A cosa serve il condensato di formaldeide di sodio naftalene solfonato nel calcestruzzo?

A cosa serve il condensato di formaldeide naftalene solfonato di sodio nel calcestruzzo?

Il componente principale dell'agente riduttore d'acqua ad alta efficienza naftalene è il naftalene solfonato, che può reagire con la superficie delle particelle di cemento per produrre composti solubili in acqua. Questi composti esercitano un effetto di riduzione dell'acqua in due modi: il primo consiste nel formare uno strato schermante la carica sulla superficie delle particelle di cemento per ridurre la forza di adsorbimento tra le particelle, riducendo così la tensione superficiale del colloide di cemento e migliorando la dispersione delle particelle di cemento; l'altro è inibire la reazione di idratazione tra le particelle di cemento durante la reazione di idratazione del cemento e ridurre la forza interfacciale interna ed esterna che porta alla diminuzione del rapporto acqua-cemento.

 

La ricerca sugli agenti riducenti l’acqua in Cina è iniziata relativamente tardi: alla fine degli anni ’40, la Cina ha introdotto per la prima volta gli additivi nella progettazione di cemento e calcestruzzo. Nel 1975, Lu Zhang, Università di Tsinghua, preparò con successo un agente riduttore d'acqua a base di naftalene NF e, allo stesso tempo, una ricerca approfondita sul meccanismo dell'agente riduttore d'acqua a base di naftalene. Gli importanti risultati della ricerca sull'agente riducente dell'acqua naftalene rappresentano una pietra miliare per lo sviluppo di additivi per calcestruzzo in Cina. Allo stato attuale, l'agente riduttore d'acqua può migliorare le proprietà meccaniche del calcestruzzo, migliorare la facilità di costruzione e ridurre il consumo di risorse, proteggere l'ambiente, quindi è diventato un componente essenziale del cemento e del calcestruzzo ed è spesso indicato come il quinto componente di cemento e calcestruzzo in questo settore. L'agente riducente dell'acqua naftalene è attualmente riconosciuto come la miscela riducente dell'acqua più efficace nel settore e l'agente riducente dell'acqua è ampiamente utilizzato in Cina. A causa dell'uso su larga scala dell'agente riducente dell'acqua naftalene, si verificano problemi di inquinamento e costi elevati. In questo articolo, dal meccanismo d'azione dell'agente riduttore d'acqua, l'agente riduttore d'acqua naftalene verde ed efficiente a basso costo e basso inquinamento viene utilizzato per studiare le prestazioni del calcestruzzo cementizio con diversi dosaggi di agente riduttore d'acqua naftalene. I risultati dello studio forniscono un certo valore di riferimento teorico e guida per l'applicazione dell'agente riducente dell'acqua naftalene nell'ingegneria pratica.

1 Funzione e meccanismo dell'agente riducente dell'acqua
In secondo luogo, l'agente riduttore d'acqua può migliorare notevolmente la compatibilità edilizia del calcestruzzo cementizio e ridurre il consumo energetico della miscelazione edilizia; in terzo luogo, l'agente riducente dell'acqua può ridurre la quantità di cemento e acqua con la premessa di non abbassare le prestazioni del calcestruzzo cementizio e degli indici meccanici, in modo da ridurre i costi di costruzione.
Le due estremità della struttura molecolare dell'agente riducente dell'acqua sono l'estremità idrofila e l'estremità idrofoba, nel processo di utilizzo, l'estremità idrofila punta all'acqua, mentre l'estremità idrofoba punta all'interfaccia del gas o del solido, quindi può ridurre l'energia interfacciale tra acqua, fase gassosa e fase solida, in modo da ottenere l'effetto di dispersione. Nel normale processo di miscelazione delle costruzioni in cemento, una volta aggiunta l'acqua al cemento, il cemento genererà immediatamente una struttura flocculante, che contiene molta acqua; se viene aggiunto un agente riduttore d'acqua, da un lato, l'agente si attaccherà alla superficie delle particelle di cemento, bloccando l'interfaccia di contatto tra le particelle di cemento e l'acqua, e dall'altro, l'estremità idrofila dell'agente adsorbirà una certa quantità di molecole d'acqua, che svolgeranno un effetto lubrificante sulle particelle di cemento, facilitandone la dispersione; l'estremità idrofila punta all'acqua, mentre l'estremità idrofoba punta all'interfaccia del gas o del solido. D'altra parte, l'estremità idrofila dell'agente riducente dell'acqua adsorbirà una certa quantità di molecole d'acqua, che possono lubrificare le particelle di cemento e renderle più facilmente disperdibili; il gruppo idrofilo è caricato negativamente e, dopo essere stato adsorbito sulla superficie delle particelle di cemento, anche le particelle di cemento saranno caricate negativamente con la stessa carica, che si escluderanno a vicenda e renderanno le particelle di cemento più disperse, ridurranno la quantità di acqua, e migliorare la fluidità del calcestruzzo.

