Жаңалықтар

Құрылыс материалдарына арналған модификацияланған крахмал 28 күндегі қысымға беріктікті төмендетпей, цемент шығынын азайта ала ма? Қысқа жауап: тікелей емес және цементті жеке-дара алмастырушы ретінде емес. Модификацияланған крахмалдар гидравликалық байланыстырғыштар емес, функционалдық қоспалар болып табылады. Олар портландцементтің пуццоландық немесе гидратацияға негізделген беріктік даму процесін қайталай алмайды. Алайда, күл немесе қож сияқты қосымша цементтеуші материалдармен (SCM) бірге стратегиялық түрде қолданылғанда, кейбір жоғары тиімді модификацияланған крахмалдар, әсіресе реологияны бақылау және кеуек құрылымын жетілдіру үшін әзірленгендері, белгілі бір қоспа құрамдарында цементті 5–15% азайтуға ықпал ете алады; бұл ретте 28 күндік қысымға беріктік мақсаттары ≤10% төмендетіліп, жобаға тән сынамалы араластырулар арқылы расталуы тиіс.

Бұл айырмашылық техникалық талаптарға сәйкестік, кестені сақтау және материал шығындарын бақылау тоғысатын инфрақұрылымдық, құрастырмалы бетон немесе тауарлық бетон операцияларын басқаратын жоба менеджерлері үшін аса маңызды. Цементті 10% азайту үлкен көлемді құюларда елеулі үнемдеуге әкелуі мүмкін, бірақ тек алынған бетон конструкциялық талаптарға сай келсе, төзімділік сынақтарынан (мысалы, хлоридтердің енуі, мұздату-ерітуге төзімділік) өтсе және алаң жағдайларында жұмысқа жарамдылығын сақтаса ғана. Модификацияланған крахмалды цемент алмастырғышы деп қате қабылдау, әсіресе Таяу Шығыс, Оңтүстік-Шығыс Азия және Латын Америкасындағы құрылыс алаңдарына тән ыстық, құрғақ немесе температурасы құбылмалы жағдайларда, ерте беріктіктің жоғалуына, шамадан тыс су бөлінуіне немесе қатаю уақытының тұрақсыздығына әкелуі мүмкін.

Неліктен «алмастыру» деген тұжырым жаңылыстырады

«Құрылыс материалдарына арналған модификацияланған крахмал цемент қоспаларын алмастыра ала ма?» деген сұрақ кең таралған тұжырымдамалық шатасуды көрсетеді. Су азайтқыштар, баяулатқыштар немесе ауа енгізуші агенттер сияқты цемент қоспалары цементтің қасиеттерін өзгертеді; оны алмастырмайды. Модификацияланған крахмалдар да осы функционалдық санатқа жатады. Олардың негізгі рөлі — бөлшектердің тығыз орналасуын жақсарту, қамырдың когезиясын арттыру және су қажеттілігін реттеу; беріктік тудыру емес. Кальций негізіндегі үдеткіштерден немесе силикат негізіндегі тығыздағыштардан айырмашылығы, крахмал туындыларында ұзақ мерзімді беріктік өсіміне жауап беретін C–S–H гельдік желісіне үлес қосу үшін қажетті химиялық реактивтілік жоқ.

Дегенмен, крахмал негізіндегі кейбір құрамдар беріктікті сақтауға қатысты өлшенетін жанама әсерлер көрсетеді: SCM-дердің дисперсиясын жақсарту, капиллярлық кеуектілікті азайту және ерте жастағы булануды баяулату. Бұл әсерлер крахмал дәл мөлшерленгенде (әдетте цемент салмағының 0.1–0.4%-ы), үйлесімді пластификаторлармен араластырылғанда және тұрақты күтім режимдерімен бірге қолданылғанда ғана практикалық маңызға ие болады. Артық дозалау (>0.5%) көбіне тұтқырлықтың күрт артуына, нашар тығыздалуға және микрожарықшақтарға әкеледі, яғни 28 күндік көрсеткіштерді қолдаудың орнына нашарлатады.

PVC паста шайырының орны — теорияда емес, практикада

Нақты құрам әзірлеу жұмыстарында жоба менеджерлері кейде композиттік жүйелердегі органикалық қоспалар мен полимер негізіндегі компоненттер арасындағы күтпеген өзара әрекеттесулерге тап болады, әсіресе плитка желімдеріне, өздігінен тегістелетін астарларға немесе талшықпен арматураланған цементті панельдерге арналған ерітіндіні модификациялау кезінде. Мұнда,Поливинилхлоридті паста шайыры CAS#9002-86-2 беріктікке үлес қосушы ретінде емес, өңдеуді жеңілдетуші ретінде қызмет етеді. Оның аса ұсақ бөлшек өлшемі (30–80 μm) және пластификаторға бай матрицаларда тұрақты паста түзу қасиеті құрам әзірлеушілерге экструдирлену қабілетін немесе қабықшаның тұтастығын жоғалтпай, крахмалмен модификацияланған байланыстырғыштардың жоғары көлемдерін енгізуге мүмкіндік береді.

