Art, Wirkungsmechanismus, Anwendung und Formel des wasserreduzierenden Mittels werden vorgestellt

Wasserreduzierer sind eine Art Betonzusatzstoff, der im Baustoffbereich eingesetzt wird. Abhängig von verschiedenen Standards wie Aussehen, Wasserreduzierungsfähigkeit, Zusammensetzung und chemischen Komponenten können Wasserreduzierer in verschiedene Typen eingeteilt werden. Wasserreduzierer tragen dazu bei, die benötigte Menge an Zement und Wasser zu reduzieren, die Plastizität des Betons zu verbessern und die Schrumpfung des Betons zu verringern. Zu den Mechanismen von Wasserreduzierern gehören Dispersion, Schmierung, sterische Hinderung und kontrollierte Freisetzungseffekte. Es gibt viele Formulierungen für Wasserreduzierer. Nachfolgend finden Sie zwei Beispielformulierungen als Referenz.

1. Was ist ein Wasserreduzierer?

Ein Wasserreduzierer ist ein Zusatzstoff, der das Anmachwasser im Beton reduziert, ohne das Setzmaß wesentlich zu verändern. Die meisten Wasserreduzierer sind anionische Tenside, darunter Ligninsulfonate, Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Polymere und andere. Wenn sie der Betonmischung zugesetzt werden, verteilen sie die Zementpartikel, verbessern die Verarbeitbarkeit, verringern das Wasser-Zement-Verhältnis und verbessern die Fließfähigkeit der Betonmischung. Alternativ können sie den Zementverbrauch reduzieren und so Zement einsparen.

2. Arten von Wasserreduzierern

• Nach Aussehen:Wasserreduzierer können als Flüssigkeit oder Pulver klassifiziert werden. Flüssige Formen haben typischerweise einen Feststoffgehalt von 20 %, 40 % (sogenannte Mutterlauge) oder 60 %, während Pulverformen normalerweise einen Feststoffgehalt von 98 % enthalten.
• Durch Wasserreduzierung und Verbesserungskapazität:Gewöhnliche Wasserreduzierer (auch als Weichmacher bekannt, mit einer Wasserreduktionsrate von mindestens 8 %, z. B. solche auf Ligninsulfonatbasis). Hocheffiziente Wasserreduzierer (auch als Superplastifizierer bekannt, mit einer Wasserreduktionsrate von nicht weniger als 14). %, einschließlich Typen auf Naphthalin-, Melamin-, Aminosulfonat- und aliphatischer Basis. Hochleistungs-Wasserreduzierer (mit einer Wasserreduktionsrate von nicht weniger als 25 %, wie z. B. wasserreduzierende Mittel auf Polycarboxylatbasis), weiter unterteilt in frühfesten Typ, Standardtyp und verzögerten Typ.
• Nach Zusammensetzung Materialien:Lignosulfonat-basierte, polyzyklische aromatische Salze, wasserlösliche Harze auf Sulfonatbasis, hocheffiziente Wasserreduzierer auf Naphthalinbasis, hocheffiziente Wasserreduzierer auf aliphatischer Basis, hocheffiziente Wasserreduzierer auf Aminobasis und hocheffiziente Wasserreduzierer auf Polycarboxylatbasis -Leistungs-Wasserreduzierer.
• Nach chemischer Zusammensetzung:Hocheffiziente Wasserreduzierer auf Lignosulfonat-, Naphthalin-, Melamin-, Aminosulfonat-, Fettsäure- und Polycarboxylatbasis.

3. Funktionen von Wasserreduzierern

• Ohne die Anteile anderer Rohstoffe (außer Zement) zu verändern, können Wasserreduzierer die Menge des verwendeten Zements reduzieren. Durch die Zugabe von Wasserreduzierern in Höhe von 0,2 %-0,5 % der Zementmasse können 15 %-30 % des Zementverbrauchs eingespart werden.
• Ohne die Anteile anderer Rohstoffe (außer Wasser) zu verändern, können Wasserreduzierer die Wassermenge reduzieren und so die Betonfestigkeit deutlich verbessern. Die Früh- und Spätfestigkeiten von Beton mit Wasserreduzierern können im Vergleich zu Beton ohne Wasserreduzierer um mehr als 60 % bzw. 20 % gesteigert werden. Dies ermöglicht das Gießen von hochfestem Beton der Güteklasse C100.
• Ohne die Anteile anderer Rohstoffe zu verändern, können Wasserreduzierer die rheologischen Eigenschaften und die Plastizität von Beton erheblich verbessern und ermöglichen, dass der Bau durch selbstfließende, pumpende und vibrationsfreie Methoden durchgeführt wird, wodurch die Baugeschwindigkeit verbessert und der Energieverbrauch gesenkt wird.
• Durch den Einsatz hocheffizienter Wasserreduzierer kann die Lebensdauer von Beton verdoppelt und die normale Lebensdauer von Gebäuden verlängert werden.
• Wasserminderer reduzieren die Schwindung des Betons während der Erstarrung, verhindern Risse in Betonbauteilen und verbessern die Frost-Tau-Widerstandsfähigkeit, was für den Winterbau von Vorteil ist.

