Klampumą mažinančių superplastifikatorių, skirtų mechaniniam smėliui, naudojimo atvejai

Įvadas: Mechanizmo smėlio ir klampos iššūkių atsiradimas

Mechanizmo smėlis, skaldos alternatyva natūraliam smėliui, išpopuliarėjo dėl aplinkosaugos taisyklių ir gamtos išteklių išeikvojimo. Tačiau jo netaisyklinga dalelių forma, didelis smulkių dalelių kiekis ir paviršiaus šiurkštumas dažnai lemia per didelį betono klampumą. Didelis klampumas sumažina darbingumą, padidina atsparumą siurbimui ir vėluoja įdėjimą, todėl rangovams kyla didelių iššūkių. Šiame straipsnyje nagrinėjama, kaip sumažinti klampumą Superplastizatoriai (VRS) sprendžia šias problemas naudodamiesi realaus pasaulio taikymo atvejais, pabrėždami jų techninius pranašumus ir veiklos naudą.

Mechanizmo supratimas Smėlio klampos problema

Pagrindiniai prisidedantys veiksniai

1. Netaisyklingų dalelių morfologija: Kampinės ir grubaus paviršiaus dalelės sukuria blokavimą, padidindamos vidinę trintį.
2. Didelis akmens miltelių kiekis: Smulkios dalelės (≤0,075 mm) sugeria daugiau vandens, sutirštindamos pastos matricą.
3. Paviršiaus efektai: Didesniam paviršiaus plotui sudrėkinti reikia daugiau vandens, todėl vandens ir cemento santykis yra didesnis, jei nesprendžiama.

Pasekmės statyboje

• Prastas siurbimas daugiaaukščiuose projektuose
• Sumažintas takumas sudėtingiems klojiniams
• Maišant sunaudojama daugiau energijos
• Didesnės darbo sąnaudos dėl ilgesnio įdėjimo laiko

Kaip sumažinti klampumą Superplastizatoriai Darbas

VRS yra specializuoti mišiniai, skirti:

1. Padidinkite dalelių sklaidą: VRS polikarboksilato pagrindu Molekulės adsorbuojasi ant cemento ir smėlio dalelių, sukurdamos elektrostatinį atstūmimą ir sterinius kliūtis.
2. Optimizuokite vandens naudojimą: Sumažinkite laisvo vandens poreikį gerinant pastos sklandumą, išlaikant apdirbamumą esant mažesniam vandens ir cemento santykiui.
3. Sumažinkite akmens miltelių poveikį: Specialūs polimerai neutralizuoja smulkių dalelių vandens sugeriančias savybes, neleidžiant pastai sutirštėti.

1 atvejo tyrimas: Daugiaaukštė statyba Pietryčių Azijoje
Projektas: 50 aukštų komercinis bokštas Džakartoje, Indonezijoje
Iššūkis: Mechaninis smėlis su 12% akmens miltelių per 30 minučių sumažino nuosmukį nuo 200 mm iki 80 mm, todėl neįmanoma.
Sprendimas:

• Įprastas superplastifikatorius pakeistas VRS-100 (polikarboksilato pagrindu, klampumą mažinantis tipas)
• Dozavimas reguliuojamas nuo 1,2% iki 1,5% cemento masės
  Rezultatai:
• Nuosėdų išlaikymas: 180 mm po 60 minučių
• Klampumas sumažintas 35 % (matuojamas per Marsh piltuvo laiką: 28 s → 18 s)
• Siurbimo slėgis sumažėjo 22%, todėl buvo galima nuolat dėti

Eksperto citata: "VRS pakeitė mūsų mišinio dizainą. Nebekovojame su vamzdžių užsikimšimo problemomis net esant 35°C karščiui." – PT. Astra Construction, objekto vadovas

Techniniai VRS pranašumai mechaniniuose smėlio mišiniuose

1. Subalansuotas dispersiškumas ir sulaikymas

Skirtingai nuo standartinių superplastifikatorių, VRS išlaiko dispersijos efektyvumą laikui bėgant, o tai labai svarbu ilgai transportuojant arba išliejant didelius kiekius.

2 atvejo analizė: greitkelio projektas Indijoje
Projektas: 50 km greitkelio išplėtimas Radžastane, naudojant vietinio mechanizmo smėlį (15 % akmens miltelių, didelis SiO₂ kiekis)
Iššūkis: Didelis šarminio silicio dioksido reaktyvumo (ASR) pavojus ir lipni pastos tekstūra
Sprendimas:

• Įdiegta VRS-200 (mažai šarmų, daug sulaikanti formulė)
• Vandens ir cemento santykis sumažintas nuo 0,45 iki 0,38, nepakenkiant apdirbamumui
  Rezultatai:
• 28 dienų gniuždymo stipris padidėjo nuo 30 MPa iki 42 MPa
• ASR išplėtimas kontroliuojamas žemiau 0,02 % (ASTM C1293 standartas)
• Darbo našumas dėl greitesnės įdarbinimo pagerėjo 18%.

