Що таке повітровтягувальний агент?
Повітрововтягуючі агенти зазвичай є аніонними поверхнево-активними речовинами, що використовуються в матеріалах на цементній основі.
До поширених типів належать:
- Повітрововтягуючі агенти на основі каніфолі
- Алкілсульфонати, такі як SDS та AOS
Ці молекули містять:
- Гідрофільна група, яка притягує воду
- Гідрофобна група, що відштовхує воду
Коли бетон змішують з водою, АЕА зменшують поверхневий натяг води для змішування, дозволяючи повітрю захоплюватися під час змішування. Цей процес створює крихітні, закриті та стабільні бульбашки повітря, зазвичай менше 200 мкм, розподілені по всьому розчину. Ці бульбашки утворюють контрольовану систему повітряних пустот, яка сильно впливає як на придатність для обробки свіжого бетону, так і на його довговічність у затверділому стані.
Як працюють повітрововтягуючі агенти в бетоні?
Повітрозабірник у розчинових системах відбувається через три основні механізми.
Зниження поверхневого натягу
Молекули поверхнево-активних речовин накопичуються в інтерфейс повітря-вода, знижуючи поверхневий натяг і дозволяючи бульбашкам повітря легше утворюватися під час змішування.
Стабілізація бульбашок
Кожна бульбашка оточена тонкою плівкою поверхнево-активної речовини, яка запобігає злипанню бульбашок.
Така стабілізація дозволяє мікробульбашкам витримати процеси змішування, перекачування та розміщення.
Модифікація структури пор
Після затвердіння ці бульбашки залишаються такими ж замкнені повітряні порожнини всередині бетонної матриці.
Система повітряних порожнин перериває мережу капілярних пор, покращуючи властивості довговічності, такі як стійкість до заморожування та відтавання та непроникність.
Основні функції повітрововтягуючих агентів у бетоні
Повітрововтягуючі агенти діють як регулятори мікроструктури що покращують властивості як свіжого, так і затверділого бетону.
Покращена оброблюваність бетону
Захоплені мікробульбашки функціонують подібно до "кулькові підшипники" між частинками агрегату.
Переваги включають:
- Більш гладка консистенція бетону
- Покращена здатність до перекачування та розпилення
- Легше нанесення та розподіл
Це особливо корисно для бетону, що містить промисловий пісок, який зазвичай має грубу форму частинок та вищий вміст кам'яного порошку.
Покращена затримка води та зменшення кровотечі
Захоплені бульбашки повітря рівномірніше розподіляють воду в бетонній матриці.
Це допомагає:
- Запобігання швидкому поглинанню води субстратами
- Зменшення поверхневої кровотечі
- Підтримка стабільної гідратації цементу
Кращий розподіл води сприяє стабільнішому розвитку мікроструктури під час затвердіння.
Покращена стійкість до заморожування та відтавання
Одна з найважливіших переваг повітрозабірника полягає в покращенні стійкість до заморожування та відтавання.
Коли вода замерзає та розширюється в порах бетону, захоплені бульбашки повітря діють як розширювальні камери, знімаючи внутрішній тиск.
Це запобігає розтріскуванню, лущенню та відшаруванню в умовах холодного клімату.
Покращена герметичність
Замкнуті повітряні бульбашки переривають капілярні канали всередині затверділого бетону.
Це зменшує:
- Проникнення води
- Шкідливий іонний транспорт
- Ризик корозії
В результаті, довговічність будівельних матеріалів на цементній основі значно покращується.
Регулювання щільності та усадки
Повітрязахоплення дещо зменшує щільність розчину.
Це забезпечує:
- Більше покриття матеріалом
- Підвищена економічна ефективність
- Зменшена усадка при висиханні
Однак надмірний вміст повітря може негативно вплинути на механічну міцність.
Використання повітрововтягуючих агентів у бетоні
| Область застосування | Основна функція | Технічні моменти та ефекти |
| Штукатурний розчин & Розпилювальний розчин | Покращення здатності до прокачки та розпилення | Мікробульбашки покращують змащувальну здатність, зменшують опір перекачування та мінімізують засмічення. Вони також підвищують тиксотропію пасти, запобігаючи її розтікання після нанесення. Дозування необхідно контролювати, щоб уникнути надмірної втрати міцності. |
| Кладочний розчин | Покращення заповнення швів, зменшення водопоглинання | АЕА покращують розподільність розчину, забезпечуючи рівномірне укладання блоків та більшу повноту швів. Бульбашки блокують капілярні пори, зменшуючи водопоглинання кладки та покращуючи її стійкість.
|
| Самовирівнювання | Зменшення усадки, запобігання тріщинам | Ефективно покращує усадку підлогових розчинів при висиханні, зменшуючи ризик утворення пустот та тріщин. |
| Тепловий | Зниження теплопровідності | Ізоляційний розчинВикористовуючи низьку теплопровідність повітря, численні закриті пори значно покращують ізоляційні характеристики розчину. |
| Гідроізоляція бетону | Підвищення непроникності | Перериваючи капілярні пори, AEA суттєво підвищують стійкість розчину до тиску проникнення води, підвищуючи ефективність гідроізоляції. |
| Клеї та затирки для плитки | Покращення протиковзких властивостей | Відповідні бульбашки повітря можуть збільшити тиксотропію пасти, запобігаючи ковзанню плитки під час укладання та роблячи затирку більш гладкою. |
Сумісність з іншими добавками до бетону
У сучасних бетонних рецептурах повітрововтягуючі добавки зазвичай використовуються разом з іншими функціональними добавками.
Ці добавки можуть включати:
- Гідроксипропілметилцелюлоза
- Гідроксіетилметилцелюлоза
- Порошок полімеру, що повторно диспергується
- Клітковина клітковина
Целюлозні ефіри регулюють утримання води та реологію, тоді як полімерні порошки покращують адгезію та гнучкість. Разом з повітровтягуючими агентами вони утворюють збалансовану систему добавок для оптимізації характеристик розчину.
Рекомендоване дозування повітрововтягуючих добавок у бетон
| Тип розчину | Типова доза АЕА |
|---|---|
| Штукатурний розчин | 0.002-0.005% |
| Розчин кладки | 0.003-0.008% |
| Ізоляційний розчин | 0.005-0.01% |
Надмірне дозування може призвести до:
Знижена міцність на стиск
Знижена міцність зчеплення
Таким чином, точний контроль дозування є важливим.
Ключові міркування щодо використання повітрововтягуючих агентів
Чутливість сировини
Сировина, така як штучний пісок та зола-винесення може вплинути на продуктивність AEA.
Високий вміст кам'яного порошку може адсорбувати поверхнево-активні речовини та знижувати ефективність повітрозабірника.
Сумісність з іншими добавками
Деякі добавки до розчину можуть впливати на ефективність повітровтягування.
Для визначення оптимальної комбінації добавок рекомендується провести лабораторні випробування.
Висновок
Повітрововтягуючі агенти важливі добавки до сухого бетону що регулюють мікроструктуру цементу та будівельні характеристики.
Вводячи стабільні мікроскопічні бульбашки повітря, вони покращують:
- Оброблюваність бетону
- Стійкість до заморожування та відтавання
- Непроникність
- Контроль усадки
При правильному балансуванні з ефірами целюлози, полімерними порошками та іншими функціональними добавками, повітрововтягуючі агенти допомагають розробникам рецептур розробляти високоефективні системи сухих розчинів.
