Penyelesaian Agen Penurun Air Kepada Beberapa Masalah Simen

Simen Beralkali Tinggi
Alkali larut dalam simen biasanya dinyatakan sebagai setara Na₂O dan terutamanya berasal daripada tanah liat dan bahan tambahan yang digunakan dalam pengeluaran simen. Jumlah alkali larut yang sesuai menggalakkan penghidratan simen, yang memudahkan pembangunan kekuatan awal konkrit. Eksperimen telah menunjukkan bahawa kecairan konkrit simen meningkat dengan kandungan alkali. Walau bagaimanapun, apabila kandungan alkali mencapai tahap tertentu, penghidratan simen memecut secara mendadak, menyebabkan pengurangan ketara dalam kecairan pes simen. Kesan pemplastikan agen pengurangan air juga berkurangan dengan ketara, yang membawa kepada kehilangan kemerosotan yang lebih besar dari semasa ke semasa untuk konkrit yang digunakan dalam aplikasi konkrit campuran siap dan boleh pam.

Sebab utama fenomena ini ialah alkali dalam simen mempercepatkan pembubaran trikalsium aluminat (C3A). Dengan adanya gipsum sebagai pengawal selia tetapan, kristal AFt terbentuk dengan cepat dan membungkus permukaan C3A, menghalang penghidratan langsung kepada kalsium aluminat dan meningkatkan kecairan pes simen.

Walau bagaimanapun, kandungan alkali yang berlebihan membawa kepada pembentukan sejumlah besar kristal AFt pada peringkat awal, mengurangkan kecairan dan menjadikan agen pengurangan air kurang berkesan. Ini dicirikan oleh kecekapan mengurangkan air yang tidak mencukupi, kesan pemplastikan yang lemah, dan kehilangan kemerosotan yang lebih tinggi dari semasa ke semasa. Apabila menggunakan simen beralkali tinggi, agen penurun air sulfat rendah menunjukkan prestasi yang lemah. Sebaliknya, agen penurun air dengan kandungan sulfat yang tinggi (cth, kandungan natrium sulfat melebihi 20%) menunjukkan kebolehsuaian yang jauh lebih baik.

Penambahbaikan ini timbul kerana agen penurun air bersulfat rendah mengandungi CaSO4 yang mudah larut. Sebelum gipsum dalam simen larut, SO3 yang ketara sudah ada dalam air, bertindak balas dengan C3A untuk membentuk kristal AFt, menghalang pembentukan kalsium aluminat dan mengurangkan kehilangan kecairan. Ejen penurun air natrium-sulfat tinggi adalah lebih sesuai untuk simen beralkali tinggi. Banyak agen penurun air berasaskan polikarboksilat mempunyai tahap pH yang rendah, dan apabila digabungkan dengan retardas berasid seperti asid sitrik, mereka berjuang untuk menyesuaikan diri dengan simen alkali tinggi. Aditif berasid meneutralkan alkali dengan cepat, membebaskan haba, yang meningkatkan suhu dan mempercepatkan penghidratan simen. Ini mengakibatkan kecairan yang lemah dan kehilangan kemerosotan yang cepat. Retardas alkali, sebaliknya, boleh mengelakkan masalah ini.

Simen Kekurangan Sulfur Beralkali Rendah
Kandungan alkali larut optimum dalam simen biasanya dianggap sebagai {{0}}.4%-0.6%. Simen dengan alkali kurang daripada 0.4% dirujuk sebagai simen alkali rendah. Alkali larut selalunya hadir sebagai garam sulfat, jadi simen alkali rendah juga disebut simen kekurangan sulfur.

Apabila simen beralkali rendah dicampur dengan agen pengurangan air, kecairan biasanya lemah. Meningkatkan dos agen pengurangan air menawarkan peningkatan yang terhad dan sering memburukkan lagi isu seperti pendarahan, kehomogenan konkrit yang lemah dan kehilangan kemerosotan yang cepat. Ejen pengurangan air biasa gagal menyesuaikan diri dengan berkesan kepada simen kekurangan sulfur, walaupun dengan dos retarder yang meningkat dengan ketara.

