چه ضرری از سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات بیش از حد است

سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات به طور گسترده در تولید بتن مدرن مورد استفاده قرار می گیرد و نقش مهمی در بهبود عملکرد بتن دارد. با این حال ، دوز بیش از حد سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات می تواند عوارض جانبی مختلفی بر کیفیت بتن و به طور جدی تهدید کننده داشته باشد. در این مقاله ، تجزیه و تحلیل عمیق از تأثیرات منفی دوز سوپر پلاستیک پلاستیک بیش از حد بر روی کارآیی بتن ، خصوصیات مکانیکی و دوام ارائه شده است. از طریق مطالعات موردی ، علل این مشکلات مورد بررسی قرار می گیرد و راه حل های مربوطه برای ارائه پشتیبانی نظری و راهنمایی عملی برای استفاده منطقی از سوپر پلاستیک سازان پلی کربوکسیلات در تولید و ساخت بتن ارائه شده است.

1. مقدمه

با توسعه سریع صنعت ساخت و ساز ، نیازهای عملکرد بتن در حال افزایش است. به عنوان یک ترکیب بتونی کارآمد ، سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات به دلیل راندمان کاهش بالای آب ، از دست دادن کم رکاب و تأثیر حداقل بر دوام ، در پروژه های مختلف بتونی مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال ، در تولید و ساخت واقعی ، دوز بیش از حد سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات اغلب به دلیل خرابی تجهیزات ، خطاهای اپراتور و ارزیابی ناکافی از تغییرات عملکرد بتن رخ می دهد. چنین مواردی خطرات جدی برای کیفیت بتن و ایمنی ساخت و ساز ایجاد می کند. بنابراین ، بررسی اثرات منفی دوز سوپر پلاستیک پلاستیکی بیش از حد پلاستیک و توسعه راه حل های مؤثر از اهمیت عملی زیادی برخوردار است.

2. توابع و مکانیسم کار Superplasticizer Polycarboxylate

2.1 کارکردهای اصلی

سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات در درجه اول عملکردهای کاهش دهنده آب ، کاهش رکود و عقب نشینی را ارائه می دهند. افزودن مناسب از سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات به بتن می تواند به طور موثری نسبت سیمان آب را کاهش دهد ، سیالیت بتن و پلاستیک را افزایش داده و قرار دادن ساخت و ساز را تسهیل کند. علاوه بر این ، این ترکیبات از بین رفتن رکود به حداقل می رسند ، و اطمینان می دهند که بتن در طی یک دوره طولانی ، کارآیی خوبی را حفظ می کند. علاوه بر این ، اثر عقب ماندگی آنها مانع از تنظیم زودرس در هنگام حمل و نقل و قرار دادن می شود و زمان ساخت و ساز کافی را فراهم می کند.

2.2 مکانیسم کار

سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات از طریق گروههای فعال مانند گروههای کربوکسیل و اسید سولفونیک ، که از نظر شیمیایی با یون های کلسیم بر روی سطح ذرات سیمان واکنش نشان می دهند تا یک لایه جذب با بار منفی ایجاد کنند. دفع الکترواستاتیک بین ذرات سیمانی با بار مشابه ، آگلومره ها را می شکند ، ذرات سیمان را پراکنده می کند و آب به دام افتاده را آزاد می کند و از این طریق به یک اثر کاهش دهنده آب می رسد. علاوه بر این ، زنجیره های جانبی طولانی مولکول های Superplasticizer یک اثر مانع استریل بر روی سطح ذرات سیمان ایجاد می کنند و بیشتر از تجمع ذرات و حفظ پایداری رکود جلوگیری می کنند.

3. اثرات منفی دوز سوپر پلاستیک پلاستیکی بیش از حد بر عملکرد بتونی

3.1 تأثیر بر عملکرد

3.1.1 رکود بیش از حد ، تفکیک و خونریزی

هنگامی که ابررسانهای پلی کربوکسیلات بیش از حد تجویز می شوند ، اثر کاهش آب آنها بیش از حد قوی می شود ، به طور قابل توجهی سیالیت مخلوط بتن را افزایش می دهد و منجر به رکود بیش از حد می شود. آب آزاد بیش از حد ، تحت تأثیر گرانش ، از خمیر سیمان جدا می شود و باعث تفکیک می شود. سنگدانه های درشت در حالی که شناور خمیر سیمان می شود ، در نتیجه توزیع ناهموار اجزای بتونی ، به خطر انداختن یکپارچگی کلی و کیفیت ساخت و ساز. علاوه بر این ، خونریزی شدت می یابد و یک فیلم آب بر روی سطح بتونی تشکیل می دهد ، که باعث تضعیف مقاومت و دوام سطح می شود و تخلخل داخلی را افزایش می دهد و مقاومت نفوذپذیری را کاهش می دهد.

