Qual è il meccanismo dell'agente trascinatore d'aria?

Gli agenti aeranti sono per lo più tensioattivi anionici. All'interfaccia acqua-aria, i gruppi idrofobici sono orientati verso il lato aria, mentre all'interfaccia cemento-acqua, il cemento o i suoi ioni di idratazione vengono adsorbiti con i gruppi idrofili. I gruppi idrofobici vengono respinti dal cemento e dai suoi ioni di idratazione, formando uno strato di adsorbimento idrofobico che tende ad avvicinarsi alla superficie dell'aria. Grazie a questo approccio ionico alla superficie dell'aria e all'adsorbimento delle molecole degli agenti aeranti nell'interfaccia aria-acqua, la tensione superficiale dell'acqua viene notevolmente ridotta, con conseguente formazione di numerose minuscole bolle d'aria nel calcestruzzo durante la miscelazione. Queste bolle hanno uno strato di adsorbimento direzionale con la stessa carica, che le fa respingere a vicenda e distribuirsi uniformemente. D'altro canto, molti agenti aeranti anionici fanno precipitare i sali di calcio in soluzioni di cemento ad alto contenuto di calcio, che vengono adsorbiti sul film a bolle, impedendo efficacemente la rottura delle bolle. La schiuma piccola ed uniforme introdotta può rimanere stabile per un certo periodo.

Dal meccanismo sopra descritto si può vedere che l'attività interfacciale degli agenti aeranti è simile a quella dei riduttori d'acqua. La differenza è che l'attività interfacciale dei riduttori d'acqua si verifica principalmente all'interfaccia liquido-solido, mentre l'attività interfacciale degli agenti trascinanti l'aria si verifica principalmente all'interfaccia gas-liquido-solido. È chiaro che la funzione primaria degli aeranti è quella di introdurre bolle d'aria, seguita da azioni di dispersione e bagnatura.

Quando la malta secca contenente agenti aeranti viene miscelata con acqua, gli agenti riducono significativamente la tensione superficiale e l'energia interfacciale dell'acqua, provocando la facile formazione di numerose minuscole bolle d'aria chiuse durante la miscelazione. La maggior parte di queste bolle hanno un diametro inferiore a 200 μm.

Gli agenti aeranti introducono nella malta, per azione fisica, microbolle stabili. Ciò riduce la densità della malta bagnata, migliora la lavorabilità e aumenta la resa della malta bagnata. L'aria trattenuta nella malta aumenta le prestazioni di isolamento termico del calcestruzzo ma ne riduce anche la resistenza. Il dosaggio degli agenti aeranti varia a seconda del tipo di malta secca e dell'agente aerante utilizzato, ma di solito è molto basso, generalmente 0.00dal 2% allo 0,01 % della massa di cemento, non superiore allo 0,05% della massa di cemento.

Vari fattori influenzano il contenuto di aria della malta, tra cui le caratteristiche e la quantità di cemento e additivi, il rapporto acqua-cemento (rapporto acqua-legante), il tipo e il dosaggio degli agenti aeranti, la qualità e la distribuzione delle particelle degli aggregati, il tipo e la capacità della malta. betoniera, temperatura di miscelazione, consistenza dell'impasto e temperatura ambiente. Sebbene la quantità di agente aerante aggiunta sia molto piccola, ha un impatto significativo sulle prestazioni della malta secca. Le sue funzioni principali sono:

Migliorare la lavorabilità della malta secca

L'incorporazione di agenti aeranti forma numerose minuscole bolle d'aria chiuse nella miscela di calcestruzzo. Queste microbolle agiscono come cuscinetti a sfera, riducendo la resistenza di attrito tra le particelle di aggregato, aumentando così la scorrevolezza della miscela di calcestruzzo. Se la fluidità viene mantenuta costante, il contenuto di acqua può essere ridotto. Allo stesso tempo, poiché l'acqua è distribuita uniformemente sulla superficie di numerose bolle d'aria, la quantità di acqua liberamente trasportabile viene ridotta, con conseguente diminuzione del sanguinamento della malta bagnata e corrispondentemente aumento della ritenzione d'acqua e della coesione.

Ridurre la resistenza della malta secca

A causa della presenza di numerose bolle d'aria, l'area portante della malta si riduce, con conseguente diminuzione della resistenza del calcestruzzo. Tuttavia, gli agenti aeranti hanno un certo effetto di riduzione dell'acqua (in particolare i riduttori d'acqua aeranti, che hanno un effetto di riduzione dell'acqua più significativo). Il ridotto rapporto acqua-cemento compensa in una certa misura la resistenza. Tuttavia, l'aggiunta di agenti aeranti comporta comunque una diminuzione della resistenza della malta, in particolare della resistenza a compressione. Pertanto, il dosaggio degli agenti aeranti deve essere rigorosamente controllato e il dosaggio ottimale deve essere determinato attraverso test sul contenuto di aria, sulla lavorabilità e sulla relativa resistenza della malta. Inoltre, a causa della presenza di numerose bolle d'aria, la deformazione elastica della malta aumenta e il modulo elastico diminuisce, il che è vantaggioso per migliorare la resistenza alla fessurazione della malta.

Migliorare l'impermeabilità e la resistenza al gelo della malta

Gli agenti aeranti riducono il sanguinamento degli impasti cementizi (generalmente riducendo il sanguinamento dal 30% al 40%). Di conseguenza si riducono anche i canali capillari di sanguinamento. Contemporaneamente, la presenza di numerose microbolle chiuse blocca o interrompe i canali capillari dell'acqua nella malta, alterando la struttura dei pori e migliorando l'impermeabilità della malta. Le bolle hanno una notevole capacità di deformazione elastica, garantendo un effetto ammortizzante contro le tensioni di dilatazione causate dal gelo dell'acqua, migliorando così la resistenza al gelo della malta e aumentandone la durabilità. Inoltre, l'aggiunta di agenti aeranti riduce la densità della malta, risparmiando materiali e aumentando l'area di costruzione.

Fattori che influenzano il contenuto d'aria della malta:

Caratteristiche e quantità del cemento e degli additivi

Rapporto acqua-cemento (rapporto acqua-legante)

Tipologia e dosaggio degli agenti aeranti

Qualità e distribuzione granulometrica degli aggregati

Tipo e capacità dell'impastatrice

Temperatura di miscelazione

Consistenza della miscela

Temperatura ambiente