Apakah Kesan Penambahan Agen Pengurang Air Terhadap Kualiti dan Prestasi Konkrit?

Dengan pembinaan berterusan dan pembangunan projek bangunan, konkrit, sebagai salah satu bahan binaan yang paling asas, mempunyai kesan yang ketara ke atas kualiti keseluruhan pembinaan. Dengan menambahkan agen pengurangan air pada konkrit, prestasinya boleh dipertingkatkan dengan berkesan. Walau bagaimanapun, kunci kepada ini adalah kawalan yang betul terhadap dos agen pengurangan air. Jumlah agen pengurangan air yang ditambah mempunyai kesan yang besar terhadap kualiti dan prestasi konkrit. Oleh itu, adalah penting untuk mengawal dos agen pengurangan air dari perspektif mikroskopik untuk meningkatkan kualiti dan prestasi konkrit.

1. Analisis Prestasi dan Fungsi Agen Pengurangan Air

Agen pengurangan air, juga dikenali sebagai dispersan, adalah bahan tambahan luaran yang digunakan dalam penggubalan konkrit. Apabila digunakan dalam campuran konkrit, ia membantu mengekalkan kebolehkerjaan yang baik dan mengawal kandungan air dengan berkesan. Sebagai surfaktan, agen pengurangan air boleh meningkatkan aktiviti permukaan konkrit. Ejen pengurangan air dengan berkesan mengawal jumlah air dalam campuran konkrit, dengan itu meningkatkan kekuatan, ketahanan, dan kebolehtelapan konkrit, mengoptimumkan prestasinya, dan menyediakan bahan mentah yang baik untuk projek pembinaan. Ini membantu memenuhi piawaian untuk pembinaan berjentera, mengawal bunyi pembinaan dan mengurangkan penggunaan simen.

Simen, sebagai bahan berbutir, biasanya mempunyai diameter zarah antara 7-80 mikron. Ia halus dalam tekstur dan bahan serbuk. Zarah simen umumnya mempunyai permukaan kutub, mempamerkan hidrofilik yang kuat. Zarah halus simen mempunyai luas permukaan khusus yang sangat besar. Agen pengurangan air memastikan bahawa, sambil mengekalkan kebolehkerjaan konkrit, kandungan air dikawal, yang seterusnya meningkatkan kebolehkerjaan konkrit. Terdapat beberapa jenis agen pengurangan air, termasuk agen pengurangan air biasa dan agen pengurangan air berkecekapan tinggi. Ejen pengurangan air biasa secara amnya mengurangkan kandungan air lebih daripada 5%, dan selepas satu minggu, kekuatan mampatan konkrit boleh meningkat sebanyak 10%. Selepas satu bulan, kekuatan mampatan meningkat sebanyak 5%. Ejen pengurangan air berkecekapan tinggi boleh mengurangkan kandungan air dengan ketara, memastikan konkrit kekal dalam keadaan sangat cecair, dengan kadar pengurangan air lebih daripada 10%. Selepas tiga hari, kekuatan mampatan konkrit boleh meningkat sebanyak 25%. Ciri yang paling ketara bagi konkrit berkekuatan ultra tinggi ialah kecairan tinggi dan nisbah simen air yang rendah. Oleh itu, agen pengurangan air berkecekapan tinggi atau kaedah ultra-dos diperlukan. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk mengawal dos dengan betul untuk meningkatkan prestasi dan kualiti konkrit.

2. Kesan Dos Ejen Pengurang Air Berkecekapan Tinggi terhadap Kualiti dan Prestasi Konkrit

1. Kesan ke atas Kekuatan Mampatan Konkrit

Salah satu sifat mekanikal utama konkrit ialah kekuatan mampatannya, yang memberi kesan ketara kepada sifat-sifat konkrit yang lain. Lazimnya, kekuatan mampatan pes simen mempengaruhi kekuatan konkrit. Keliangan, ketumpatan, dan kekuatan pes simen adalah berkaitan seperti berikut:
R=ARC(C/WB)
di mana:
R - Kekuatan mampatan konkrit
A, B - Pemalar empirik
RC - Kekuatan simen

Dengan menggunakan formula di atas, boleh disimpulkan bahawa nisbah air-simen dan tahap penghidratan pes simen secara langsung mempengaruhi kekuatan mampatan konkrit. Menambah agen pengurangan air pada konkrit mengurangkan nisbah air-simen dengan ketara dan mengurangkan keliangan pes simen dengan ketara, menjadikannya lebih padat dan ketat. Ini mengakibatkan peningkatan kekuatan mampatan konkrit.

2. Kesan terhadap Ketahanan Konkrit

(1) Kesan terhadap Rintangan Pencairan Beku
Nisbah air-simen dan kandungan udara sangat mempengaruhi rintangan beku-cair konkrit. Kajian telah menunjukkan bahawa rintangan beku-cair konkrit adalah berkadar terus dengan nisbah air-simennya. Dengan menambahkan agen pengurangan air secara saintifik, rintangan beku-cair konkrit boleh dioptimumkan dan dipertingkatkan. Konkrit mempunyai lompang dengan saiz yang berbeza-beza, dan sifat air di dalam liang-liang ini juga berubah bergantung pada saiz liang. Struktur gelembung dalam konkrit berkaitan dengan rintangan beku-cairannya. Rintangan beku-cairan boleh bertambah baik apabila kandungan udara meningkat sekitar 2%, tetapi jika kandungan udara melebihi 6%, ia boleh mengurangkan kekuatan konkrit dan menjejaskan ketahanannya secara negatif. Kandungan udara optimum ialah antara 2%-5%.

