Abstrakt

Beton dient als Kernwerkstoff im Bauwesen und hat durch seine Leistungsfähigkeit direkten Einfluss auf die Bausicherheit und Wirtschaftlichkeit. Superweichmacher dienen als wichtige chemische Zusatzstoffe zur Verbesserung der Gesamteigenschaften. Polycarboxylat -Superplastikator weist aufgrund seiner einzigartigen Molekularstruktur bemerkenswerte Vorteile bei der Wasserreduktion und der Setzmaßbeständigkeit auf. Natürliche Sandknappheit hat zu einer weit verbreiteten Verwendung von Sand geführt hergestellter Sandbeton, aber sein hoher Steinmehlgehalt und die raue Oberflächenstruktur führen häufig zu einer schlechten Bearbeitbarkeit.

In diesem Artikel werden die Auswirkungen von Polycarboxylat-Fließmitteln auf hergestellten Sandbeton untersucht, wobei der Sandanteil auf 44,56 % festgelegt wird. Darüber hinaus wird eine umfassende dreidimensionale Vergleichsanalyse durchgeführt, die Basislinien-, Naphthalin- und Polycarboxylatgruppen umfasst, um eine wissenschaftliche Grundlage für technische Anwendungen zu schaffen.

1. Rohstoffe

• Zement: Es wurde gewöhnlicher Portlandzement Conch P.O 42.5R ausgewählt.

Tabelle 1 Chemische Hauptzusammensetzung von Zement

Komponente	CaO	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	SO₃	MgO
Inhalt / %	63,6	20.8	5.3	3.1	2.2	2.6

Tabelle 2 Physikalische Eigenschaften von Zement

Artikel	Wasserbedarf für normale Konsistenz / %	Erstaushärtezeit / Min	Endabbindezeit / Min	28d Druckfestigkeit / MPa	28d Biegefestigkeit / MPa
Wert	27.0	165	220	51.6	8.6

• Zuschlagstoffe: Kalksteinschotter mit kontinuierlicher Abstufung (5 mm bis 25 mm) diente als grober Zuschlagstoff. Als Feinzuschlagstoff diente aus Kalkstein hergestellter Sand der Klasse II.
• Polycarboxylat -Superplastikator: Ein autonom synthetisiertes Produkt mit einem Feststoffgehalt von 41 % und modifizierten Polyether-Seitenketten wurde zur Optimierung der Steinpulverdispersion eingesetzt. Zur vergleichenden Bewertung wurden ein Superweichmacher auf Naphthalinbasis und eine Blindkontrollgruppe eingerichtet.
• Mischwasser: Es wurde Standard-Leitungswasser gemäß den JGJ 63-Vorschriften verwendet.

2. Experimentelle Methodik

• Mix-Design: Der hergestellte Sandbeton C30 wurde mit einem optimierten Sandanteil von 44,56 % entwickelt, um Fließfähigkeit und Kohäsion auszugleichen.
• Teststandards: Setzmaß, Setzmaßbeibehaltung, Druckfestigkeit, Spaltzugfestigkeit und Haltbarkeitsparameter wurden gemäß den nationalen Standardrichtlinien getestet.
• Mikroskopische Analyse: Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Röntgenbeugung (XRD) wurden zur Analyse von Hydratationsprodukten und Mikrostrukturen eingesetzt.

3. Experimentelle Ergebnisse und Analyse

Bearbeitbarkeitsleistung

Polycarboxylat-Fließmittel verbessern die Mischungsmobilität drastisch. Konkret erreicht eine Dosierung von 0,22 % eine Wasserreduktionsrate von 31,8 % und übertrifft damit Alternativen auf Naphthalinbasis deutlich. Darüber hinaus sinkt die 1-Stunden-Slump-Verlustrate stark von 69,4 % in der Basisgruppe auf nur 10,5 %, was eine außergewöhnliche Fließfähigkeitserhaltung zeigt.

