Što je uzrok krvarenja betona uzrokovanog polikarboksilnim superplastifikatorom?

Polikarboksilatni superplastifikatori (PCE) odnose se na niz polimera sa specifičnim molekularnim strukturama i radnim karakteristikama, koji se široko koriste kao superplastifikatori. PCE imaju niske zahtjeve za doziranjem, s tipičnom dozom krutog sadržaja od {{0}}.15% do {{10}}.25%, samo oko jedne četvrtine potrebne doze za superplastifikatore na bazi naftalena ili alifata. PCE pokazuju visoke stope smanjenja vode, općenito između 20% i 30% pri dozi od 0,15% do 0,25%, a mogu premašiti 45% pri zasićenoj dozi od 0,5%. Kao široko korišteni superplastifikator, očekuje se da će PCE pokazati veću sigurnost, učinkovitost i prilagodljivost u praktičnim primjenama u usporedbi s tradicionalnim superplastifikatorima na bazi naftalena. Međutim, tijekom njihove uporabe u proizvodnji betona često se pojavljuju različiti problemi, od kojih se neki ne susreću s drugim superplastifikatorima, poput fenomena reverzije slijeganja. Krvarenje u betonu je problematično stanje mješavine, koje su tehnolozi za beton dobro prepoznali zbog svojih štetnih učinaka, te se nastoje izbjeći tijekom proizvodnje betona i gradnje. Konkretno krvarenje ponekad može biti uzrokovano više čimbenika, a ne jednim, stoga je potrebno više pristupa za njegovo rješavanje.

Glavni uzroci krvarenja betona pri korištenju PCE-a su sljedeći:

1. Predoziranje polikarboksilatnog superplastifikatora
PCE se odlikuju visokom učinkovitošću smanjenja vode uz nisko doziranje (približno 0.20% udjela čvrste tvari). Bez mijenjanja sadržaja vode u betonu, PCE mogu značajno poboljšati slijeganje betona. Poput drugih superplastifikatora, stopa smanjenja količine vode kod PCE-a ima pozitivnu korelaciju s dozom. Općenito, kako se doza povećava, stopa smanjenja vode također raste. U projektiranju betonske mješavine bitno je odabrati odgovarajuću dozu dodatka na temelju zahtjeva za sadržajem vode, npr. preporučuje se stopa redukcije vode od oko 20% za beton C30 s sadržajem vode od 170 kg/m³, a stopa od 25%-30% za beton C50 sa 160 kg/m³. Kada je doza pretjerano visoka i ne odgovara projektiranom sadržaju vode u mješavini, poboljšana sposobnost dispergiranja smanjuje kohezivnost betona, što dovodi do više slobodne vode i uzrokuje krvarenje betona. Konkretno, pretjerana uporaba PCE-a tipa retencije slijeganja može uzrokovati ozbiljno krvarenje ili segregaciju. Stoga bi se doza PCE-a trebala odrediti vremenskim testiranjem kako bi se promatralo konkretno ponašanje.

2. Osjetljivost PCE-a na temperaturu okoline i njihova priroda sporog otpuštanja
U usporedbi s drugim superplastifikatorima, na svojstva PCE-a za smanjenje vode i zadržavanje slijeganja više utječe temperatura. Studije su pokazale da je uz istu dozu, stopa smanjenja vode zimi nešto niža nego ljeti, ali je zadržavanje vode bolje zimi. Na visokim ljetnim temperaturama, PCE s dobrim zadržavanjem slijeganja mogu pokazati "povratak slijeganja" kada temperatura naglo padne. Fluktuacije temperature od 10 stupnja mogu uzrokovati promjenu doze od 0.1%–0.2% (na temelju standardne doze od 2%). Kada temperatura naglo padne, preporučljivo je promatrati promjene u ponašanju betona i provesti testove na PCE-ima kako bi se odredile odgovarajuće doze. Dodatno, vrijeme miješanja treba produžiti, posebno za beton s ocjenom čvrstoće iznad C50, jer se koriste veće doze i PCE mora biti potpuno raspršen.

3. Sekundarni dodatak superplastifikatora za podešavanje slijeganja
Prije postavljanja betona, ako obradivost betona ne zadovoljava zahtjeve konstrukcije, dodatni PCE-ovi se često dodaju u kamion za miješanje. Prekomjerna uporaba tijekom sekundarnog dodavanja može dovesti do krvarenja nakon postavljanja jer višak superplastifikatora nastavlja djelovati. Prilikom prilagođavanja obradivosti sekundarnim dodacima, preporučuje se dodavanje u fazama na temelju volumena betona, osiguravajući temeljito miješanje za kontrolu doziranja.

4. Nepravilna uporaba usporivača u PCE miješanju
Kako bi se poboljšalo zadržavanje slijeganja, usporivači se često dodaju PCE mješavinama. Prekomjerna uporaba usporivača ili nagli pad temperature s PCE-ima koji se miješaju za više temperature, može usporiti hidrataciju cementa, što dovodi do krvarenja betona. Kada koristite usporivače, razmotrite njihov učinak na krvarenje betona. U slučajevima sklonim krvarenju, mogu se dodati odgovarajuća sredstva za zadržavanje vode i zgušnjavanje kako bi se smanjio rizik od krvarenja. Treba osigurati kompatibilnost između cementa i PCE-a kako bi se izbjegli slučajevi u kojima su niske doze neučinkovite, ali povećane doze uzrokuju krvarenje.

5. Problemi s kompatibilnošću između cementa i PCE-a
Složeni sastav betona može uzrokovati kemijske reakcije među komponentama, posebice između cementa i PCE-a. Loša kompatibilnost može povećati zasićenu dozu PCE-a, produljiti početno vrijeme postavljanja i osloboditi slobodnu vodu. Nizak sadržaj topljive lužine ili smanjeni sadržaj ili aktivnost C3A u cementu također mogu usporiti hidrataciju, što dovodi do krvarenja.

6. Varijacije u kvaliteti krupnog i finog agregata
Fluktuacije u kvaliteti pijeska i agregata, kao što su promjene u sadržaju gline, vlažnosti ili gradaciji, te varijacije u modulu finoće pijeska, mogu povećati vjerojatnost krvarenja betona. Na primjer, povećanje modula finoće pijeska smanjuje potrebu za vodom, a promjene u veličini čestica i sadržaju gline utječu na apsorpciju primjesa, uzrokujući krvarenje. Kontrolu procesa u proizvodnji betona treba ojačati kako bi se smanjio rizik od krvarenja. Osim toga, osigurajte da nema flokulanata u proizvedenom pijesku, jer fluktuacije u flokulantima mogu uzrokovati krvarenje ili brzi gubitak slijeganja.

Za rješavanje problema s krvarenjem uzrokovanim PCE-om, razmotrite sljedeće mjere pojedinačno ili u kombinaciji:

• Dodajte malu količinu naftalena ili aminosulfonatnog superplastifikatora.
• Smanjite dozu smjese ili upotrijebite manju dozu PCE-a sa sporim otpuštanjem.
• Povećajte količinu letećeg pepela ili smanjite sadržaj vode.
• Dodajte fini pijesak (ili povećajte omjer pijeska) kako biste poboljšali zadržavanje vode u smjesi.
• Dodajte odgovarajuća sredstva za zgušnjavanje, kao što su natrijev alginat, ksantanska guma, dekstrin ili karboksimetilcelulozni eter, dok prilagođavate ili mijenjate vrste usporivača.
• Za odgođeno krvarenje dodajte natrijev sulfat ili natrijev tiosulfat.