2. Pritaikymas įvairiems suvestiniams šaltiniams

VRS formulės gali būti pritaikytos pagal regioninio mechanizmo smėlio charakteristikas, pvz., kalkingus ir silikatinius užpildus.

3 atvejo analizė: užtvankos statyba Brazilijoje
Projektas: Amazonės hidroelektrinės užtvanka, naudojant bazalto pagrindo mechanizmo smėlį (daug geležies)
Iššūkis: Didelis klampumas sukėlė atsiskyrimą masės išdėstymo metu
Sprendimas:

• Sukurtas pritaikytas VRS-300 su padidintu geležies jonų tolerancija
• Dozavimas optimizuotas 1,8 % su 0,2 % klampos modifikatoriumi
  Rezultatai:
• Segregacijos indeksas sumažintas nuo 15 % iki 5 % (ASTM C1610)
• Temperatūros kilimas hidratacijos metu kontroliuojamas projektavimo ribose
• Projektas baigtas 2 savaites anksčiau nei numatyta

Realūs pranašumai: ne tik sumažina klampumą

1. Kaštų efektyvumas

• Sumažėjęs vandens suvartojimas sumažina cemento poreikį
• Greitesnis išdėstymas sumažina įrangos ir darbo valandų skaičių
• Sumažėja atliekų dėl nepavykusių mišinių

Duomenų įžvalga: Kinijoje atliktas tyrimas parodė, kad VRS naudojimas smėlio betone sumažino bendras išlaidas 12–15 %, palyginti su tradiciniais mišiniais.

2. Aplinkos tvarumas

• Skatina pakartotinį karjero šalutinių produktų (akmens miltelių) naudojimą
• Sumažina anglies pėdsaką, nes sunaudoja mažiau cemento
• Palaiko žiedinės ekonomikos tikslus statybose

4 atvejo analizė: ekologiškas pastatas Europoje
Projektas: LEED sertifikuotas biurų kompleksas Berlyne, kuriame naudojamas perdirbtas betono užpildas (RCA) su 20% mechanizmo smėlio
Sprendimas:

• VRS-400 (biologinė polimero formulė)
• Pasiektas EN 206-1 atitikimas 30 % cemento pakeitimo lakiaisiais pelenais
  Rezultatai:
• CO₂ emisija sumažėjo 25 %, palyginti su įprastiniais mišiniais
• Uždirbo papildomų LEED kreditų už materialų tvarumą

Rinkos tendencijos: augantis VRS naudojimas

1. Reguliavimo vairuotojai: Kinijos, Indijos vyriausybės ir ES įgaliojimai sumažino natūralų smėlio gavybos ir stūmimo mechanizmo smėlio naudojimą.
2. Technologinės naujovės: AI valdomų mišinių dozavimo sistemų kūrimas, siekiant optimizuoti VRS veikimą realiuoju laiku.
3. Pasaulinė paklausa: Prognozuojama, kad pasaulinė superplastifikatorių rinka iki 2030 m. pasieks 12,8 mlrd. USD, o VRS segmentai išaugs 6,5 % CAGR (Grand View Research, 2023).

Iššūkiai ir ateities kryptys

Dabartinės kliūtys

• Ribotas supratimas apie VRS naudą besivystančiose rinkose
• Mechanizmo smėlio kokybės kintamumas, kurį reikia atlikti konkrečioje vietoje
• Didesnės išankstinės išlaidos, palyginti su bendraisiais superplastifikatoriais

Inovacijų perspektyva

• Daugiafunkcinio VRS kūrimas (klampumo mažinimas + savaiminio gijimo savybės)
• Biologiniai polimerai, gauti iš žemės ūkio atliekų
• Skaitmeniniai įrankiai, skirti klampumo stebėjimui realiuoju laiku per IoT jutiklius

Išvada: VRS kaip mechanizmo smėlio priėmimo katalizatorius

Klampumą mažinantys superplastifikatoriai tapo svarbiu smėliui būdingų iššūkių mechanizmo sprendimu, leidžiančiu plačiai jį naudoti tvarioje statyboje. Dėl tikslinės sklaidos, vandens optimizavimo ir agregatų suderinamumo VRS ne tik pagerina darbingumą, bet ir didina sąnaudas bei naudą aplinkai. Pasaulinei ekologiškų statybinių medžiagų paklausai augant, VRS atliks vis svarbesnį vaidmenį keičiant betono pramonės požiūrį į nerūdinių medžiagų naudojimą.

Mūsų profesionali techninė komanda dirba 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę, kad išspręstų visas problemas, su kuriomis galite susidurti naudodami mūsų produktus.Laukiame Jūsų bendradarbiavimo!