Qual è il danno di sovramissione dei superplassilatori di policarbossilato

I superplassilatori di policarbossilato sono ampiamente utilizzati nella moderna produzione di calcestruzzo e svolgono un ruolo chiave nel migliorare le prestazioni del calcestruzzo. Tuttavia, un dosaggio eccessivo di superplassilatori di policarbossilato può causare vari effetti avversi sul calcestruzzo e sulla qualità del progetto in calcestruzzo. Questo documento fornisce un'analisi approfondita degli impatti negativi dell'eccessivo dosaggio di superplastici di superplastici di policarbossilato sulla lavorabilità del calcestruzzo, sulle proprietà meccaniche e sulla durata. Attraverso casi studio, vengono esaminate le cause di questi problemi e vengono proposte soluzioni corrispondenti per fornire supporto teorico e una guida pratica per l'uso razionale di superplassilatori di policarbossilato nella produzione e costruzione del calcestruzzo.

1. Introduzione

Con il rapido sviluppo del settore delle costruzioni, i requisiti di prestazione per il calcestruzzo sono in aumento. Come miscela in cemento efficiente, i superplasticanti di policarbossilato sono ampiamente utilizzati in vari progetti di cemento a causa della loro alta efficienza di riduzione delle acque, bassa perdita di crollo e minimo impatto sulla durata. Tuttavia, nella produzione e nella costruzione effettivi, spesso si verifica un dosaggio eccessivo di superplastici di policarbossilato a causa di guasti alle apparecchiature, errori dell'operatore e valutazione inadeguata delle variazioni delle prestazioni concrete. Tali occorrenze rappresentano gravi rischi per la qualità concreta e la sicurezza delle costruzioni. Pertanto, studiare gli effetti negativi dell'eccessivo dosaggio del superplastilato in policarbossilato e lo sviluppo di soluzioni efficaci è di grande significato pratico.

2. Funzioni e meccanismo di lavoro dei superplassizzatori di policarbossilato

2.1 Funzioni principali

I superplassizzatori di policarbossilato servono principalmente funzioni di riduzione dell'acqua, riscaldamento e ritardo. La corretta aggiunta di superplassilatori di policarbossilato al calcestruzzo può ridurre efficacemente il rapporto di cemento idrico, aumentare la fluidità e la plasticità del calcestruzzo e facilitare il posizionamento della costruzione. Inoltre, queste miscele riducono al minimo la perdita di crollo, garantendo che il calcestruzzo mantenga una buona lavorabilità per un lungo periodo. Inoltre, il loro effetto di ritardo impedisce l'ambiente prematuro durante il trasporto e il posizionamento, fornendo tempi di costruzione sufficienti.

2.2 Meccanismo di lavoro

I superplastilatori di policarbossilato funzionano attraverso gruppi attivi come gruppi di carbossile e acido solfonico, che reagiscono chimicamente con ioni di calcio sulla superficie delle particelle di cemento per formare uno strato di adsorbimento caricato negativamente. La repulsione elettrostatica tra particelle di cemento caricate in modo simile si rompe agglomerate, disperdendo le particelle di cemento e rilasciando acqua intrappolata, raggiungendo così un effetto che riduce l'acqua. Inoltre, le lunghe catene laterali delle molecole del superplastizer creano un effetto di ostacolo sterico sulla superficie delle particelle di cemento, impedendo ulteriormente l'aggregazione delle particelle e mantenendo la stabilità del crollo.

3. Effetti negativi dell'eccessivo dosaggio del superplasticizer policarbossilato sulle prestazioni del calcestruzzo

3.1 Impatto sulla lavorabilità

3.1.1 Crollo, segregazione e sanguinamento eccessivi eccessivi

Quando i superplastilatori di policarbossilato vengono overdosti, il loro effetto che riduce l'acqua diventa troppo forte, aumentando significativamente la fluidità della miscela in cemento e portando a un crollo eccessivo. L'acqua libera in eccesso, sotto l'influenza della gravità, si separa dalla pasta di cemento, causando segregazione. Gli aggregati grossolani affondano mentre le galleggianti in pasta di cemento, risultando in una distribuzione irregolare di componenti di calcestruzzo, compromettendo l'integrità complessiva e la qualità della costruzione. Inoltre, il sanguinamento si intensifica, formando un film d'acqua sulla superficie del calcestruzzo, che indebolisce la resistenza e la durata della superficie e aumenta la porosità interna, riducendo la resistenza alla permeabilità.

Ad esempio, nella fondazione che versano un grattacielo residenziale, l'eccessivo dosaggio di superplasticizzatore policarbossilato ha portato a gravi segregazioni e sanguinamento all'arrivo nel cantiere. In alcune aree, gli aggregati grossolani si sono accumulati mentre la pasta di cemento ha svuotato, richiedendo rielaborazioni, ritardando il programma e aumentando i costi.

3.1.2 Tempo di impostazione anormale

I componenti ritardati dei superplastici di policarbossilato possono estendere significativamente il tempo di impostazione del calcestruzzo quando è stato sovradosato, lasciando il calcestruzzo in uno stato non inserito per un lungo periodo e interrompendo le successive attività di costruzione. In progetti sensibili al tempo, come i versamenti di cemento di massa, l'impostazione prolungata può provocare articolazioni fredde, riducendo l'integrità strutturale e la forza. Al contrario, in alcuni casi, l'eccessivo superplasticilante policarbossilato può causare impostazioni rapide a causa di uno squilibrio nelle reazioni chimiche con cemento, portando a impostazione del flash. Ciò rende il concreto non realizzabile, influisce fortemente sulla qualità della costruzione.

