Historia rozwoju akceleratora betonu

Wraz z postępem badań nad technologią betonu natryskowego proces ten ewoluował od metod natrysku suchego do metod natrysku mokrego. Za granicą rozpoczęto badania nad płynnymi przyspieszaczami do betonu, a początkowo opracowane płynne przyspieszacze do betonu charakteryzowały się wysoką zawartością alkaliów. W wyniku dalszych badań zawartość alkaliów w płynnych przyspieszaczach do betonu stopniowo spadała, co doprowadziło do pojawienia się na rynku płynnych przyspieszaczy do betonu niezawierających alkaliów (niskoalkalicznych). W połowie-1980zaczęto produkować i stosować organiczne i nieorganiczne, płynne, niezawierające alkaliów (niskoalkaliczne) przyspieszacze do betonu. Składniki organiczne tych kompozytowych płynnych przyspieszaczy do betonu obejmują głównie różne alkanoloaminy, amidy, alkohole organiczne, kwasy karboksylowe itp., podczas gdy składniki nieorganiczne składają się głównie z siarczanu glinu. Obecnie w krajach rozwiniętych, takich jak Japonia i Europa, na rynku przyspieszaczy do betonu dominują niezawierające alkaliów (niskoalkaliczne) płynne przyspieszacze do betonu.

Badania nad przyspieszaczami betonu w Chinach

Badania w Chinach nad przyspieszaczami do betonu rozpoczęły się stosunkowo późno, bo w latach sześćdziesiątych XX wieku. Najwcześniejszymi przyspieszaczami do betonu były głównie przyspieszacze do betonu proszkowego, takie jak Hongxing I, 711 i 782, które charakteryzowały się wysoką zawartością alkaliów i znaczną utratą wytrzymałości w późniejszych etapach. W latach 90. XX wieku, wraz z wprowadzeniem do Chin technologii natryskiwania na mokro, krajowi uczeni zaczęli skupiać się na badaniach nad płynnymi przyspieszaczami do betonu. W Chinach zaczęto stopniowo opracowywać niezawierające alkaliów (niskoalkaliczne) płynne przyspieszacze do betonu i organiczne i nieorganiczne kompozytowe przyspieszacze do płynnego betonu, takie jak płynny, niezawierający alkaliów przyspieszacz do betonu NSA opracowany przez Pan Zhihua i płynna alkalia MJ-2000 -bezpłatny przyspieszacz do betonu opracowany przez Pekiński Instytut Nauki i Inżynierii Węgla. Jednakże badania nad ciekłymi, bezalkalicznymi (niskoalkalicznymi) przyspieszaczami do betonu w Chinach są wciąż w początkowej fazie. Chociaż istnieje wiele rodzajów produktów, ich ogólna wydajność jest niespójna, wiele produktów jest drogich, a ich stabilność i możliwości adaptacyjne są słabe i wymagają dalszej poprawy.

Rodzaje przyspieszaczy do betonu

Typowe płynne przyspieszacze do betonu obejmują krzemian sodu, glinian sodu, siarczan glinu i siarczan glinowo-potasowy. Wśród nich płynne przyspieszacze do betonu typu krzemian sodu składają się głównie ze szkła wodnego (Na2SiO3) i są połączone z dichromianem potasu, azotynem sodu i trietanoloaminą, co powoduje wysoką zasadowość. Glinian sodu charakteryzuje się wysoką rozpuszczalnością w wodzie i jest silnie zasadowy, co czyni go alkalicznym przyspieszaczem do betonu. Bezalkaliczne (niskoalkaliczne) płynne przyspieszacze do betonu można podzielić na następujące kategorie:

1. Typ siarczanu glinu

Płynne przyspieszacze do betonu na bazie siarczanu glinu powstają w wyniku połączenia bezwodnego siarczanu glinu z innymi składnikami należącymi do ciekłych przyspieszaczy do betonu o niskiej zawartości alkaliów. Te przyspieszacze do betonu występują w wielu odmianach, różniących się znacznie składem i procesami formułowania. Niskoalkaliczne płynne przyspieszacze do betonu, składające się głównie z siarczanu glinu i glinianu sodu, mają minimalny wpływ na późniejszą wytrzymałość cementu i dobrze dopasowują się do różnych rodzajów cementu. Z drugiej strony niskoalkaliczne ciekłe przyspieszacze do betonu wykonane z siarczanu glinu i wodorotlenku glinu upraszczają etapy reakcji wytwarzania wodorotlenku glinu, a następnie polimeryzacji siarczanu glinu, ale te przyspieszacze do betonu mają słabą stabilność, są podatne na wytrącanie i krystalizację i nie przewodzą do długotrwałego przechowywania. Dodatkowo siarczan glinu można mieszać z fluorkami i siarczanem magnezu w celu uzyskania płynnych przyspieszaczy do betonu niezawierających alkaliów (niskoalkalicznych).