به عنوان مثال ، در بنیاد ریختن یک پروژه مسکونی مرتفع ، دوز بیش از حد سوپر پلاستیک پلاستیکی پلی کربوکسیلات منجر به تفکیک شدید و خونریزی به محض ورود به محل ساخت و ساز شد. در بعضی از مناطق ، مصالح درشت جمع می شوند در حالی که خمیر سیمان از بین می رود ، نیاز به کار مجدد ، تأخیر در برنامه و افزایش هزینه ها دارد.

3.1.2 زمان تنظیم غیر طبیعی

اجزای عقب مانده از سوپر پلاستیک سازهای پلی کربوکسیلات می توانند زمان تنظیم بتن را به طور قابل توجهی در هنگام تجویز بیش از حد گسترش دهند و بتن را در یک حالت UNSET برای یک دوره طولانی و مختل کردن فعالیت های ساختمانی بعدی قرار دهند. در پروژه های حساس به زمان ، مانند ریخته های بتونی جمعی ، تنظیمات طولانی مدت می تواند منجر به مفاصل سرماخوردگی ، کاهش یکپارچگی ساختاری و قدرت شود. برعکس ، در برخی موارد ، ابررسانه ساز بیش از حد پلی کربوکسیلات ممکن است به دلیل عدم تعادل در واکنشهای شیمیایی با سیمان باعث ایجاد سریع شود و منجر به تنظیم فلاش شود. این امر باعث می شود بتن غیر قابل اجرا باشد و به شدت بر کیفیت ساخت و ساز تأثیر بگذارد.

به عنوان مثال ، در یک پروژه ساخت و ساز Pier Bridge ، Superplasticizer بیش از حد پلی کربوکسیلات ، زمان تنظیم بتن را به 48 ساعت افزایش داد ، بسیار بیشتر از ساعت {1}} ساعت ، به تأخیر انداختن پیوند میلگرد و نصب و راه اندازی فرم و تأثیر قابل توجهی بر پیشرفت پروژه.

3.2 تأثیر بر خصوصیات مکانیکی

3.2.1 توسعه قدرت اولیه آهسته

مصرف بیش از حد مصرف کننده پلاستیک سازان پلاستیکلایت ، واکنش هیدراتاسیون اولیه سیمان را مهار می کند و باعث کاهش سرعت قدرت می شود. قدرت اولیه کافی نمی تواند منجر به تغییر شکل و ترک خوردگی تحت وزن خود ، بارهای ساختمانی یا اثرات محیطی شود. در سازه هایی که نیاز به حذف اولیه یا توانایی بارگذاری اولیه دارند ، مانند سازه های عمودی در ساختمانهای مرتفع و اجزای پیش ساخته ، توسعه استحکام اولیه آهسته برنامه های ساخت و ساز را مختل می کند و ایمنی ساختاری را به خطر می اندازد.

به عنوان مثال ، در یک کارخانه تولید پرتوی پیش ساخته ، Superplasticizer بیش از حد پلی کربوکسیلات منجر به تنها 30 ٪ از استحکام طراحی پس از سه روز پخت به جای 50 ٪ مورد انتظار ، تأخیر در بلند کردن و نصب پرتو ، در نتیجه برنامه های تولید را مختل می کند.

3.2.2 قدرت طولانی مدت را کاهش داد

Superplasticizer بیش از حد پلی کربوکسیلات می تواند با تغییر ریزساختار بتن بر قدرت طولانی مدت تأثیر منفی بگذارد. این منطقه انتقال بین خمیر سیمان و سنگدانه ها ، افزایش تخلخل و کاهش تراکم بتونی را تضعیف می کند. تحت بارهای پایدار یا شرایط سخت محیطی ، این نقاط ضعف ساختاری باعث کاهش دوام و عمر خدمات می شود. تحقیقات نشان می دهد که مصرف بیش از حد پلی کربوکسیلات Superplasticizer 10 ٪ می تواند 28- روز استحکام بتن توسط 10-15 ٪ کاهش یابد.

