کاربرد سدیم نفتالین سولفونات فرمالدئید میعانات در بتن چیست؟

کاربرد سدیم نفتالین سولفونات فرمالدئید میعانات در بتن چیست؟

جزء اصلی عامل کاهنده آب با کارایی بالا نفتالین سولفونات نفتالین است که می تواند با سطح ذرات سیمان واکنش داده و ترکیبات محلول در آب تولید کند. این ترکیبات به دو صورت اثر کاهش آب دارند: یکی ایجاد یک لایه محافظ بار روی سطح ذرات سیمان برای کاهش نیروی جذب بین ذرات، در نتیجه کاهش کشش سطحی کلوئید سیمان و بهبود پراکندگی ذرات سیمان. دیگری مهار واکنش هیدراتاسیون بین ذرات سیمان در طول واکنش هیدراتاسیون سیمان و کاهش نیروی سطحی داخلی و خارجی است که منجر به کاهش نسبت آب به سیمان می شود.

 

تحقیق در مورد عامل کاهنده آب در چین نسبتاً دیر شروع شد، در اواخر دهه 1940، چین برای اولین بار مواد افزودنی را در طراحی سیمان و بتن معرفی کرد. در سال 1975، لو ژانگ، دانشگاه Tsinghua، یک عامل کاهش دهنده آب مبتنی بر نفتالین NF را با موفقیت تهیه کرد و در همان زمان، تحقیقات عمیقی در مورد مکانیسم عامل کاهش دهنده آب مبتنی بر نفتالین انجام داد. نتایج تحقیقات قابل توجه در مورد عامل کاهنده آب نفتالین برای توسعه افزودنی های بتن در چین اهمیت ویژه ای دارد. در حال حاضر، عامل کاهنده آب می تواند خواص مکانیکی بتن را بهبود بخشد، سهولت ساخت و ساز را بهبود بخشد و مصرف منابع را کاهش دهد، از محیط زیست محافظت کند، بنابراین به جزء ضروری سیمان و بتن تبدیل شده است و اغلب به عنوان پنجمین آن شناخته می شود. جزء سیمان و بتن در این صنعت. عامل کاهنده آب نفتالین در حال حاضر به عنوان موثرترین ماده افزودنی کاهنده آب در صنعت شناخته می شود و عامل کاهنده آب به طور گسترده در چین استفاده می شود. به دلیل استفاده در مقیاس وسیع از عامل کاهنده آب نفتالین مشکلات آلودگی و هزینه بالا را به همراه دارد. در این مقاله از مکانیسم عمل عامل کاهنده آب، از عامل کاهنده آب نفتالین سبز و کارآمد با هزینه کم و آلودگی کم برای بررسی عملکرد بتن سیمانی با دوزهای مختلف کاهنده آب نفتالین استفاده شده است. نتایج این مطالعه ارزش معینی از مرجع نظری و راهنمایی را برای کاربرد عامل کاهنده آب نفتالین در مهندسی عملی فراهم می‌کند.

1 عملکرد و مکانیسم عامل کاهنده آب
ثانیا، عامل کاهنده آب می تواند تا حد زیادی سازگاری ساخت و ساز بتن سیمانی را بهبود بخشد و مصرف انرژی اختلاط ساختمانی را کاهش دهد. ثالثاً، عامل کاهنده آب می تواند میزان سیمان و آب را با فرض عدم کاهش عملکرد بتن سیمانی و شاخص های مکانیکی کاهش دهد تا هزینه ساخت و ساز کاهش یابد.
دو انتهای ساختار مولکولی عامل کاهنده آب، انتهای آبدوست و انتهای آبگریز است، در فرآیند استفاده، انتهای آبدوست به آب اشاره می کند، در حالی که انتهای آبگریز به رابط گاز یا جامد اشاره می کند، بنابراین می تواند انرژی سطحی را کاهش دهد. بین آب، فاز گاز و فاز جامد، به طوری که اثر پراکندگی حاصل شود. در فرآیند اختلاط معمولی ساخت بتن سیمانی، هنگامی که آب به سیمان اضافه می شود، سیمان بلافاصله یک ساختار لخته ای ایجاد می کند که حاوی آب زیادی است. اگر یک عامل کاهنده آب اضافه شود، از یک طرف عامل به سطح ذرات سیمان متصل می شود و سطح تماس بین ذرات سیمان و آب را مسدود می کند و از طرف دیگر، انتهای آبدوست عامل را مسدود می کند. مقدار معینی از مولکول‌های آب را جذب می‌کند که اثر روان‌کنندگی روی ذرات سیمان دارد و پراکندگی آن را آسان‌تر می‌کند. انتهای آبدوست به آب اشاره می کند، در حالی که انتهای آبگریز به سطح مشترک گاز یا جامد اشاره می کند. از سوی دیگر، انتهای آبدوست عامل کاهنده آب، مقدار معینی از مولکول های آب را جذب می کند، که می تواند ذرات سیمان را روان کند و آنها را به راحتی پراکنده کند. گروه آبدوست دارای بار منفی است و پس از جذب روی سطح ذرات سیمان، ذرات سیمان نیز با همان بار بار منفی خواهند داشت که به طور متقابل یکدیگر را حذف می کند و باعث پراکندگی بیشتر ذرات سیمان می شود، مقدار آب را کاهش می دهد. و سیالیت بتن را بهبود می بخشد.