4. Mechanismen von Wasserreduzierern

• Dispersionseffekt:Wenn Zement mit Wasser gemischt wird, bildet der Hydratationsprozess der Zementpartikel eine doppelte elektrische Schichtstruktur auf der Oberfläche, wodurch ein solvatisierter Wasserfilm entsteht und eine Anziehungskraft zwischen den Partikeln entsteht. Dies führt zu einer Ausflockung, die 10 %-30 % des Mischwassers einfängt und verhindert, dass es am freien Fließen und an der Schmierung teilnimmt, wodurch die Fließfähigkeit der Mischung beeinträchtigt wird. Wenn ein Wasserreduzierer hinzugefügt wird, adsorbieren seine Moleküle an den Oberflächen der Zementpartikel, wodurch die Partikel die gleiche (normalerweise negative) Ladung tragen, was zu einer elektrostatischen Abstoßung führt, die die Zementpartikel verteilt, die flockige Struktur aufbricht und das eingeschlossene Wasser freisetzt. das an der Strömung beteiligt ist und so die Fließfähigkeit der Betonmischung verbessert.
• Schmierwirkung:Die hydrophilen Gruppen im Wasserreduzierer sind hochpolar und der adsorbierte Film auf den Oberflächen der Zementpartikel interagiert mit Wassermolekülen und bildet einen stabilen solvatisierten Wasserfilm. Dieser Film verfügt über hervorragende Schmiereigenschaften, wodurch der Gleitwiderstand zwischen den Zementpartikeln verringert und die Fließfähigkeit des Betons weiter verbessert wird.
• Sterische Hinderungswirkung:Die wasserreduzierende Struktur enthält hydrophile Seitenketten, die sich in der wässrigen Lösung ausdehnen und auf den Oberflächen der Zementpartikel eine hydrophile Adsorptionsschicht einer bestimmten Dicke bilden. Bei Annäherung der Zementpartikel beginnen sich die Adsorptionsschichten zu überlappen. Je größer die Überlappung, desto stärker ist die sterische Hinderung, die die Abstoßungskraft zwischen den Partikeln erhöht und ihre Aggregation behindert, wodurch ein gutes Setzmaß der Betonmischung erhalten bleibt.
• Kontrollierte Freisetzungswirkung von Copolymerzweigen:Neue Arten von Wasserreduzierern, beispielsweise solche auf Polycarboxylatbasis, bauen bei der Herstellung Seitenzweige in die Moleküle ein. Diese Zweige stellen eine sterische Hinderung dar und können in der hohen Alkalität der Zementhydratation allmählich gespalten werden. Dadurch werden Carbonsäuren freigesetzt, die den Dispersionseffekt verstärken, die Dispersion der Zementpartikel weiter verbessern und den Setzmaßverlust kontrollieren.

5. Wasserreduzierende Formulierungen

Polycarboxylat-Wasserreduziererformel:Maleinsäureanhydrid: Acrylatpoly(ethylenglykol)monoester: Natriumacrylat=1:3:2,4. Prozessablauf: 1 % K2S2O8 als Initiator verwenden, Reaktionstemperatur 85 Grad, Reaktionszeit 6 Stunden.

Formel:

Acrylsäure 38 kg + Prozesswasser 82 kg

Mercaptoessigsäure 1,2 kg + Prozesswasser 138,2 kg

Wasserstoffperoxid 3 kg + Prozesswasser 117 kg

TPEG (großes Monomer) 360 kg + Prozesswasser 260 kg Prozessablauf: TPEG auflösen und gleichmäßig umrühren, dabei die Temperatur bei 70 Grad halten. Innerhalb von 3 Stunden Acrylsäurelösung und Wasserstoffperoxidlösung aus dem Hochbehälter zugeben. Innerhalb von 3,5 Stunden Mercaptoessigsäurelösung zugeben. Halten Sie die Reaktion 3 Stunden lang bei 40 Grad, um die Reaktion abzuschließen, und kühlen Sie sie dann auf 40 Grad ab, um das fertige Produkt zu erhalten.