Ad esempio, in un progetto di costruzione del molo del ponte, un eccessivo superplasticilato di policarbossilato ha esteso il tempo di impostazione del calcestruzzo a 48 ore, superando di gran lunga il normale 12-24 ore, ritardando la legatura delle barre e l'installazione della cassaforma e influenzando significativamente l'avanzamento del progetto.

3.2 Impatto sulle proprietà meccaniche

3.2.1 Sviluppo lento della forza precoce

I superplasticanti di policarbossilato per overdosing inibiscono la reazione precoce dell'idratazione del cemento, rallentando lo sviluppo precoce della resistenza. La forza precoce insufficiente può portare a deformazione e cracking sotto il peso di sé, carichi di costruzione o effetti ambientali. Nelle strutture che richiedono la rimozione precoce della cassaforma o la capacità di carico, come strutture verticali in edifici grattacieli e componenti prefabbricati, lo sviluppo delle forze precoci lento interrompe i programmi di costruzione e compromette la sicurezza strutturale.

Ad esempio, in un impianto di produzione di raggi prefabbricati, l'eccessivo superplasticizzatore di policarbossilato ha prodotto solo il 30% della resistenza di progettazione dopo tre giorni di indurimento anziché il 50% previsto, ritardando il sollevamento e l'installazione del raggio, interrompendo così gli orari di produzione.

3.2.2 Riduzione della resistenza a lungo termine

L'eccessivo superplasticizzatore di policarbossilato può influire negativamente sulla resistenza a lungo termine alterando la microstruttura del calcestruzzo. Indebolisce la zona di transizione tra la pasta di cemento e gli aggregati, aumentando la porosità e riducendo la densità del calcestruzzo. In carichi prolungati o difficili condizioni ambientali, questi punti deboli strutturali riducono la durata e la vita di servizio. La ricerca indica che il superplasticizer policarbossilato da sovradosaggio del 10% può diminuire 28- giorno di forza concreta di 10-15%.

Ad esempio, in un progetto di diga idraulica su larga scala, l'eccessivo superplasticizzatore di policarbossilato ha comportato un ampio crack per diversi anni e i test di resistenza hanno rivelato che alcune aree erano scese al di sotto della forza di progettazione, minacciando la sicurezza della diga.

3.3 Impatto sulla durata

3.3.1 Riduzione della permeabilità ridotta

La resistenza alla permeabilità al calcestruzzo è un fattore di durata chiave. Il superplasticante in policarbossilato eccessivo provoca segregazione e sanguinamento, creando vuoti interconnessi che fungono da percorsi per acqua e sostanze dannose. Ciò compromette strutture come strutture sotterranee e strutture idrauliche, aumentando il rischio di infiltrazione d'acqua e attacco chimico.

Ad esempio, un garage sotterraneo di nuova costruzione ha sperimentato perdite di acqua diffusa poco dopo il completamento. I test hanno rivelato che un eccessivo superplasticilato di policarbossilato aveva abbassato la resistenza alla permeabilità del calcestruzzo, consentendo alle acque sotterranee di penetrare attraverso crepe e pori, influenzando la funzionalità e la sicurezza strutturale.

3.3.2 Riduzione della resistenza al congelamento

Nei climi freddi, la resistenza di congelamento-scongelamento è essenziale per la durata del calcestruzzo a lungo termine. Il superplasticizzatore in policarbossilato eccessivo aumenta il contenuto d'aria e le microbolle eccessive collassano in condizioni di congelamento, riducendo la durata. Inoltre, la disomogeneità indotta dalla segregazione peggiora il danno da congelamento-scongelamento, portando allo spalling e al cracking della superficie.

Ad esempio, un progetto di ponte in una regione settentrionale ha mostrato un grave deterioramento della superficie dopo una stagione invernale. L'analisi ha indicato che l'eccessivo superplasticizzatore di policarbossilato aveva una riduzione della resistenza di congelamento-scongelamento, causando danni significativi legati al tempo.

3.3.3 Resistenza alla carbonatazione indebolita

La carbonatazione in calcestruzzo si verifica quando il CO₂ atmosferico reagisce con idrossido di calcio nella pasta di cemento, formando carbonato di calcio e riducendo l'alcalinità. Il superplasticizzatore in policarbossilato eccessivo può alterare l'idratazione, riducendo il contenuto di idrossido di calcio aumentando la porosità, accelerando la carbonatazione. La carbonatazione indebolisce lo strato di passione protettiva sul rinforzo in acciaio, portando a corrosione e degrado strutturale.

Ad esempio, le colonne concrete di un edificio di fabbrica hanno mostrato una significativa carbonatazione dopo diversi anni, causando corrosione e crepe da crane, mettendo a repentaglio l'integrità strutturale. Il superplasticizzatore policarbossilato eccessivo è stato identificato come causa principale della carbonatazione accelerata.

A causa delle variazioni della composizione del cemento e dei progetti di miscele, determinando il dosaggio ottimale del superplasticizer policarbossilato richiede test anziché fare affidamento esclusivamente sulle raccomandazioni del produttore. L'uso dei test di flusso di pasta di cemento fornisce un metodo semplice, accurato e affidabile per ottimizzare il dosaggio di miscela, garantire la qualità della costruzione, ridurre i costi e ottenere i migliori risultati ingegneristici.