コンクリート中の超吸収性ポリマーの使用

コンクリートの寿命を通して、水は中心的な重要性を持っています:

-コンクリートの混合、硬化、ハーディングに不可欠な成分です。

-周囲との交換は、硬化コンクリートが収縮し、膨れ上がり、ひび割れする可能性があります。
-硬化コンクリート中のその存在は、強度とクリープに影
響を与えます。

-霜作用やアルカリシリカ反応による劣化の中心的な役割を果たします。

明らかに、水の制御はコンクリートにとって重要です。 この記事では、超吸収性ポリマー (SAP) を使用してその制御を実現する機会の一部について概要を説明します。 記事の一部は、以前の文書から取得されます。

SAP が水にさらされると膨れ上がり、その後乾燥を行うと、可逆的に収縮します。 乾燥に対するこれらの主要な特性は、可逆的に収縮する。 キープロパティは、コンクリートに関連して積極的に使用することができます。

強度への影響

SAPは、「内部貯水剤として機能する硬化剤を組み込み、コンクリートが乾燥するにつれて徐々に放出する」と定義される非常に効率的な内部水硬化を保証することができます。7 内部の水の硬化は、セメントの水和を促進し、コンクリートの収縮を制御するために何十年も使用されてきました

強度の観点から見ると、コンクリートへのSAPの追加は、コンクリート内の空隙を生成し、強度を低下させる一方で、SAPが提供する内部水硬化は、水和の程度を高め、それによって強度を増加させるという2つの反対の効果を有する。 これら2つの効果のうち、水セメント比(w/c)、コンクリートの成熟度、およびSAP添加量によって異なります。 ゲル空間比の概念など、既存モデルではトータル効果がよく記載されているようです。 特に、高い w/c (>0.45) では、SAP の追加は水分補給にほとんど影響を与えないため、一般的に圧縮強度が低下します。 低い w/c (<0.45), SAP addition may increase the compressive strength. sap="" addition="" may="" increase="" the="" compressive=""></0.45), SAP addition may increase the compressive strength.>

収縮の減少

周囲への水の損失によるコンクリートの収縮は、プラスチックと硬化状態の両方で割れるよく知られている原因です。 このタイプの割れは、水の損失を遅くしたり防いだりすることで効果的に軽減できます。 水源として機能することにより、SAP はこれに関連して使用される可能性がありますが、この種の収縮は基本的に表面関連の現象であり、SAP のアクションをこのインターフェイスに集中させるのは難しい場合があります。 自律収縮は、高性能コンクリートと密接に関連する現象である。 自生収縮は、亀裂を引き起こし、コンクリートの強度、耐久性、美学に影響を与える可能性があります。 これは、高性能コンクリートの使用を制限している技術的な課題となっています。混合中にコンクリート混合物に添加されたSAPは、水相の幾何学的および熱力学特性の能動的な制御を可能にする。 形成された SAP インクルードの水は本質的にフリーウォーターであり、インクルードのサイズと形状は、最初に追加された SAP パーティクルによって管理されます。 したがって、水の封じ込めは、設計された水位分布と考えることができます。

霜保護

また、セメント材料の細孔構造を設計する手段として使用できます。 セメント水和中に、SAP粒子は収縮し、ガスで満たされた空隙を残します。 これは、コンクリートの霜の抵抗を改善するために制御された空気の巻き付けに使用される可能性があります。 通常、空気を強化するために使用される方法は、新鮮なコンクリート中の気泡の合体、振動やポンピング中の空気の損失、および間の互換性の問題など、多くの重要な技術的困難に関連しています。空気を訓練する混合物および高域の減水の混合物。 APの使用は、総空気含有量、気泡の間隔、個々の空洞の大きさ(さらには形状)を含む硬化コンクリートの内の緊張した空気を積極的に制御する可能性を提供します- 私たちはこれをコンクリートの設計された空気のエントレインメントと呼ぶ。

レオロジーの修正

混合中に乾燥したSAPを添加すると、SAP吸収を補うために余分な水を添加しないと、新鮮なコンクリートの流理に大きな変化が生じます。 たとえば、約15 g/gの乾燥SAPの吸水では、セメント重量に対してわずか0.4%のSAPを添加すると、フリーw/cが0.06低下します。 このw/cの変化は、0.4の初期w/cでコンクリートの収量応力が3倍に、プラスチック粘度が25%増加する原因となります。 この純水結合効果に加えて、収率応力およびプラスチック粘度のさらなる増加は、SAP粒子の膨脹の物理的存在によって引き起こされる。 SAPによって引き起こされる増粘効果が望ましくない場合、可塑化混和剤の添加によって軽減される可能性があります。 例えば、SAP による水の吸収に伴う増粘効果は、多くの技術的な困難を有するプロセスであるウェットミックスコンクリートに特に有用である可能性があります。 通常のコンクリート混合物をポンプで送り込むためには、高いスランプが必要です。 しかし、リバウンドを最小限に抑え、コンクリート中に適切な蓄積の厚さを可能にするためには、低いスランプが必要です。 実際には、コンクリートの生産者は、ナイフの刃のバランスをとり、スランプを80mm(3 in.)に保つ必要があるかもしれません。新鮮なコンクリートスランプの正確な制御を行使することに加えて、通常、ノズルにセット加速混合剤を追加する必要があります。 残念ながら、セット加速混合は、長期の圧縮強度の著しい減少につながります。 SAPを使用してウェットミックスショットクリートのスランプを調整するという概念は、実際にはテストされています。 ドライSAPをノズルに添加し、水の急速な取り込みが配置中に粘性変化を生み出し、セット加速混合剤を使用せずに厚い層を蓄積することが示されました。 後者の利点は、配置されたショットクレテの空気の密着を制御することは非常に困難であるため、特に興味深いです。 ショットクレートが配置されると、空気を介した通常の混合剤に基づくと、空気ボイド構造の大きな変化が起こります。 しかし、サップを使用すると、ポンピングと配置手順の影響を受けない最終的なエアボイド構造を正確に設計することが可能です。


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