2 آزمایش مواد اولیه
2.1 سیمان
درجه مقاومت و دوز سیمان ارتباط مستقیمی با عملکرد کاری و مقاومت بتن دارد. این آزمایش از سیمان 32.5R تولید شده توسط شرکت سیمان اورینتال هوپ چونگ کینگ، با مسئولیت محدود استفاده می کند: درجه استحکام 32.5 مگاپاسکال، زمان گیرش اولیه 253 دقیقه، زمان گیرش نهایی 289 دقیقه، قوام استاندارد 28.2 درصد، ثبات حجم واجد شرایط است، سطح ویژه 352 متر مربع / کیلوگرم، مقاومت خمشی 3 بعدی 6.4 مگا پاسکال، مقاومت خمشی 28 بعدی 8.7 مگا پاسکال، مقاومت فشاری 3 بعدی 29.6 مگا پاسکال، مقاومت فشاری 28 روزه 50.2 مگا پاسکال، همه الزامات مشخصات را برآورده می کنند.
2.2 خاکستر بادی
افزودن خاکستر بادی در بتن سیمانی باعث کاهش میزان سیمان و بهبود عملکرد کلی بتن می شود. خاکستر بادی استفاده شده در این آزمایش توسط شعبه صنعتی China Railway 16 Bureau Material Trading Co., Ltd. و شاخص های عملکرد آن: ظرافت (بقایای غربال سوراخ مربعی 45 میکرومتر) 16.5٪، میزان رطوبت 0 ارائه شده است. 0.28 درصد، نسبت تقاضای آب 103 درصد، کاهش در سوختن 3.21 درصد، شاخص فعالیت 28d 75 درصد، که همگی مطابق با الزامات مشخصات هستند.
2.3 جمع
سنگدانه در بتن سیمانی شامل سنگدانه ریز و سنگدانه درشت، سنگدانه درشت نقش اسکلت، سنگدانه ریز نقش پرکننده را ایفا می کند، نسبت سنگدانه 7{{1{12}}}} درصد بتن را تشکیل می دهد، بنابراین شاخص های سنگدانه تا حد زیادی بر سهولت ساخت و ساز و مقاومت بتن تأثیر می گذارد. در این آزمایش، سنگدانه ریز، ماسه متوسط ​​با مدول ظرافت 2.58، چگالی ظاهری 1468 کیلوگرم بر متر مکعب، محتوای گل 1.23 درصد است و تمامی شاخص های سنگدانه ریز مطابق با الزامات فنی مشخصات فعلی است. سنگدانه درشت از سنگ آهک خرد شده مکانیکی استفاده می کند، حداکثر اندازه ذرات 23 میلی متر، سوزن، محتوای پوسته 2.9٪، محتوای گل 0.15٪، رطوبت 0.15٪، شاخص خرد کردن 6.5٪، چگالی ظاهری 2734 کیلوگرم بر متر مکعب، چگالی 1780 کیلوگرم بر متر مکعب، شاخص های این سنگدانه درشت برای دیدار با مشخصات فعلی و الزامات فنی است.
2.4 عامل کاهنده آب و مخلوط کردن آب
این آزمایش از عامل کاهش دهنده آب با کارایی بالا نفتالین ارائه شده توسط شرکت Shanghai Yunzhe New Material Co., Ltd استفاده می کند. جزء اصلی این عامل کاهنده آب، میعانات سدیم نفتالین سولفونات فرمالدئید است که غیر سمی، غیر خورنده، به راحتی در آب قابل حل است. و با خواص فیزیکی و شیمیایی پایدار. شاخص های عملکرد خاص: 90٪ پودر، مقدار pH 7 تا 9، محتوای سولفات سدیم 15٪ تا 20٪، جریان ملات سیمان 240 میلی متر است.
آب مورد استفاده در فرآیند آزمایشی، آب خانگی شهرستان خودمختار شیزو توجیا در شهرداری چونگ کینگ است و همه شاخص‌های آن استاندارد "استاندارد آب بتنی" JGJ63-2006 را برآورده می‌کند.