2 prove sulle materie prime
2.1 Cemento
Il grado di resistenza e il dosaggio del cemento sono direttamente correlati alle prestazioni di lavoro e alla resistenza del calcestruzzo. Questo test utilizza il cemento 32.5R prodotto da Oriental Hope Chongqing Cement Co., Ltd. indice del cemento: grado di resistenza 32,5 MPa, tempo di presa iniziale 253 minuti, tempo di presa finale 289 minuti, consistenza standard 28,2%, stabilità del volume qualificata, area superficiale specifica 352 m2 /kg, resistenza alla flessione 3d 6,4 MPa, resistenza alla flessione 28d 8,7 MPa, resistenza alla compressione 3d 29,6 MPa, resistenza alla compressione 28d 50,2 MPa, soddisfano tutti i requisiti delle specifiche.
2.2 Ceneri volanti
L'aggiunta di ceneri volanti nel calcestruzzo cementizio riduce la quantità di cemento e migliora le prestazioni generali del calcestruzzo. La cenere volante utilizzata in questo test è fornita dal ramo industriale di China Railway 16 Bureau Material Trading Co., Ltd. e dai suoi indici di prestazione: finezza (residuo del setaccio a foro quadrato 45μm) del 16,5%, contenuto di umidità di 0 0,28%, rapporto domanda d'acqua del 103%, perdita per combustione del 3,21%, indice di attività 28d del 75%, tutti in linea con i requisiti delle specifiche.
2.3 Aggregato
L'aggregato nel calcestruzzo cementizio comprende aggregato fine e aggregato grosso, l'aggregato grosso svolge il ruolo di scheletro, l'aggregato fine svolge il ruolo di riempimento, la proporzione dell'aggregato rappresenta il 7{{10}}% del calcestruzzo, quindi il gli indicatori di aggregato influiscono notevolmente sulla facilità di costruzione e resistenza del calcestruzzo. In questo test, l'aggregato fine è sabbia media con modulo di finezza di 2,58, densità apparente di 1468 kg/m3, contenuto di fango di 1,23% e tutti gli indici di aggregato fine soddisfano i requisiti tecnici delle specifiche attuali. L'aggregato grosso adotta pietrisco calcareo frantumato meccanicamente, la dimensione massima delle particelle di 23 mm, ago, contenuto di scaglie del 2,9%, contenuto di fango dello 0,15%, contenuto di umidità dello 0,15%, indice di frantumazione del 6,5%, densità apparente di 2734 kg/m3, massa densità di 1780 kg/m3, gli indicatori di questo aggregato grossolano per soddisfare le specifiche attuali e i requisiti tecnici.
2.4 Agente riducente dell'acqua e acqua di miscelazione
Questo esperimento adotta l'agente riduttore d'acqua ad alta efficienza naftalene fornito da Shanghai Yunzhe New Material Co., Ltd. Il componente principale di questo agente riduttore d'acqua è il condensato di formaldeide naftalene solfonato di sodio, che non è tossico, non corrosivo, facilmente solubile in acqua e con proprietà fisico-chimiche stabili. Indicatori di prestazione specifici: 90% della polvere, valore pH da 7 a 9, contenuto di solfato di sodio dal 15% al ​​20%, il flusso di malta cementizia è di 240 mm.
L'acqua utilizzata nel processo sperimentale è l'acqua domestica della contea autonoma di Shizhu Tujia nella municipalità di Chongqing e tutti i suoi indici soddisfano lo standard "Concrete Water Standard" JGJ63-2006.