(2) Kesan terhadap Kakisan Keluli
Pembinaan moden kerap menggunakan struktur konkrit bertetulang. Ketegasan, kestabilan, dan ketahanan struktur ini dikaitkan dengan pengkarbonan konkrit. Kehadiran karbon dioksida di udara membawa kepada pengaratan konkrit, secara beransur-ansur menukar kalsium hidroksida kepada kalsium karbonat, dengan itu kehilangan kealkalian. Jika karbon dioksida menembusi tetulang keluli, ia mungkin menghakis lapisan pempasifan dari semasa ke semasa, mengakibatkan kakisan kimia keluli. Walaupun bahan tambahan dengan jumlah klorida (Cl-) tertentu digunakan, penambahan agen pengurangan air membantu mengawal kadar pengkarbonan, dengan itu meningkatkan sifat anti-karbonasi simen dan mengurangkan kakisan keluli tetulang. Ini meningkatkan ketahanan konkrit dan memastikan penggunaan struktur jangka panjang.

(3) Kesan terhadap Kebolehtelapan
Nisbah air-simen adalah berkaitan dengan kebolehtelapan konkrit. Jika nisbah air-simen melebihi 0.55, jumlah air bancuhan akan melebihi air yang diperlukan untuk penghidratan simen, meninggalkan lebihan air dalam campuran. Ini meningkatkan keliangan dan kebolehtelapan konkrit. Walau bagaimanapun, jika nisbah air-simen terlalu rendah dan gagal mencapai kebolehkerjaan yang diingini, struktur konkrit mungkin rosak, yang akan memberi kesan negatif kepada kebolehtelapannya.

3. Kesan terhadap Kebolehkerjaan Konkrit

Kebolehkerjaan konkrit dipengaruhi oleh pelbagai faktor, termasuk jenis simen, kandungan air, jumlah bahan tambah yang digunakan, suhu dan faktor lain. Apabila faktor lain adalah konsisten, jenis dan dos agen pengurangan air memainkan peranan penting dalam kebolehkerjaan konkrit. Kemerosotan biasanya digunakan untuk mengukur kebolehkerjaan, dan nilai kemerosotan adalah berkadar dengan jumlah agen pengurangan air yang digunakan. Corak berikut biasanya diperhatikan:
Dos agen pengurangan air=0.5% daripada berat simen, yang meningkatkan kemerosotan. Walau bagaimanapun, jika dos melebihi 0.5%, kemerosotan mungkin berkurangan dengan ketara. Dos biasa agen pengurangan air adalah sekitar 0.25%, dan tidak digalakkan untuk melebihi jumlah ini kerana ia boleh mempercepatkan tetapan. Untuk agen pengurangan air berkecekapan tinggi, dos biasa adalah antara 0.50%-0.75%.

4. Kesan pada Masa Penetapan Konkrit

Dalam aplikasi kejuruteraan praktikal, masa penetapan konkrit adalah penting untuk operasi pembinaan. Menambah retarder secara sederhana boleh mengawal masa penetapan konkrit dengan berkesan. Walau bagaimanapun, apabila jumlah agen pengurangan air melebihi paras tertentu, ia boleh menjejaskan masa penetapan konkrit dan mungkin menyebabkan penetapan tertunda. Suhu juga memberi kesan kepada konkrit dengan agen pengurangan air. Apabila suhu meningkat, tindak balas penghidratan simen mempercepatkan, yang boleh menjejaskan penetapan dan kelajuan pengerasan konkrit.

5. Kesan terhadap Sifat Reologi Konkrit

Untuk mendapatkan konkrit berkualiti tinggi, adalah penting untuk memecahkan struktur kelikatan, memastikan zarah simen tersebar sepenuhnya dalam medium air. Pembentukan gel simen boleh dipengaruhi oleh pelbagai faktor. Jika sejumlah agen pengurangan air ditambah kepada konkrit yang baru dicampur, cas elektrik pada zarah simen meningkat, membawa kepada peningkatan daya tolakan antara zarah, yang seterusnya menjejaskan kelikatan. Ini meningkatkan kestabilan sistem penyebaran dan meningkatkan kebolehaliran konkrit. Buburan simen mempamerkan pelbagai keadaan: keadaan cair, terkoagulasi dan thixotropic. Keadaan-keadaan ini terhasil daripada pemisahan dan penguraian berterusan struktur berkoagulasi dalam buburan simen, mencerminkan kadar ricih dan mengakibatkan rintangan dan kelikatan berkurangan. Dengan menambah agen pengurangan air dalam nisbah tertentu, ciri thixotropic konkrit diperkukuh. Ini kerana zarah simen mempunyai sifat penjerapan, dan potensi elektrik yang sepadan meningkat. Peningkatan getaran akan meningkatkan kebolehaliran konkrit, manakala ketiadaan agen pengurangan air akan mengurangkan sifat thixotropicnya.