Punca ketidakserasian ini terletak pada SO3 yang tidak mencukupi dalam simen, yang gagal menyekat penghidratan C3A dengan berkesan. Ini membawa kepada penjerapan bahan tambahan yang cepat dan berlebihan oleh C3A, mengurangkan kecekapan pemplastikan agen pengurangan air. Menambah alkali larut (cth, sulfat) adalah satu-satunya penyelesaian yang berkesan. Hanya meningkatkan dos retarder mempunyai kesan yang minimum.

Simen Campuran Tinggi
Mengikut piawaian simen Cina, sejumlah besar bahan tambah seperti abu terbang, pozzolan, sanga, dan batu kapur yang dikisar halus boleh ditambah kepada simen. Bahan tambah ini berbeza dalam aktiviti, permintaan air, kandungan mineral dan sifat penjerapan, yang memberi kesan kepada keserasian bahan tambahan dengan simen.

Abu terbang berkualiti tinggi harus mempunyai aktiviti yang tinggi (kandungan SiO2 dan Al2O3 reaktif tinggi), kehilangan pada pencucuhan (LOI) yang rendah, saiz zarah halus dan permintaan air yang rendah. LOI, yang menunjukkan kandungan karbon tidak terbakar dalam abu terbang, mempunyai kesan yang paling besar terhadap keserasian bahan tambahan. Kandungan karbon yang lebih tinggi merendahkan prestasi konkrit dengan meningkatkan permintaan air dan pendarahan, memburukkan lagi ubah bentuk pengecutan, dan melemahkan ikatan antara pes simen dan agregat.

Karbon tidak terbakar dalam abu terbang juga membentuk filem hidrofobik pada permukaan zarah, menghalang penembusan air dan mengurangkan kereaktifan abu terbang. Karbon seterusnya bersaing dengan simen untuk penjerapan bahan tambahan, menjejaskan kecairan pes simen. Penyelesaian termasuk meningkatkan dos aditif dan penggunaan bersama ejen penyerap udara berkualiti tinggi. Buih udara yang halus dan seragam boleh mengurangkan kesan buruk abu terbang kandungan karbon tinggi.

Simen sanga, dengan kandungan aluminatnya yang tinggi, selalunya memerlukan gipsum tambahan untuk mengawal seting. Proses pembuatan simen Portland biasa boleh memburukkan lagi kekurangan sulfur dalam simen sanga. Ejen penurun air dengan kandungan sulfat tinggi, digabungkan dengan ejen penyerap udara yang berkualiti, menawarkan prestasi yang lebih baik untuk simen tersebut.

Simen dengan Kandungan C3A Tinggi
Simen terutamanya terdiri daripada C3S, C2S, C3A dan C4AF, dengan aktiviti penjerapannya disenaraikan sebagai C3A > C4AF > C3S > C2S. C3A mempunyai kapasiti penjerapan tertinggi untuk agen pengurangan air. Apabila kandungan C3A meningkat, kecairan konkrit berkurangan, dan kehilangan kemerosotan dari semasa ke semasa meningkat.

C3A yang berlebihan (lebih 8%) memberi kesan buruk kepada kecairan konkrit dengan menggunakan kebanyakan agen pengurangan air, menyebabkan agen tidak mencukupi untuk menyebarkan komponen mineral lain seperti C3S. Ujian telah menunjukkan bahawa penambahan SO3 (melalui agen penurun air dengan kandungan sulfat tinggi) atau penggunaan bersama perencat asid hidroksil karboksilik boleh menyekat penghidratan dan penjerapan C3A. Retardas berbilang alkohol kurang berkesan.

Ejen pengurangan air kos rendah dengan peningkatan dos juga boleh memenuhi permintaan C3A sambil meningkatkan kecairan komponen lain seperti C3S. Oleh kerana ejen tersebut menjimatkan kos, mereka tidak meningkatkan perbelanjaan dengan ketara.