Como um componente importante dos aditivos para concreto, os agentes redutores de água desempenham um papel fundamental na melhoria da trabalhabilidade, da resistência, da durabilidade e da relação custo-benefício do concreto. Com o avanço contínuo da tecnologia de construção e as exigências cada vez maiores de proteção ambiental, a pesquisa e a aplicação de agentes redutores de água se tornaram uma direção de pesquisa importante no campo da tecnologia do concreto.
I. Comparação das propriedades de vários agentes redutores de água
1. Agentes redutores de água do tipo sulfonato
Características de desempenho
Os agentes redutores de água do tipo sulfonato são conhecidos por seu bom efeito redutor de água e pelo desenvolvimento precoce de resistência. Esse tipo de agente redutor de água melhora principalmente a trabalhabilidade e a fluidez do concreto ao formar um filme de adsorção na superfície das partículas de cimento, reduzindo o atrito e a coesão entre as partículas de cimento. No entanto, os agentes redutores de água sulfonados têm durabilidade relativamente baixa e são facilmente afetados por fatores ambientais, como o teor de íons cloreto e a temperatura, o que pode levar a um declínio no desempenho do concreto. Status da aplicação
Apesar das deficiências de durabilidade, os agentes redutores de água sulfonados ainda são amplamente usados em projetos de concreto de baixa e média resistência que não exigem alta durabilidade, pois têm baixo custo e são fáceis de preparar. Ao mesmo tempo, seu desempenho geral pode ser melhorado por meio de técnicas de modificação, como a introdução de outros monômeros funcionais ou o ajuste da estrutura molecular.
2. Agentes redutores de água alifáticos
Características de desempenho
Os agentes redutores de água alifáticos têm atraído muita atenção devido à sua excelente durabilidade, resistência ao congelamento, resistência ao cloro e resistência a álcalis. Esses agentes redutores de água formam uma camada de adsorção estável na superfície das partículas de cimento por meio de sua estrutura molecular exclusiva, impedindo efetivamente que as partículas de cimento se aglomerem e se assentem, melhorando a fluidez e a estabilidade do concreto. Além disso, os agentes redutores de água alifáticos também contribuem significativamente para a resistência posterior do concreto.
Status atual da aplicação
Os agentes redutores de água alifáticos são amplamente utilizados na engenharia de concreto com requisitos de alta durabilidade, como pontes, túneis e portos. No entanto, em comparação com os agentes redutores de água de policarboxilato, ainda há uma lacuna em termos de efeito redutor de água e custo de produção, o que, de certa forma, limita sua aplicação mais ampla.
3. Agente redutor de água de alcoolamina
Características de desempenho
O efeito inicial de redução de água dos agentes redutores de água do tipo álcool amina no concreto não é significativo, mas, com o tempo, seu efeito de redução de água aumenta gradualmente e eles têm um pequeno impacto na resistência inicial do concreto. Essa característica dá aos agentes redutores de água do tipo álcool amina certas vantagens na engenharia de concreto que exige tempos de cura mais longos. Além disso, os agentes redutores de água do tipo álcool amina também podem melhorar a impermeabilidade e a durabilidade do concreto.
Status atual da aplicação
Os redutores de água do tipo álcool amina são usados principalmente na engenharia de concreto com requisitos especiais, como concreto em massa e concreto de longa duração. No entanto, seu efeito de redução precoce de água não é ideal, o que limita sua ampla aplicação na engenharia de concreto em geral.
4. Redutores de água do tipo policarboxilato
Características de desempenho
Os superplastificantes de policarboxilato (PCE) são uma nova geração de superplastificantes de alta eficiência amplamente utilizados no setor de concreto devido à sua alta taxa de redução de água, baixa dosagem, excelente durabilidade e respeito ao meio ambiente. A estrutura molecular do PCE pode ser projetada para ajustar o comprimento da cadeia molecular e os grupos funcionais de acordo com diferentes requisitos de uso, obtendo assim o melhor efeito de redução de água e desempenho do concreto.
Status atual da aplicação
Os superplastificantes de policarboxilato se tornaram o aditivo preferido para o concreto de alto desempenho e são amplamente utilizados na engenharia de concreto com requisitos de alta resistência, alta fluidez e alta durabilidade, como prédios altos, pontes de grande extensão, túneis e metrôs. No entanto, com o aumento da quantidade de construção de infraestrutura, o problema do teor de lama nos agregados está se tornando cada vez mais proeminente, e requisitos mais altos estão sendo colocados na resistência à lama do PCE.
Ⅱ.Progresso da pesquisa em superplastificantes
1. Pesquisa de modificação
Os pesquisadores têm melhorado o desempenho geral de vários tipos de agentes redutores de água por meio de métodos de modificação em resposta às suas características de desempenho e requisitos de aplicação. Por exemplo, no caso de agentes redutores de água do tipo sulfonato, a durabilidade e a resistência à erosão por íons cloreto podem ser melhoradas com a introdução de outros monômeros funcionais ou com o ajuste da estrutura molecular. No caso dos agentes redutores de água do tipo alifático, o efeito redutor de água e a competitividade do custo de produção podem ser aprimorados com a otimização do processo de produção e do design da fórmula. No caso dos agentes redutores de água do tipo amina-álcool, o efeito inicial de redução de água pode ser melhorado com o ajuste da estrutura molecular e das condições de reação.
2. Pesquisa sobre as propriedades anti-silting dos redutores de água de policarboxilato
Para resolver o problema da degradação do desempenho do redutor de água de policarboxilato em lama contendo agregados, os pesquisadores realizaram estudos aprofundados a partir de várias perspectivas. Por um lado, ao otimizar a estrutura molecular do PCE, como o ajuste do comprimento da cadeia lateral e a alteração da forma da cadeia molecular, a adsorção de intercalação com a argila pode ser reduzida. Por outro lado, com a introdução de grupos funcionais (como grupos de fosfato, grupos de sulfonato, grupos de amida etc.), a dispersibilidade do PCE no cimento e sua propriedade antiargila podem ser aprimoradas. Além disso, o uso de um agente complexante também é uma solução eficaz. O agente complexante é preferencialmente adsorvido na superfície ou entre as camadas da argila, ocupando os locais ativos da argila e enfraquecendo a interação entre o PCE e a argila.
Ⅲ. Proteção ambiental e desenvolvimento sustentável
Com o aumento da conscientização sobre a proteção ambiental, o desempenho ambiental e a sustentabilidade dos agentes redutores de água também se tornaram um dos pontos críticos de pesquisa. Os pesquisadores estão empenhados em desenvolver novas variedades de agentes redutores de água com baixa toxicidade, baixo teor de resíduos e biodegradáveis, a fim de reduzir a poluição e os danos ao meio ambiente. Ao mesmo tempo, a produção ecológica e o desenvolvimento sustentável de agentes redutores de água podem ser alcançados melhorando a taxa de utilização dos agentes redutores de água e reduzindo o consumo de energia e as emissões durante o processo de produção.
