Qual è lo stato dell'applicazione degli additivi per calcestruzzo

1. L'attuale applicazione degli additivi per calcestruzzo

Molte aziende produttrici di calcestruzzo utilizzano tradizionali riduttori d'acqua a base di naftalene nella produzione di calcestruzzo a bassa resistenza (C10-C40), mentre passano ad additivi a base di policarbossilato quando producono calcestruzzo di grado C40 e superiore. Questa scelta è determinata da diversi fattori:

• Il processo di miscelazione degli additivi a base di naftalene è relativamente semplice e alcuni impianti di calcestruzzo possono miscelare essi stessi gli additivi a base di naftalene, riducendo i costi di produzione.
• Durante il processo di produzione, gli additivi a base di naftalene sono più facili da controllare. Quando il dosaggio oscilla entro un intervallo di ±0,2%, le proprietà del calcestruzzo non cambiano in modo significativo, il che significa che c'è uno spazio di regolazione più ampio per l'additivo. Hanno anche una buona adattabilità al cemento. Quando si verificano lievi cambiamenti nel contenuto di umidità o fango degli aggregati, il calcestruzzo rimane stabile e il calcestruzzo con resistenza medio-bassa è relativamente facile da produrre.
• Il calcestruzzo a resistenza medio-bassa (C10-C40) rappresenta la maggior parte della domanda del mercato, costituendo circa l'80%–90% della produzione totale negli impianti di betonaggio, mentre il calcestruzzo ad alta resistenza rappresenta meno del 10%. Queste ragioni contribuiscono all’attuale predominanza degli additivi a base di naftalene nel settore.

Tuttavia, gli additivi a base naftalene presentano alcune limitazioni durante la produzione e l'utilizzo:

• La produzione di additivi a base naftalenica genera alcune sostanze tossiche, che possono causare inquinamento ambientale.
• Quando si produce calcestruzzo ad alta resistenza e ad alta fluidità, la resistenza e la lavorabilità sono difficili da garantire. A causa delle limitazioni dell’effetto di riduzione dell’acqua, la quantità di cemento utilizzata nel calcestruzzo ad alta resistenza è relativamente elevata. Il calcestruzzo miscelato con diluenti d'acqua a base di naftalina diventa molto spesso e difficile da lavorare. In precedenza, quando gli additivi a base di naftalene venivano utilizzati per il calcestruzzo ad alta resistenza, era necessario un controllo rigoroso sui dosaggi di acqua e additivi per garantirne la resistenza. Tuttavia, in pratica, la lavorabilità del calcestruzzo era scarsa e la miscela era appiccicosa e densa. Sebbene la fluidità fosse presente, era lenta, con conseguente rallentamento della velocità di costruzione e lamentele da parte dei lavoratori in loco. Aumentare il dosaggio dell'additivo non ha migliorato la situazione e un uso eccessivo dell'additivo potrebbe influire sul tempo di presa e sulla resistenza del calcestruzzo. L'aggiunta di acqua non era un'opzione.

2. Caratteristiche e direzione di sviluppo degli additivi policarbossilati di nuova generazione

Con il rapido sviluppo del settore edile sono emerse esigenze sempre più elevate in termini di resistenza e durabilità del calcestruzzo. La forza è uno degli obiettivi principali dello sviluppo della tecnologia concreta. A causa dell’urbanizzazione accelerata in Cina, gli sviluppatori stanno aumentando il tasso di utilizzo del territorio urbano e gli edifici più alti di 100 metri stanno diventando più comuni. Allo stesso tempo, i gradi di resistenza del calcestruzzo hanno superato il tradizionale grado C40, con l’utilizzo di calcestruzzi C50, C60 e anche con resistenza più elevata. Numerose pratiche ingegneristiche hanno dimostrato che l'uso del calcestruzzo ad alta resistenza non solo riduce le dimensioni delle sezioni strutturali, alleggerisce il peso proprio della struttura e riduce il consumo di materiale, ma migliora anche la resistenza sismica dell'edificio, accelera la costruzione, riduce i costi del progetto, e soddisfa particolari esigenze costruttive.
Poiché il calcestruzzo continua a svilupparsi verso una maggiore resistenza e prestazioni, i requisiti di materie prime, in particolare di additivi, sono aumentati. I tradizionali additivi a base naftalenica non riescono più a soddisfare queste esigenze a causa delle limitazioni nei processi produttivi e nella lavorabilità del calcestruzzo. La nuova generazione di additivi a base di policarbossilati si è sviluppata rapidamente ed è stata applicata con successo nei settori ferroviario, dei ponti, della tutela dell'acqua e in altri settori dell'ingegneria del calcestruzzo.

Rispetto agli additivi a base naftalene, gli additivi policarbossilati presentano i seguenti tre principali vantaggi:

• Maggiore velocità di riduzione dell'acqua e migliore dispersione: A parità di quantità di additivo, gli additivi a base di policarbossilati mantengono la stessa resistenza, scioglievolezza e scorrevolezza risparmiando circa 10 kg di acqua. L'importanza di risparmiare 10 kg di acqua per metro cubo di calcestruzzo è ben compresa nel settore: questa riduzione consente di risparmiare circa 20 kg-30 kg di cemento. Il suo più grande vantaggio si riscontra nel calcestruzzo ad alta resistenza, dove la quantità di cemento può essere notevolmente ridotta, abbassando di fatto i costi di produzione. Ciò soddisfa veramente i "tre bassi" requisiti di basso contenuto di cemento, basso rapporto acqua-cemento e basso contenuto di acqua.
• Rispettoso dell'ambiente: Gli additivi policarbossilati sono prodotti senza l'utilizzo di forti stimolanti come formaldeide o acido solforico altamente corrosivo, il che li rende rispettosi dell'ambiente e sostenibili.
• Ampio campo di applicazione e promettenti prospettive di sviluppo: Gli additivi a base di policarbossilati vengono applicati nel calcestruzzo autocompattante, nel calcestruzzo a vista, nel calcestruzzo ad alta resistenza, nel calcestruzzo ad alta durabilità, nel calcestruzzo marino e nelle strutture prefabbricate in calcestruzzo. La loro qualità è in continuo miglioramento. Grazie ai loro vantaggi globali, gli additivi a base di policarbossilati sono stati ampiamente utilizzati con successo in molte regioni della Cina, generando significativi vantaggi tecnici ed economici. L'esperienza pratica ha dimostrato che la promozione e l'applicazione degli additivi policarbossilati è un requisito inevitabile per lo sviluppo della qualità del calcestruzzo verso prestazioni elevate.