2. Typ siarczanu glinowo-potasowego

Mieszając siarczan glinowo-potasowy z fluorkiem sodu, środkami zmniejszającymi ilość wody i zagęszczaczami, można uzyskać płynny przyspieszacz do betonu o niskiej zawartości alkaliów. Ten typ przyspieszacza do betonu zazwyczaj zawiera składniki niezawierające alkaliów, takie jak ten syntetyzowany przez Nitto Chemical Industry Co., Ltd., który zawiera siarczany lub węglany metali alkalicznych z rozpuszczalną w wodzie solą glinu.

3. Organiczne i nieorganiczne przyspieszacze do betonu kompozytowego

Organicznie-nieorganiczne kompozytowe przyspieszacze do betonu mogą rozwiązać wiele problemów związanych z nieorganicznymi przyspieszaczami do betonu, takich jak znaczne zmniejszenie współczynnika odbicia betonu podczas budowy poprzez zwiększenie spójności zaczynu cementowego. Buegre i inni opracowali organiczny i nieorganiczny, płynny, niezawierający alkaliów przyspieszacz do betonu o doskonałych parametrach, wykorzystujący azotany i alkanoloaminę jako podstawowe składniki oraz dodatek kwasów karboksylowych i związków polihydroksylowych. Qin Lian i inni opracowali przyjazny dla środowiska organiczno-nieorganiczny, płynny, niezawierający alkaliów przyspieszacz do betonu, składający się głównie z fluorku sodu, trietanoloaminy, siarczanu glinu i poliakryloamidu. W tym preparacie siarczan glinu i fluorek sodu służą jako składniki przyspieszające; trietanoloamina szybko poprawia wczesną wytrzymałość na ściskanie zaprawy cementowej; poliakryloamid zwiększa siłę wiązania betonu, zwiększa grubość pojedynczego natrysku, zmniejsza współczynnik odbicia, zmniejsza liczbę wielokrotnych natrysków i ostatecznie obniża koszty budowy.

Charakterystyka przyspieszaczy do betonu

1. Proces produkcji wolny od zanieczyszczeń i niekorodujący

Proces produkcji tradycyjnych przyspieszaczy do betonu proszkowego pochłania dużą ilość surowców i energii, generując znaczne ilości pyłu i gazów spalinowych podczas mielenia, granulowania, kalcynacji i pakowania, co prowadzi do poważnego zanieczyszczenia środowiska. Płynne przyspieszacze do betonu pozwalają jednak uniknąć wytwarzania pyłu i gazów spalinowych, zmniejszając zanieczyszczenie środowiska. Ponadto tradycyjne alkaliczne przyspieszacze do betonu mogą powodować reakcje alkaliczne z kruszywem w betonie, powodując poważne uszkodzenia. Natomiast płynne, niealkaliczne (niskoalkaliczne) przyspieszacze do betonu mają na ogół odczyn obojętny lub lekko kwaśny, co pozwala uniknąć wprowadzania substancji alkalicznych, co znacznie zmniejsza ryzyko dla zdrowia ludzkiego i uszkodzenia betonu.

2. Niski współczynnik odbicia, oszczędność kosztów

Płynne przyspieszacze do betonu niezawierające zasad (niskoalkaliczne) zawierają zwykle składniki zwiększające lepkość, skutecznie zmniejszając współczynnik odbicia mieszanki betonowej podczas budowy. Redukcja ta minimalizuje straty surowców, oszczędza koszty budowy i zmniejsza zagrożenia dla zdrowia związane z konstrukcjami z betonu alkalicznego natryskiwanego na mokro. Zwykle współczynnik odbicia betonu natryskowego z płynnymi przyspieszaczami do betonu niezawierającymi zasad (niskoalkalicznych) wynosi około 15% w porównaniu do 30% w przypadku tradycyjnych przyspieszaczy do betonu proszkowego. Zatem stosowanie płynnych, niezawierających zasad (niskoalkalicznych) przyspieszaczy do betonu znacznie zmniejsza współczynnik odbicia podczas natryskiwania betonu, obniżając w ten sposób koszty budowy.

3. Wysoki stopień mechanizacji, szybki postęp projektu

Płynne przyspieszacze do betonu bezalkaliczne (niskoalkaliczne) stosowane są głównie w technologii natrysku na mokro, która charakteryzuje się wysokim stopniem mechanizacji, znacznie zmniejszając pracochłonność pracy ręcznej i drastycznie skracając czas obsługi tunelu, przyspieszając tym samym postęp projektu.