Мысалы, бетон негіздеріне жағылатын цемент-полимер гибридті жабындарда PVC паста шайыры крахмалдан алынған қоюландырғыштарды полимер фазасының ішінде бекітуге көмектеседі, қолдану кезінде бөлінуді болдырмайды және ерте қату барысында беттің шаңдануын азайтады. Бұл қысымға беріктік мәндерін тікелей арттыру арқылы емес, нашар дисперсиядан немесе біркелкі емес қабықша түзілуінен туындайтын ауытқуларды азайту арқылы партиялар арасындағы беріктік дамуының бірізділігін жанама түрде қолдайды. Оның термиялық тұрақтылығы (ыдыраудың басталуы >170 °C) температура градиенттері тек биологиялық негіздегі қоюландырғыштарды тұрақсыздандыруы мүмкін булап өңделетін құрастырмалы бұйымдар процестерімен де үйлесімділікті қамтамасыз етеді.

Масштабтаудан бұрынғы үш міндетті валидация қадамы

Егер сіздің командаңыз цементті азайтуды қолдау үшін модификацияланған крахмалды бағалап жатса, тек зертханалық болжамдарды елемеңіз. Дала жағдайына сай тексеру мыналарды талап етеді:

• Нақты төсеу жағдайларындағы сынақтар: Тек стандартты зертханалық қалыптарды емес, қоршаған орта температурасын, ылғалдылықты және араластыру ұзақтығын модельдеңіз. Бақыланатын 23 °C/50% RH жағдайында 28 күнде ASTM C39 сынағынан өткен қоспа, судың жедел жоғалуы және крахмалдың толық гельденбеуі салдарынан 35 °C/20% RH жағдайында істен шығуы мүмкін.
• 28 күннен кейінгі беріктік корреляциясы: 7, 28 және 56 күндік қысымға беріктік деректерін сұратыңыз. Кейбір крахмалмен модификацияланған қоспалар кешіктірілген гидратацияға байланысты 28-күннен кейін беріктігін қайта арттырады; басқалары ерте кезеңде тұрақтанады. Құрылымдық инженеріңіз тек 28 күндік көрсеткішті емес, бүкіл қисықты мақұлдауы тиіс.
• Барлық басқа қоспалармен үйлесімділікті скринингтеу: Крахмал + суперпластификатор + коррозия ингибиторы + ауа енгізушіні бір мезгілде сынаңыз. Крахмал поликарбоксилат эфирі (PCE) молекулаларына адсорбцияланып, шөгу сақталуын төмендетуі мүмкін. Бір компонентті жеке сынақ бүкіл жүйенің тұрақтылығына кепілдік бермейді.

Тәсілді қашан толық қайта қарау керек

Төмендегілердің кез келгені қолданылса, модификацияланған крахмал ешқандай артықшылық бермейді және тәуекел тудырады:

• Сіздің техникалық талаптарыңыз 28 күнде ауытқуға мүлде жол бермей, ≥40 MPa көрсеткішін міндеттесе;
• Сіз гидратация кинетикасы онсыз да баяулаған төмен C3S цементін немесе жоғары көлемді қожды (>50%) пайдалансаңыз;
• Мөлшерлеу ауытқулары су немесе қоспа дозасы үшін ±1%-дан асса.

Мұндай жағдайларда крахмал модификациясы арқылы цементті азайтуға ұмтылу тиімсіз. Толтырғыштардың түйіршік құрамын оңтайландыру, күйдірілген сазбен үшкомпонентті қоспаларды қолдану немесе тексерілген ерте беріктігі бар Type GU цементін белгілеу сияқты балама жолдар құрам күрделілігі аз бола тұра, анағұрлым болжамды нәтижелер береді.

Шешім қабылдаушыларға арналған қорытынды

Модификацияланған крахмал цементті алмастырмайды. Ол цемент қоспаларын да алмастырмайды. Ол не істей алады: қатаң іріктеліп, мөлшерленіп және расталған жағдайда, цементті аздап азайтуға болатын әрі өнімділік ымыралары (мысалы, сәл ұзағырақ қатаю уақыты, жұмысқа жарамдылық аралығының тарылуы) жоба шектеулеріне сай келетін цементті жүйелердегі су қажеттілігі мен ішкі когезияны дәл реттеуге көмектесу. Huafeng Chemical компаниясының мамандандырылған крахмал туындылары кең ауқымды алмастыруға емес, осындай дәл функцияларға арналған. Табыстылық крахмалдың өзіне қарағанда, оны қолданудың қоспа құрамын әзірлеу тәртібімен, күтім жүргізумен және жобаңыздың әсер ету класы мен жүктеме режиміне тән беріктікті валидациялау хаттамаларымен қаншалықты тығыз байланыстырылғанына көбірек тәуелді.