Wie ist der Anwendungsstatus von Betonzusatzmitteln?

1. Die aktuelle Anwendung von Betonzusatzmitteln

Viele Betonunternehmen verwenden bei der Herstellung von Beton geringer Festigkeit (C10-C40) herkömmliche Wasserreduzierer auf Naphthalinbasis, während sie bei der Herstellung von Beton der Güteklasse C40 und höher auf Zusatzmittel auf Polycarboxylatbasis umsteigen. Diese Wahl wird von mehreren Faktoren bestimmt:

• Der Mischprozess von Naphthalin-Zusatzmitteln ist relativ einfach, und einige Betonwerke können Naphthalin-Zusatzmittel selbst mischen, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden.
• Während des Produktionsprozesses sind Naphthalin-basierte Beimengungen leichter zu kontrollieren. Bei Schwankungen der Dosierung im Bereich von ±0,2 % ändern sich die Eigenschaften des Betons nicht wesentlich, sodass ein größerer Einstellspielraum für das Zusatzmittel besteht. Sie haben auch eine gute Anpassungsfähigkeit an Zement. Bei geringfügigen Änderungen des Feuchtigkeits- oder Schlammgehalts der Zuschlagstoffe bleibt der Beton stabil und Beton mit geringer bis mittlerer Festigkeit lässt sich relativ einfach herstellen.
• Beton mit niedriger bis mittlerer Festigkeit (C10-C40) macht den größten Teil der Marktnachfrage aus und macht etwa 80–90 % der Gesamtproduktion in Betonmischanlagen aus, während Beton mit hoher Festigkeit weniger als ausmacht 10 %. Diese Gründe tragen zur derzeitigen Dominanz naphthalinbasierter Zusatzstoffe in der Branche bei.

Allerdings weisen Zusatzmittel auf Naphthalinbasis einige Einschränkungen bei der Herstellung und Verwendung auf:

• Bei der Herstellung naphthalinbasierter Zusatzstoffe entstehen einige giftige Stoffe, die zu Umweltverschmutzungen führen können.
• Bei der Herstellung von hochfestem Beton mit hoher Fließfähigkeit ist es schwierig, Festigkeit und Verarbeitbarkeit zu gewährleisten. Aufgrund der begrenzten wasserreduzierenden Wirkung ist der Einsatz von Zement in hochfestem Beton relativ groß. Beton, der mit wasserreduzierenden Mitteln auf Naphthalinbasis gemischt wird, wird sehr dick und lässt sich nur schwer verarbeiten. Bei der Verwendung naphthalinbasierter Zusatzmittel für hochfesten Beton war bisher eine strenge Kontrolle der Wasser- und Zusatzmitteldosierungen erforderlich, um die Festigkeit sicherzustellen. In der Praxis war die Verarbeitbarkeit des Betons jedoch schlecht und die Mischung war sowohl klebrig als auch dick. Obwohl die Fließfähigkeit vorhanden war, war sie langsam, was zu einer langsameren Baugeschwindigkeit und Beschwerden von Arbeitern vor Ort führte. Eine Erhöhung der Dosierung des Zusatzmittels verbesserte die Situation nicht und eine übermäßige Verwendung des Zusatzmittels könnte sich auf die Abbindezeit und Festigkeit des Betons auswirken. Wasser hinzuzufügen war keine Option.

2. Eigenschaften und Entwicklungsrichtung der Polycarboxylat-Zusatzmittel der neuen Generation

Mit der rasanten Entwicklung der Bauindustrie sind höhere Anforderungen an die Festigkeit und Haltbarkeit von Beton entstanden. Festigkeit ist einer der Hauptschwerpunkte der Betontechnologieentwicklung. Aufgrund der beschleunigten Urbanisierung in China erhöhen Entwickler die Nutzung städtischer Grundstücke und Gebäude mit einer Höhe von mehr als 100 Metern werden immer häufiger. Gleichzeitig übertreffen die Festigkeitsklassen des Betons die traditionelle C40-Klasse, wobei C50-, C60- und noch höherfeste Betone verwendet werden. Zahlreiche Ingenieurspraktiken haben gezeigt, dass die Verwendung von hochfestem Beton nicht nur die Größe der Strukturabschnitte verringert, das Eigengewicht der Struktur verringert und den Materialverbrauch senkt, sondern auch die Erdbebensicherheit des Gebäudes erhöht, den Bau beschleunigt, die Projektkosten senkt und und erfüllt besondere bauliche Anforderungen.
Da Beton sich immer weiter in Richtung höherer Festigkeit und Leistung weiterentwickelt, sind die Anforderungen an Rohstoffe, insbesondere an Zusatzmittel, gestiegen. Herkömmliche Zusatzmittel auf Naphthalinbasis können diese Anforderungen aufgrund von Einschränkungen in den Produktionsprozessen und der Betonverarbeitbarkeit nicht mehr erfüllen. Die neue Generation von Zusatzmitteln auf Polycarboxylatbasis hat sich schnell weiterentwickelt und erfolgreich in den Bereichen Eisenbahn, Brückenbau, Wasserschutz und anderen Betonbaubereichen eingesetzt.

Im Vergleich zu Naphthalin-basierten Zusatzmitteln haben Polycarboxylat-Zusatzmittel die folgenden drei wesentlichen Vorteile:

• Höhere Wasserreduktionsrate und bessere Dispersion: Bei gleicher Zusatzmittelmenge behalten Zusatzmittel auf Polycarboxylatbasis die gleiche Festigkeit, das gleiche Setzmaß und die gleiche Fließfähigkeit und sparen gleichzeitig etwa 10 kg Wasser. Die Bedeutung der Einsparung von 10 kg Wasser pro Kubikmeter Beton ist in der Branche wohlbekannt – diese Reduzierung führt zu einer Einsparung von etwa 20–30 kg Zement. Sein größter Vorteil liegt im hochfesten Beton, wo die Menge an Zement deutlich reduziert werden kann, was zu einer effektiven Senkung der Produktionskosten führt. Dies erfüllt wirklich die „drei niedrigen“ Anforderungen: niedriger Zementgehalt, niedriges Wasser-Zement-Verhältnis und niedriger Wassergehalt.
• Umweltfreundlich: Polycarboxylat-Zusatzmittel werden ohne den Einsatz starker Stimulanzien wie Formaldehyd oder stark ätzender Schwefelsäure hergestellt und sind daher umweltfreundlich und nachhaltig.
• Breites Anwendungsspektrum und vielversprechende Entwicklungsperspektiven: Zusatzmittel auf Polycarboxylatbasis werden in selbstverdichtendem Beton, Sichtbeton, hochfestem Beton, hochfestem Beton, Schiffsbeton und vorgefertigten Betonkonstruktionen eingesetzt. Ihre Qualität verbessert sich kontinuierlich. Aufgrund ihrer umfassenden Vorteile werden Zusatzmittel auf Polycarboxylatbasis in vielen Regionen Chinas weit verbreitet und erfolgreich eingesetzt und bieten erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile. Die praktische Erfahrung hat gezeigt, dass die Förderung und Anwendung von Polycarboxylat-Zusatzmitteln eine unumgängliche Voraussetzung für die Entwicklung der Betonqualität hin zu einer hohen Leistungsfähigkeit ist.