Dopo l'aggiunta di una certa quantità di agente riduttore d'acqua naftalenico, il rapporto acqua-cemento del calcestruzzo ha mostrato un andamento decrescente, ma la resistenza del calcestruzzo ha mostrato un graduale aumento dell'andamento della resistenza del calcestruzzo cementizio dal 3° al 7° giorno in un valore limite inferiore e la resistenza del calcestruzzo dal 14° al 60° giorno rispetto alla resistenza dei 7 giorni precedenti è stata notevolmente migliorata, quindi si può concludere che l'agente riducente dell'acqua naftalene svolge un ruolo maggiore ruolo nella formazione della resistenza del calcestruzzo dal 7° giorno Pertanto, si può concludere che l'agente riducente dell'acqua a base di naftalene svolge un ruolo maggiore nella formazione della resistenza del calcestruzzo dal 7° al 14° giorno, il che dimostra che il riducente dell'acqua l'agente ha un'influenza maggiore sulla resistenza del calcestruzzo nel periodo successivo rispetto al periodo precedente. Confrontando il gruppo sperimentale senza l'aggiunta di un agente riduttore d'acqua, si può vedere che la resistenza del calcestruzzo in tutte le fasi ha un aumento sostanziale dopo l'aggiunta di un agente riduttore d'acqua, in particolare l'età del calcestruzzo di 60 giorni ha l'effetto più significativo e la sua resistenza è aumentata di circa 15MPa.
Quando l'intervallo dell'agente riducente dell'acqua naftalene è compreso tra 1,6% e 1,8%, la resistenza a compressione del calcestruzzo a tutte le età aumenta più rapidamente. Per la curva di resistenza alla compressione 28d richiesta dagli standard di specifica, si può vedere che, rispetto alla resistenza dei campioni di calcestruzzo senza agente riduttore d'acqua, la resistenza del calcestruzzo è aumentata di 10 MPa quando è stato aggiunto l'1,6% di agente riduttore d'acqua naftalenico, e la resistenza del calcestruzzo è aumentata di 12 MPa quando è stato aggiunto l'1,8% di agente riducente dell'acqua naftalenico e si può dimostrare che l'aggiunta di un agente riducente dell'acqua naftalene può ridurre il consumo di acqua per unità di cemento e calcestruzzo e aumentare sostanzialmente la resistenza alla compressione del calcestruzzo, ma aumenta anche la resistenza alla compressione del calcestruzzo. aumentare notevolmente la resistenza alla compressione del calcestruzzo, ma quando il dosaggio dell'agente riducente dell'acqua naftalene è superiore all'1,8%, il tasso di crescita della resistenza dei provini di calcestruzzo diventa più lento e la resistenza alla compressione di 3d mostra una crescita pari a zero. Crescita completa della forza economica e concreta, si raccomanda che il dosaggio dell'agente riducente dell'acqua naftalene sia compreso tra l'1,6% e l'1,8% della massa totale delle particelle di polvere.
3.2 Influenza del dosaggio dell'agente riducente dell'acqua naftalene sulle prestazioni della costruzione
Secondo lo schema proporzionale nella Tabella 1, il tempo di presa iniziale, il tempo di presa finale, lo slump e altri indicatori del calcestruzzo con diverso dosaggio di agenti riduttori d'acqua sono stati determinati in conformità con i "Metodi di prova standard per le proprietà delle miscele di calcestruzzo ordinarie".
 

Nel calcestruzzo miscelato con un agente riduttore d'acqua naftalenico, i tempi di presa iniziale e finale del calcestruzzo cementizio sono notevolmente migliorati e con l'aumento della quantità di agente riduttore d'acqua, il tempo di presa viene gradualmente migliorato, il tasso di miglioramento del primo veloce e poi lento e infine stabilizzato. Quindi l'aggiunta di un agente riduttore d'acqua può essere utile per il trasporto del calcestruzzo cementizio e il tempo di pavimentazione, ma la quantità di aggiunta non è tanto maggiore quanto più è buono, da un lato, aggiungerne troppo per far sì che il tempo di presa finale sia troppo lungo, non è favorevole a la formazione della resistenza del calcestruzzo, migliora la formazione della resistenza del calcestruzzo a causa della lenta distruzione della possibilità che i fattori ambientali esterni, d'altro canto, aumentino i costi di costruzione.

Con l'aumento del riduttore d'acqua, lo slump del calcestruzzo prima aumenta e poi diminuisce, quando il dosaggio è troppo elevato si avranno gravi fenomeni di delaminazione e segregazione. Con l'aumento dell'agente riduttore d'acqua, la coesione dei provini di calcestruzzo migliora sempre di più. Il dosaggio dell'agente riduttore d'acqua era compreso tra 1,6% e 1,8% e la ritenzione idrica del calcestruzzo era migliore.

In conclusione, si può vedere che il dosaggio dell'agente riduttore d'acqua naftalene può migliorare la facilità di costruzione del calcestruzzo cementizio entro un certo intervallo, quindi si raccomanda che il dosaggio dell'agente riduttore d'acqua naftalene sia compreso tra l'1,6% e l'1,8% della massa totale di polvere solida.
4. Conclusione
(1) Le due estremità della molecola dell'agente riducente l'acqua sono idrofile e idrofobe, e l'estremità idrofila dell'agente è diretta all'acqua, mentre l'estremità idrofoba dell'agente è diretta all'interfaccia del gas o del solido, che può ridurre la energia interfacciale tra l'acqua e la fase gassosa e la fase solida, in modo da ottenere l'effetto di dispersione.
(2) Il periodo di tempo in cui l'agente riducente l'acqua influenza la resistenza del calcestruzzo va da 7 a 14 giorni. Rispetto al calcestruzzo senza agente riduttore d'acqua, la sua resistenza alla compressione 60d è aumentata di circa 15 MPa.
(3) Si raccomanda la resistenza alla compressione completa del calcestruzzo cementizio, il rapporto acqua-cemento, il tempo di presa iniziale, il tempo di presa finale e i fattori economici per un dosaggio dell'agente riducente l'acqua naftalene compreso tra 1,6% e 1,8% della massa totale di polvere solida.