به عنوان مثال ، در یک پروژه سد هیدرولیک در مقیاس بزرگ ، Superplasticizer بیش از حد پلی کربوکسیلات منجر به ترک خوردگی گسترده در طی چند سال شد و آزمایشات قدرت نشان داد که برخی از مناطق زیر قدرت طراحی سقوط کرده و ایمنی سد را تهدید می کنند.

3.3 تأثیر بر دوام

3.3.1 مقاومت نفوذپذیری را کاهش داد

مقاومت در برابر نفوذپذیری بتن یک عامل دوام اصلی است. سوپر پلاستیک ساز بیش از حد پلی کربوکسیلات باعث جداسازی و خونریزی می شود و باعث ایجاد حفره های بهم پیوسته می شود که به عنوان مسیرهای آب و مواد مضر عمل می کند. این سازه هایی مانند امکانات زیرزمینی و سازه های هیدرولیک را به خطر می اندازد و خطر نفوذ آب و حمله شیمیایی را افزایش می دهد.

به عنوان مثال ، یک گاراژ پارکینگ زیرزمینی تازه ساخته شده اندکی پس از اتمام ، نشت گسترده ای از آب را تجربه کرد. آزمایش نشان داد که ابررسانه ساز بیش از حد پلی کربوکسیلات ، مقاومت نفوذپذیری بتن را کاهش داده و به آب های زیرزمینی اجازه می دهد تا از طریق ترک ها و منافذ نفوذ کند و بر عملکرد و ایمنی ساختاری تأثیر بگذارد.

3.3.2 مقاومت یخ زدگی را کاهش داد

در آب و هوای سرد ، مقاومت یخ زدگی برای دوام بتن طولانی مدت ضروری است. Superplasticizer بیش از حد پلی کربوکسیلات ، میزان هوا را افزایش می دهد و میکروب های بیش از حد در شرایط انجماد فرو می روند و باعث کاهش دوام می شوند. علاوه بر این ، ناهمگن بودن ناشی از تفکیک ، آسیب یخ زدگی را بدتر می کند و منجر به لکه گیری سطح و ترک خوردگی می شود.

به عنوان مثال ، یک پروژه پل در یک منطقه شمالی پس از یک فصل زمستان ، خراب شدن سطح شدید را نشان داد. تجزیه و تحلیل نشان داد که سوپر پلاستیک ساز بیش از حد پلاستیکی ، مقاومت در برابر یخ زدگی را کاهش داده و باعث آسیب قابل توجه در آب و هوا می شود.

3.3.3 مقاومت در برابر کربناسیون ضعیف

کربناسیون بتونی زمانی اتفاق می افتد که CO₂ جوی با هیدروکسید کلسیم در خمیر سیمان واکنش نشان می دهد ، کربنات کلسیم و کاهش قلیایی را کاهش می دهد. سوپر پلاستیک ساز بیش از حد پلی کربوکسیلات می تواند هیدراتاسیون را تغییر داده و در حالی که تخلخل افزایش می یابد ، میزان هیدروکسید کلسیم را کاهش می دهد و باعث تسریع در کربناسیون می شود. کربناسیون لایه انفعال محافظ را در تقویت فولاد تضعیف می کند و منجر به خوردگی و تخریب ساختاری می شود.

به عنوان مثال ، ستون های بتونی یک ساختمان کارخانه پس از چند سال کربناسیون قابل توجهی را نشان دادند و باعث خوردگی و ترک های میلگرد می شوند و یکپارچگی ساختاری را به خطر می اندازند. سوپر پلاستیک ساز بیش از حد پلی کربوکسیلات به عنوان علت اصلی کربناسیون شتاب شناخته شد.

با توجه به تغییرات در ترکیب سیمان و طرح های مخلوط ، تعیین دوز فوق العاده پلاستیک ساز بهینه بهینه ، نیاز به آزمایش دارد و نه اینکه فقط به توصیه های سازنده تکیه کند. استفاده از تست های جریان پذیری خمیر سیمان روشی ساده ، دقیق و قابل اعتماد برای بهینه سازی دوز ترکیب ، اطمینان از کیفیت ساخت و ساز ، کاهش هزینه ها و دستیابی به بهترین نتایج مهندسی را فراهم می کند.