پس از افزودن مقدار معینی ماده کاهنده آب نفتالین، نسبت آب به سیمان بتن روند کاهشی را نشان داد، اما مقاومت بتن افزایش تدریجی روند مقاومت بتن سیمانی را از روز 3 به روز 7 نشان داد. در یک مقدار حدی پایین تر و مقاومت بتن از روز ۱۴ تا ۶۰ روز در مقایسه با مقاومت ۷ روز قبلی بسیار بهبود یافته است، بنابراین می توان نتیجه گرفت که عامل کاهنده آب نفتالین نقش بزرگتری دارد. نقش در مقاومت بتن از روز 7d بنابراین می توان نتیجه گرفت که عامل کاهنده آب بر پایه نفتالین نقش بیشتری در تشکیل مقاومت بتن از روز 7 تا 14 دارد که نشان می دهد کاهنده آب عامل تأثیر بیشتری بر مقاومت بتن در دوره بعدی نسبت به دوره قبلی دارد. در مقایسه با گروه آزمایش بدون افزودن عامل کاهنده آب، مشاهده می شود که مقاومت بتن در تمام مراحل پس از افزودن عامل کاهنده آب افزایش قابل توجهی داشته است، به ویژه سن 60 روزگی بتن بیشترین تاثیر را داشته و مقاومت آن به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. حدود 15 مگا پاسکال
هنگامی که محدوده ماده کاهنده آب نفتالین از 1.6% تا 1.8% باشد، مقاومت فشاری بتن در تمام سنین به بیشترین سرعت افزایش می یابد. برای منحنی مقاومت فشاری 28d مورد نیاز استانداردهای مشخصات، می‌توان مشاهده کرد که در مقایسه با مقاومت نمونه‌های بتن بدون عامل کاهنده آب، با افزودن 1.6 درصد عامل کاهنده آب نفتالین، مقاومت بتن 10 مگاپاسکال افزایش یافت. مقاومت بتن با افزودن 1.8% ماده کاهنده آب نفتالین 12 مگاپاسکال افزایش یافت و می توان ثابت کرد که افزودن عامل کاهنده آب نفتالین می تواند مصرف آب در واحد سیمان و بتن را کاهش دهد و مقاومت فشاری را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. بتن، بلکه باعث افزایش مقاومت فشاری بتن می شود. مقاومت فشاری بتن را به شدت افزایش می دهد، اما زمانی که دوز عامل کاهنده آب نفتالین بیش از 1.8٪ باشد، سرعت رشد مقاومت نمونه های بتنی کندتر می شود و مقاومت فشاری 3d رشد صفر را نشان می دهد. رشد جامع اقتصادی و مقاومت بتن، توصیه می شود که دوز عامل کاهنده آب نفتالین 1.6% تا 1.8% از کل جرم ذرات پودر باشد.
3.2 تأثیر دوز عامل کاهنده آب نفتالین بر عملکرد ساخت و ساز
با توجه به طرح نسبت در جدول 1، زمان گیرش اولیه، زمان گیرش نهایی، اسلامپ و سایر شاخص های بتن با دوزهای مختلف کاهنده آب مطابق با "روش های تست استاندارد برای خواص مخلوط های بتن معمولی" تعیین شد.
 

در بتن مخلوط با عامل کاهنده آب نفتالین، زمان گیرش اولیه و نهایی بتن سیمانی به شدت بهبود می یابد و با افزایش مقدار عامل کاهنده آب، زمان گیرش به تدریج بهبود می یابد، میزان بهبودی در مرحله اول و سپس افزایش می یابد. کند، و در نهایت یکسان شد. بنابراین افزودن عامل کاهنده آب می تواند برای حمل و نقل بتن سیمانی و زمان سنگفرش باشد، اما مقدار افزودن بیشتر نیست، بهتر است، از یک طرف، مقدار زیادی اضافه کنید تا زمان گیرش نهایی خیلی طولانی باشد، مساعد نیست تشکیل مقاومت بتن، به دلیل از بین رفتن آهسته احتمال عوامل محیطی خارجی، تشکیل مقاومت بتن را بهبود می بخشد و از سوی دیگر هزینه ساخت را افزایش می دهد.

با افزایش عامل کاهنده آب، اسلامپ بتن ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش می یابد، زمانی که دوز بیش از حد زیاد باشد پدیده لایه لایه شدن و جداسازی جدی ایجاد می شود. با افزایش عامل کاهنده آب، انسجام نمونه های بتنی بهتر و بهتر می شود. دوز عامل کاهنده آب بین 1.6% و 1.8% بود و حفظ آب بتن بهتر بود.

در خاتمه مشاهده می شود که دوز عامل کاهنده آب نفتالین می تواند سهولت ساخت بتن سیمانی را در محدوده معینی بهبود بخشد، بنابراین توصیه می شود که دوز عامل کاهنده آب نفتالین 1.6% تا 1.8% جرم کل باشد. از پودر جامد
4. نتیجه گیری
(1) دو سر مولکول عامل کاهنده آب آبدوست و آبگریز هستند و انتهای آبدوست عامل به سمت آب هدایت می شود، در حالی که انتهای آبگریز عامل به سمت رابط گاز یا جامد هدایت می شود که می تواند باعث کاهش سطح آب شود. انرژی سطحی بین آب و فاز گاز و فاز جامد، به طوری که اثر پراکندگی حاصل شود.
(2) دوره زمانی تاثیر عامل کاهنده آب بر مقاومت بتن از 7 تا 14 روز است. در مقایسه با بتن بدون عامل کاهنده آب، مقاومت فشاری 60d آن حدود 15 مگاپاسکال افزایش یافت.
(3) مقاومت فشاری جامع بتن سیمانی، نسبت آب به سیمان، زمان گیرش اولیه، زمان گیرش نهایی و عوامل اقتصادی به دوز عامل کاهنده آب نفتالین 1.6٪ تا 1.8٪ از جرم کل پودر جامد توصیه می شود.