Tabelle 3 Wirkung von Polycarboxylat-Superplastifizierer auf die Verarbeitbarkeit von hergestelltem Sandbeton

Art des Fließmittels	Dosierung / %	Wasserverbrauch / (kg/m³)	Wasserreduktionsrate / %	Anfangseinbruch / mm	1h Einbruch / mm	Setzverlustrate / %	Fließzeit / s	1h Auslaufzeit / s
Kontrollgruppe	0	192	0	180	55	69,4	18	35
Superweichmacher auf Naphthalinbasis	1.20	162	15.6	185	115	37.8	15	28
Polycarboxylat -Superplastikator	0.22	131	31.8	190	170	10.5	12	16

Mechanische Eigenschaften

Die optimierte Druckfestigkeit profitiert stark von einer verbesserten Mischungsverdichtung und einer verringerten Porosität. Nach 7 und 28 Tagen zeigt Beton mit Polycarboxylat-Fließmitteln eine Steigerung der Druckfestigkeit um 45,3 % bzw. 35,3 % bei gleichzeitig deutlicher Verbesserung der Spaltzugfestigkeit.

Tabelle 4 Einfluss verschiedener Fließmittel auf die mechanischen Eigenschaften von Beton

Art des Fließmittels	7d Druckfestigkeit / MPa	28d Druckfestigkeit / MPa	7d Spaltzugfestigkeit / MPa	28d Spaltzugfestigkeit / MPa
Kontrollgruppe	21.2	30.6	2.08	2,55
Superweichmacher auf Naphthalinbasis	28.0	39.3	2.18	2,75
Polycarboxylat -Superplastikator	30.8	41.4	2.61	3.25

Haltbarkeitsleistung

Der synergistische Effekt aus hoher Wasserreduktion und optimalem Sandverhältnis verfeinert die Porenstruktur. Folglich der Beton Durchlässigkeitswiderstand reaches $\ge P10$, freeze-thaw resistance achieves $\ge F200$, and carbonation depth decreases by 64.0%, substantially extending structural service life.

Tabelle 5: Einfluss verschiedener Fließmittel auf die Haltbarkeit von Beton

Art des Fließmittels	Undurchlässigkeitsgrad	Stabiler Sickerdruck / MPa	Chloridionen-Diffusionskoeffizient / ()	Frostbeständigkeitsgrad	200 Gefrier-Tau-Zyklen Massenverlustrate / %	200 Gefrier-Tau-Zyklen Relative dynamische Modulverlustrate / %	28d Karbonisierungstiefe / mm	Reduktionsrate der Karbonisierungstiefe / %	28d interner pH-Wert
Kontrollgruppe	≤P6	0.58	2.6	≤F150	5.5	43.2	7.5	/	11.0
Superweichmacher auf Naphthalinbasis	P8	0.78	1.8	F180	4.9	39,0	4.8	36,0	11.4
Polycarboxylat -Superplastikator	≥P10	1.02	1.1	≥F200	3.3	27.8	2.7	64,0	12.1

4. Technischer Fallantrag

Angewendet auf das Straßenverbreiterungsprojekt der Stadt Donghua, optimiert C30-Beton Die Mischung sorgte für einen reibungslosen Pumpbetrieb während der Bauphasen mit hohen Temperaturen.

Aus wirtschaftlicher Sicht sanken die Materialkosten pro Kubikmeter im Vergleich zum Ausgangswert um 10,7 %, die Baueffizienz stieg um 161,3 % und die 30-Jahres-Wartungskosten sanken um 76,3 %. Aus ökologischer Sicht sanken die Kohlenstoffemissionen deutlich, was die Ziele des nachhaltigen Bauens unterstützte.

5. Fazit

• Polycarboxylat-Superplastifizierer lösen effektiv Probleme bei der Verarbeitbarkeit von hergestelltem Sandbeton, indem sie eine hohe Wasserreduzierung und eine hervorragende Setzmaßbeständigkeit erreichen.
• Die mechanischen Festigkeiten und Langzeithaltbarkeitswerte werden deutlich verbessert und Mikrorisse und Porosität werden minimiert.
• Feldanwendungen bestätigen eine hervorragende technische und wirtschaftliche Machbarkeit, weshalb die Technologie für eine breite technische Förderung sehr empfehlenswert ist.