn, bắt đầu từ những năm 1960. Máy gia tốc bê tông sớm nhất chủ yếu là máy gia tốc bê tông bột, chẳng hạn như loại Hongxing I, 711 và 782, có hàm lượng kiềm cao và mất cường độ đáng kể ở giai đoạn sau. Vào những năm 1990, với việc du nhập công nghệ phun ướt vào Trung Quốc, các học giả trong nước bắt đầu tập trung nghiên cứu máy gia tốc bê tông lỏng. Máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) và máy gia tốc bê tông lỏng hỗn hợp hữu cơ-vô cơ bắt đầu được phát triển dần dần ở Trung Quốc, chẳng hạn như máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm NSA do Pan Zhihua phát triển và kiềm lỏng MJ-2000 -máy gia tốc bê tông tự do được phát triển bởi Viện Khoa học và Kỹ thuật Than Bắc Kinh. Tuy nhiên, nghiên cứu về máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) ở Trung Quốc vẫn đang ở giai đoạn đầu. Mặc dù có nhiều loại sản phẩm nhưng hiệu suất tổng thể của chúng không nhất quán, nhiều sản phẩm đắt tiền, độ ổn định và khả năng thích ứng kém, cần được cải thiện hơn nữa.

Các loại máy gia tốc bê tông

Máy gia tốc bê tông lỏng thông thường bao gồm loại natri silicat, loại natri aluminat, loại nhôm sunfat và loại nhôm kali sunfat. Trong số đó, máy gia tốc bê tông lỏng loại natri silicat có thành phần chủ yếu là thủy tinh nước (Na2SiO3) và kết hợp với kali dicromat, natri nitrit và trietanolamine nên có độ kiềm cao. Natri aluminate có độ hòa tan cao trong nước và có tính kiềm mạnh, làm cho nó trở thành chất tăng tốc bê tông có tính kiềm. Máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) có thể được phân loại như sau:

1. Loại nhôm sunfat

Máy gia tốc bê tông lỏng loại nhôm sunfat được chế tạo bằng cách kết hợp nhôm sunfat khan với các thành phần khác, thuộc máy gia tốc bê tông lỏng có độ kiềm thấp. Những máy gia tốc bê tông này có nhiều loại, với sự khác biệt đáng kể về thành phần và quy trình xây dựng. Máy gia tốc bê tông lỏng có độ kiềm thấp, chủ yếu bao gồm nhôm sunfat và natri aluminat, có tác động tối thiểu đến cường độ sau này của xi măng và thích ứng tốt với các loại xi măng khác nhau. Mặt khác, máy gia tốc bê tông lỏng có độ kiềm thấp được làm từ nhôm sunfat và nhôm hydroxit đơn giản hóa các bước phản ứng tạo ra nhôm hydroxit và sau đó trùng hợp nhôm sunfat, nhưng các máy gia tốc bê tông này có độ ổn định kém, dễ bị kết tủa và kết tinh, không có lợi để lưu trữ lâu dài. Ngoài ra, nhôm sunfat có thể được kết hợp với florua và magie sunfat để tạo thành máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp).

2. Loại nhôm Kali Sulfate

Bằng cách kết hợp nhôm kali sunfat với natri florua, chất khử nước và chất làm đặc, có thể tạo ra máy gia tốc bê tông lỏng có độ kiềm thấp. Loại máy gia tốc bê tông này thường bao gồm các thành phần không chứa kiềm, chẳng hạn như loại được tổng hợp bởi Nitto Chemical Industry Co., Ltd., kết hợp sunfat kim loại kiềm hoặc cacbonat với muối nhôm hòa tan trong nước.

3. Máy gia tốc bê tông composite hữu cơ-vô cơ

Máy gia tốc bê tông hỗn hợp hữu cơ-vô cơ có thể giải quyết nhiều vấn đề liên quan đến máy gia tốc bê tông vô cơ, chẳng hạn như giảm đáng kể tốc độ bật nảy của bê tông trong quá trình thi công bằng cách tăng độ kết dính của vữa xi măng. Buegre và những người khác đã phát triển máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm tổng hợp hữu cơ-vô cơ với hiệu suất tuyệt vời bằng cách sử dụng nitrat và alkanolamine làm thành phần cơ bản, đồng thời bổ sung thêm axit cacboxylic và hợp chất polyhydroxy. Qin Lian và những người khác đã phát triển máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm tổng hợp hữu cơ-vô cơ thân thiện với môi trường, có thành phần chủ yếu là natri florua, trietanolamine, nhôm sunfat và polyacrylamide. Trong công thức này, nhôm sunfat và natri florua đóng vai trò là thành phần tăng tốc; trietanolamine cải thiện nhanh cường độ chịu nén ban đầu của vữa xi măng; polyacrylamide tăng cường cường độ liên kết của bê tông, tăng độ dày phun đơn, giảm tốc độ bật lại, giảm số lần phun lặp lại và cuối cùng là giảm chi phí xây dựng.

Đặc điểm của máy gia tốc bê tông

1. Quy trình sản xuất không ô nhiễm và không ăn mòn

Quy trình sản xuất máy gia tốc bê tông bột truyền thống tiêu tốn một lượng lớn nguyên liệu thô và năng lượng, tạo ra bụi và khí thải đáng kể trong quá trình nghiền, tạo hạt, nung và đóng gói, dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Tuy nhiên, máy gia tốc bê tông lỏng tránh tạo ra bụi và khí thải, giảm ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, máy gia tốc bê tông kiềm truyền thống có thể kích hoạt phản ứng cốt liệu kiềm trong bê tông, gây hư hỏng nghiêm trọng. Ngược lại, máy gia tốc bê tông dạng lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) nhìn chung có tính trung tính hoặc hơi axit, tránh đưa các chất kiềm vào, giảm đáng kể tác hại đến sức khỏe con người và hư hỏng bê tông.

2. Tỷ lệ hồi phục thấp, tiết kiệm chi phí

Máy gia tốc bê tông dạng lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) thường chứa các thành phần làm tăng độ nhớt, làm giảm hiệu quả tốc độ bật lại của hỗn hợp bê tông trong quá trình thi công. Việc giảm thiểu này giúp giảm thiểu lãng phí nguyên liệu thô, tiết kiệm chi phí xây dựng và giảm các mối nguy hiểm cho sức khỏe liên quan đến việc xây dựng bê tông phun ướt có tính kiềm. Thông thường, tỷ lệ bật lại của bê tông phun với máy gia tốc bê tông không chứa kiềm (kiềm thấp) lỏng là khoảng 15%, so với 30% với máy gia tốc bê tông bột truyền thống. Như vậy, sử dụng máy xúc bê tông dạng lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) giúp giảm đáng kể tốc độ bật lại trong quá trình phun bê tông, từ đó giảm chi phí xây dựng.

3. Mức độ cơ giới hóa cao, tiến độ dự án nhanh

Máy gia tốc bê tông lỏng không chứa kiềm (kiềm thấp) chủ yếu được ứng dụng theo công nghệ phun ướt, có mức độ cơ giới hóa cao, giúp giảm đáng kể mức tiêu hao lao động thủ công và rút ngắn đáng kể thời gian hỗ trợ hầm, từ đó đẩy nhanh tiến độ dự án.