Co to są płynne, alkaliczne środki szybkowiążące?

Płynne, niealkaliczne, szybkowiążące środki to domieszki chemiczne, które umożliwiają szybkie wiązanie i twardnienie zaczynu cementowego, zaprawy lub betonu bez nadmiernego wpływu na ich długoterminową wytrzymałość. Środki szybkowiążące można podzielić na postacie proszkowe i płynne, w zależności od formy ich dostarczania; można je również podzielić na alkaliczne i niezasadowe (nisko) zasadowe w oparciu o właściwości kwasowości i zasadowości produktu.

W budownictwie inżynieryjnym, aby zminimalizować pył powstający podczas natryskiwania na sucho i szkody dla pracowników budowlanych, zmniejszyć współczynnik odbicia natryskiwanego betonu oraz poprawić wydajność i jakość konstrukcji, w rzeczywistych projektach energicznie promuje się natryskiwanie na mokro. Operacje natryskiwania na mokro wymagają użycia płynnych środków szybkowiążących, stąd pojawienie się płynnych środków szybkowiążących.

Badania nad zastosowaniem płynnych, niealkalicznych środków szybkowiążących znajdują się w kraju wciąż w początkowej fazie, a ich udział w produktach szybkowiążących jest stosunkowo niewielki. W ostatnich latach, wraz z zastosowaniem płynnych, niezawierających (nisko) alkalicznych, szybkowiążących środków przez międzynarodowe marki, takie jak Sika, w niektórych dużych projektach elektrowni wodnych w Chinach, promowano rozwój krajowych, niezawierających (nisko) alkalicznych, szybkowiążących środków do pewnego stopnia.

Typowe płynne środki szybkowiążące obejmują środki typu krzemian sodu, glinian sodu, środki typu siarczan glinu i środki szybkowiążące typu siarczan glinu potasu. Płynny środek szybkowiążący typu krzemian sodu składa się głównie ze szkła wodnego (Na2SiO3) w połączeniu z dwuchromianem potasu, azotynem sodu i trietanoloaminą, a ten szybkowiążący środek jest silnie zasadowy. Glinian sodu charakteryzuje się dużą rozpuszczalnością w wodzie i jest silnie zasadowy, dlatego tego typu środek szybkowiążący znajduje zastosowanie również jako alkaliczny środek szybkowiążący. Płynne, niealkaliczne środki szybkowiążące można podzielić na następujące kategorie:

Płynny środek szybkowiążący typu siarczanu glinu składa się z bezwodnego siarczanu glinu i innych składników należących do rodzaju płynnego środka szybkowiążącego o niskiej zawartości zasad. Ten typ środka szybkowiążącego ma wiele odmian i istnieją znaczne różnice w składnikach i procesach formułowania. Płynne, szybkowiążące środki o niskiej zawartości alkaliów, których głównymi składnikami są siarczan glinu i glinian sodu, mają niewielki wpływ na późniejszą wytrzymałość cementu i dobrą zdolność adaptacji do różnych rodzajów cementu. Jednakże niskoalkaliczne, płynne, szybkowiążące środki zawierające siarczan glinu i wodorotlenek glinu jako główne składniki upraszczają etapy reakcji od reakcji siarczanu glinu i glinianu sodu do wytworzenia wodorotlenku glinu, a następnie do wytworzenia polisiarczanu glinu, ale takie płynne środki szybkowiążące mają słabą stabilność i są podatne na wytrącanie się i krystalizację, co nie sprzyja długotrwałemu przechowywaniu i użytkowaniu. Dodatkowo siarczan glinu można również mieszać z fluorkami, siarczanem magnezu i innymi składnikami w celu uzyskania płynnych (nisko) alkalicznych środków szybkowiążących.

Organiczne i nieorganiczne kompozytowe szybkowiążące środki mogą rozwiązać wiele problemów nieorganicznych środków szybkowiążących, takich jak znaczne zmniejszenie współczynnika odbicia betonu w budownictwie poprzez zwiększenie spójności zaczynu cementowego.

Mechanizm wiązania płynnych (nisko) alkalicznych środków szybkowiążących można podsumować w dwóch punktach: (1) Promując tworzenie się dużej ilości ettringitu w celu osiągnięcia celu wiązania; (2) Promując szybką hydratację glinianu trójwapniowego w cemencie, tworząc w ten sposób przeplataną i ściśle połączoną strukturę ettringitu, która sprzyja szybkiemu wiązaniu i twardnieniu cementu.

Płynne (nisko) alkaliczne środki szybkowiążące zazwyczaj zawierają składniki zagęszczające, które mogą skutecznie zmniejszyć współczynnik odbicia mieszanki betonowej podczas budowy, zmniejszając straty surowców i koszty budowy, a także zmniejszając szkody dla zdrowia pracowników budowlanych spowodowane przez konstrukcję z betonu alkalicznego natryskiwanego na mokro. Ogólnie rzecz biorąc, współczynnik odbicia betonu natryskowego z dodatkiem płynnych (nisko) alkalicznych środków szybkowiążących wynosi około 15% podczas podpierania tunelu, podczas gdy współczynnik odbicia betonu natryskowego z dodatkiem tradycyjnych sproszkowanych środków szybkowiążących wynosi około 30%. Jest oczywiste, że zastosowanie płynnych, niealkalicznych, szybkowiążących środków znacznie zmniejsza współczynnik odbicia natryskiwanego betonu, zmniejszając w ten sposób koszty budowy.