Polycarbonsäure-Wasserreduziermittel und Beton
Polycarbonsäure-Wasserreduziermittel sind Tenside mit Molekülstrukturen, die zwei unterschiedliche funktionelle Gruppen enthalten: hydrophile Gruppen und hydrophobe Gruppen. Unter normalen Bedingungen reduzieren Polycarbonsäure-Wasserreduziermittel die Kräfte zwischen den Partikeln, indem sie an die Oberflächen der Zementpartikel adsorbieren und so die Fließfähigkeit des Betons erhöhen.
Eine weitere wichtige Funktion von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln ist jedoch ihre verzögernde Wirkung.
Verzögerungsmechanismus von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln
Relevanten Studien zufolge besteht der primäre Mechanismus der verzögernden Wirkung von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln darin, das bei der Zementhydratationsreaktion entstehende Calciumhydroxid in ihrer Molekülstruktur einzukapseln und so eine hochmolekulare Membran zu bilden. Diese Membran verhindert die schnelle Freisetzung von Calciumhydroxid, wodurch die Oberfläche der Zementpartikel „versiegelt” wird, ihre Rekristallisation gehemmt wird, die Keimbildung zwischen den Partikeln verringert wird und die Zementhydratationsgeschwindigkeit verlangsamt wird, wodurch eine verzögernde Wirkung erzielt wird.
Bei der Verwendung von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln ziehen ihre hydrophoben Gruppen an der Moleküloberfläche die hydrophilen Gruppen der Zementpartikel stark an, sodass diese relativ leicht an der Zementoberfläche adsorbieren können. Während der Hydratationsreaktion der Zementpartikel verhindert die Polymermembran die Freisetzung von Calciumhydroxid und vergrößert gleichzeitig den Abstand zwischen den Zementpartikeln, wodurch eine poröse Struktur entsteht, die die verzögernde Wirkung aufrechterhält und gleichzeitig die Verarbeitbarkeit gewährleistet. Allerdings lässt die Dispersionswirkung von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln mit der Zeit nach, wodurch die Zementhydratationsreaktion beschleunigt und die verzögernde Wirkung verringert wird.
Darüber hinaus hängt der verzögernde Mechanismus von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln eng mit ihrem Molekulargewicht und ihrer chemischen Struktur zusammen. Im Allgemeinen erhöhen Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmittel mit höherem Molekulargewicht aufgrund ihres hohen Molekulargewichts ihre Adsorptionskraft an Zementpartikel und verlangsamen so effektiv die Hydratationsreaktionsgeschwindigkeit. Darüber hinaus enthält die chemische Struktur von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln aktive Gruppen wie Hydroxyl- und Carboxylgruppen, die subtile Koordinationswechselwirkungen mit der Zementoberfläche eingehen können und so eine verzögernde Wirkung erzielen.
Die verzögernde Wirkung von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln hat einen erheblichen Einfluss auf den Festigkeitsentwicklungsprozess von Beton, wobei das Ausmaß dieses Einflusses auch von Faktoren wie dem Grad der Zementhydratation und der Temperatur abhängt. Wenn Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmittel in Beton vollständig genutzt werden, können sie die altersabhängige Festigkeitsentwicklung von Beton steuern, die Aushärtungszeit von Beton verkürzen und dadurch die Frühfestigkeit und die Verarbeitbarkeit von Beton verbessern. Darüber hinaus kann die verzögernde Wirkung von Polycarbonsäure-Fließmitteln das Schwinden von Beton wirksam verhindern und die Dauerhaftigkeit von Beton verbessern.
Es ist jedoch zu beachten, dass eine übermäßige Verwendung von Polycarbonsäure-Fließmitteln einige negative Auswirkungen haben kann, wie z. B. eine Verlängerung der Abbindezeit von Beton, eine Verzögerung des Baufortschritts und eine Instabilität der altersbedingten Festigkeit von Beton, insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit.
