Tổng quan và cơ chế của chất khử nước trong bê tông

Chất siêu dẻo là chất phụ gia bê tông quan trọng có thể giảm thiểu tỷ lệ nước-xi măng của bê tông, từ đó cải thiện cường độ và độ bền của bê tông. Chất siêu dẻo được chia thành chất siêu dẻo thông thường và chất siêu dẻo hiệu quả cao. Chất siêu dẻo có tỷ lệ khử nước lớn hơn 5% nhưng dưới 10% được phân loại là chất siêu dẻo thông thường, chẳng hạn như axit natri rosin, natri lignosulfonate và xà phòng axit stearic. Các chất siêu dẻo có tỷ lệ khử nước lớn hơn 10% được phân loại là chất siêu dẻo hiệu quả cao, bao gồm các chất siêu dẻo dựa trên melamine, dựa trên naphthalene, dựa trên aminoplast sulfonate, dựa trên lignosulfonate đã biến đổi và các chất siêu dẻo dựa trên polycarboxylate. Trong số nhiều chất siêu dẻo hiệu quả cao, chất siêu dẻo gốc polycarboxylate có cấu trúc phân tử giống như chiếc lược đã trở thành trọng tâm của nghiên cứu và phát triển trong nước và quốc tế do tốc độ khử nước cao, khả năng giữ độ sụt tốt, liều lượng thấp và không có độ trễ đáng kể. .

Tác dụng khử nước là vai trò quan trọng của chất hoạt động bề mặt trong quá trình hydrat hóa xi măng. Chất siêu dẻo là chất phụ gia có thể làm giảm lượng nước trộn mà không ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bê tông. Ngoài ra, nó có thể cải thiện khả năng làm việc của bê tông mà không làm thay đổi hàm lượng nước hoặc có thể đạt được cả hai tác dụng mà không làm thay đổi đáng kể hàm lượng không khí. Hiện nay, các chất siêu dẻo dùng trong bê tông đều là chất hoạt động bề mặt và thuộc nhóm chất hoạt động bề mặt anion.

Khi xi măng được trộn với nước, phản ứng hydrat hóa xảy ra, tạo thành các cấu trúc kết bông bao bọc một lượng lớn nước trộn, làm giảm tính công tác (còn được gọi là "khả năng công tác", đề cập đến khả năng của bê tông tươi vẫn đồng nhất, đặc, và không bị phân tầng trong quá trình trộn, vận chuyển và đổ). Để duy trì khả năng làm việc cần thiết trong quá trình thi công, phải bổ sung thêm nước trộn. Tuy nhiên, sự gia tăng hàm lượng nước dẫn đến sự hình thành lỗ rỗng quá mức trong hồ xi măng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các tính chất cơ lý của bê tông đã đông cứng. Nếu nước đóng gói có thể được giải phóng, việc sử dụng nước có thể giảm đáng kể. Bằng cách kết hợp một lượng thích hợp chất siêu dẻo trong quá trình chuẩn bị bê tông, hiệu quả này có thể đạt được một cách hiệu quả.

Sau khi thêm chất siêu dẻo vào bê tông, các nhóm kỵ nước của chất siêu dẻo sẽ hấp phụ trên bề mặt các hạt xi măng, trong khi các nhóm ưa nước hướng về phía dung dịch nước, tạo thành màng hấp phụ đơn lớp hoặc đa lớp. Do sự hấp phụ có hướng của chất hoạt động bề mặt nên bề mặt của các hạt xi măng mang cùng loại điện tích. Điều này dẫn đến lực đẩy lẫn nhau, không chỉ giữ cho hệ thống xi măng-nước ở trạng thái lơ lửng tương đối ổn định mà còn làm cho cấu trúc keo tụ được hình thành trong quá trình thêm nước ban đầu bị phân tán và vỡ ra, từ đó giải phóng nước bị mắc kẹt trong cấu trúc keo tụ và đạt được mục tiêu giảm nước. Việc bổ sung chất siêu dẻo không chỉ cải thiện khả năng thi công của bê tông tươi mà còn làm giảm đáng kể tỷ lệ nước trên xi măng, dẫn đến giảm đáng kể thể tích lỗ rỗng trong hồ xi măng, dẫn đến hồ xi măng đặc hơn và cường độ nén được cải thiện đáng kể. Việc bổ sung chất siêu dẻo cũng ảnh hưởng đến tốc độ thủy hóa của xi măng và thời gian đông kết. Những tính chất này rất quan trọng trong các ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, trong khi chất siêu dẻo có hiệu quả phá vỡ cấu trúc keo tụ và giải phóng nước tự do bên trong, nó cũng làm suy yếu sự tương tác giữa các hạt xi măng và nước. Từ góc độ này, chất siêu dẻo luôn làm trầm trọng thêm tình trạng chảy máu và phân tách hỗn hợp ở một mức độ nào đó, đây là nguyên nhân quan trọng gây ra các khuyết tật bề mặt như vết đốm và trong trường hợp nghiêm trọng, có thể dẫn đến bề mặt tổ ong, vết nứt dạng mạng hoặc vết nứt co ngót dẻo. dọc theo các thanh cốt thép trong bê tông sau khi đổ.