Водные добавки на основе поликарбоновых кислот и бетон
Водные добавки на основе поликарбоновых кислот представляют собой поверхностно-активные вещества с молекулярной структурой, содержащей две различные функциональные группы: гидрофильные и гидрофобные. В нормальных условиях водные добавки на основе поликарбоновых кислот уменьшают межчастичные силы, адсорбируясь на поверхности цементных частиц, тем самым повышая текучесть бетона.
Однако другой важной функцией поликарбоновых кислотных водоредукторов является их замедляющее действие.
Механизм замедления действия поликарбоновых кислотных водоредукторов
Согласно соответствующим исследованиям, основной механизм замедляющего действия поликарбоновых кислотных водоредукторов заключается в инкапсуляции гидроксида кальция, образующегося в процессе гидратации цемента, в их молекулярной структуре с образованием высокомолекулярной мембраны. Эта мембрана предотвращает быстрое высвобождение гидроксида кальция, тем самым «запечатывая» поверхность цементных частиц, препятствуя их повторной кристаллизации, уменьшая нуклеацию между частицами и замедляя скорость гидратации цемента, что позволяет добиться замедляющего эффекта.
При использовании поликарбоновых кислотных водоредуцирующих агентов их гидрофобные группы на поверхности молекул сильно притягивают гидрофильные группы частиц цемента, что позволяет им относительно легко адсорбироваться на поверхности цемента. Во время реакции гидратации частиц цемента полимерная мембрана препятствует выделению гидроксида кальция, увеличивая расстояние между частицами цемента, тем самым образуя пористую структуру, которая сохраняет замедляющий эффект, обеспечивая при этом работоспособность. Однако диспергирующий эффект поликарбоновых кислотных водоредуцирующих добавок со временем ослабевает, ускоряя реакцию гидратации цемента и тем самым снижая замедляющий эффект.
Кроме того, механизм замедления поликарбоновых кислотных водоредуцирующих добавок тесно связан с их молекулярной массой и химической структурой. Как правило, поликарбоновые водоредуцирующие добавки с более высокой молекулярной массой увеличивают свою адсорбционную силу с частицами цемента благодаря своей высокой молекулярной массе, тем самым эффективно замедляя скорость реакции гидратации. Кроме того, химическая структура поликарбоновых водоредуцирующих добавок содержит активные группы, такие как гидроксильные и карбоксильные группы, которые могут образовывать тонкие координационные взаимодействия с поверхностью цемента, тем самым достигая замедляющего эффекта.
Замедлительный эффект поликарбоновых водоредуцирующих добавок значительно влияет на процесс развития прочности бетона, а степень этого влияния также зависит от таких факторов, как степень гидратации цемента и температура. При полном использовании поликарбоновых водоредуцирующих добавок в бетоне они могут контролировать развитие прочности бетона в зависимости от возраста, сокращать время затвердевания бетона, тем самым повышая раннюю прочность и улучшая рабочие свойства бетона. Кроме того, замедляющий эффект поликарбоновых водоредуцирующих добавки может эффективно предотвращать усадку бетона и повышать его долговечность.
Однако важно отметить, что чрезмерное использование поликарбоновых водоредуцирующих добавок может иметь некоторые негативные последствия, такие как удлинение времени схватывания бетона, задержка хода строительства и нестабильность прочности бетона с возрастом, особенно в условиях высоких температур и высокой влажности.