Was ist Natriumgluconat und was macht Natriumgluconat für Beton besonders vorteilhaft?

Natriumgluconat ist eine Verbindung mit der chemischen Formel NaC₆H₁₁O₇, das Natriumsalz der Gluconsäure. Dieses weiße, wasserlösliche Pulver wird in den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt. Natriumgluconat wurde ursprünglich im 19. Jahrhundert aus Gluconsäure gewonnen und ist für seine hervorragenden Chelatisierungseigenschaften bekannt und wird häufig als Chelatbildner in einer Vielzahl von Prozessen verwendet.

Natriumgluconat ist ein unlösliches organisches Natriumsalz aus der Familie der Hydroxylcarbonsäuren, das durch Fermentation von Glucose hergestellt wird. Gluconat ist ein Nebenprodukt der Glukoseoxidation und kommt in der Natur weit verbreitet vor. Hersteller von Natriumgluconat führen diesen Prozess in großem Maßstab durch und produzieren große Mengen Salz, um den Markt zu versorgen. Aufgrund der chelatbildenden Eigenschaften von Natriumgluconat kann es stabile Komplexe mit Metallionen bilden und so verhindern, dass diese Metallionen mit anderen Substanzen reagieren.

Aufgrund dieser Eigenschaft kann Natriumgluconat in einer Vielzahl von Umgebungen eine wichtige Rolle spielen, beispielsweise als Stabilisator in Lebensmitteln und Getränken, als Fleckentferner in Reinigungsmitteln, als pharmazeutischer Inhaltsstoff im pharmazeutischen Bereich und als Betonzusatzstoff im Bauwesen Materialien. Bei Betonanwendungen verbessert Natriumgluconat die Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit von Beton, indem es die chemische Reaktion des Betons reguliert, was der Bauindustrie erhebliche Vorteile bringt.

Warum hat Natriumgluconat große Vorteile bei der Verbesserung der Leistung von Beton? Aufgrund seines Einflusses auf die chemische Reaktion und die Mikrostruktur von Beton kann es unter mehreren Gesichtspunkten näher erläutert werden. Sie ergeben sich aus der Verarbeitbarkeit, der Abbindezeit, der Festigkeit und Haltbarkeit sowie der Durchlässigkeit.

1. Im Hinblick auf die Verbesserung der Verarbeitbarkeit von Beton kann Natriumgluconat als Wasserreduzierer die Fließfähigkeit von Beton verbessern, da Natriumgluconat die Anziehung zwischen Zementpartikeln verringern und dadurch den Wasserverbrauch senken kann, während die Fließfähigkeit und Verarbeitbarkeit von Beton erhalten bleibt. Dies erleichtert die Konstruktion und Formung von Beton.
2. Im Hinblick auf die Verlängerung der Abbindezeit von Beton hat Natriumgluconat einen Abbindeverzögerungseffekt, der besonders wichtig beim Bau von Umgebungen mit hohen Temperaturen oder bei Beton ist, der über einen längeren Zeitraum transportiert werden muss. Das Prinzip besteht darin, dass Natriumgluconat die Hydratationsreaktion von Tricalci-Kieselsäure (C₂S) und Dicalci-Kieselsäure (C₂S) im Zement hemmt, indem es an der Oberfläche von Zementpartikeln adsorbiert und so den Abbinde- und Aushärtungsprozess von Beton verzögert.
3. Im Hinblick auf die Verbesserung der Festigkeit und Haltbarkeit von Beton trägt Natriumgluconat dazu bei, die Hydratationsrate von Zement zu regulieren und die Mikrostruktur von Materialien auf Zementbasis während des Aushärtungsprozesses von Beton zu optimieren. Insbesondere in der späteren Hydratationsphase kann Natriumgluconat die Bildung dichterer Zement-Stein-Strukturen fördern und die langfristige Druckfestigkeit und Haltbarkeit von Beton verbessern, indem es die Porosität verringert und die Kompaktheit der Grenzflächenverbindungszone erhöht.
4. Im Hinblick auf die Verringerung der Durchlässigkeit von Beton kann Natriumgluconat durch die Optimierung der Mikrostruktur von Zementstein die Porosität von Beton wirksam verringern, wodurch seine Durchlässigkeit verringert, die Beständigkeit des Betons gegenüber Wasser und schädlichen Chemikalien erhöht und seine Haltbarkeit verbessert wird Lebensdauer.

Die Studie konzentrierte sich auf die Auswirkungen von SG auf die Fließfähigkeit, die Abbindezeit, die Hydratationswärme und die Festigkeit von UHPC, was durch spezifische experimentelle Daten deutlich gezeigt wurde, und brachte die folgenden Schlüsselergebnisse zu Tage.

1. Verbesserung der Fließfähigkeit: SG verbessert die anfängliche Fließfähigkeit von UHPC während der plastischen Phase, indem es die Bildung von frühem Ettringit (AFt) hemmt und die Hydratationsreaktionen von Tricalciumsilicat (C₃S) und Dicalciumsilicat (C₂S) verzögert. Die Fließfähigkeit lässt innerhalb der ersten Stunde nicht nach. Wenn die SG-Dosierung 0,06 % erreicht oder überschreitet, zeigen die Slump-Werte nach 30 und 60 Minuten beide einen Anstieg.

2. Verlängerte Abbindezeit: SG verlängert die Abbindezeit von UHPC während der Abbinde- und Aushärtungsphase erheblich, indem es die Bildung von Calciumhydroxid (CH) hemmt. Bei einer SG-Dosierung von {{0}},15 % sind die Anfangs- und Endabbindezeiten im Vergleich zur Kontrollgruppe 5,0-mal bzw. 4,5-mal länger.

3.Stärkeentwicklungsphase: Obwohl die Festigkeit von UHPC im frühen Stadium der Festigkeitsentwicklung (1 und 3 Tage) mit einer Erhöhung der SG-Dosierung erheblich abnimmt, kann SG in späteren Stadien die Bildung von AFt an der Poren- und Aggregatgrenzfläche fördern und die Porosität verringern die Zementpaste und erhöhen die Druckfestigkeit von UHPC nach 28 Tagen, 60 Tagen und 90 Tagen. Bemerkenswert ist, dass bei einer SG-Dosierung von 0,12 % die Stärke nach 90 Tagen um 13 % erhöht wird.