افزودنی های بتن:
افزودنی ها یا افزودنی های بتن موادی هستند که در طول فرآیند اختلاط به بتن اضافه می شوند تا یک یا چند ویژگی بتن را در حالت تازه یا سخت شده تغییر دهند.
تولید کنندگان افزودنی بتن طیف گسترده ای از افزودنی های بتن را برای تولید بتن با خواص دلخواه ارائه می دهند که شامل کاهنده های آب، کندکننده ها، شتاب دهنده ها، ضد آب، هواگیرها، اصلاح کننده های ویسکوزیته، بازدارنده های خوردگی و الیاف پلی پروپیلن می باشد. دامنه اصلی افزودنی های بتن موجود از سه نوع زیر است:
بر پایه لیگنو سولفونات (Ligno):
آنها قدیمی ترین نسل افزودنی ها هستند و یکی از اولین محصولاتی هستند که برای کاهش آب و تاخیر در تولید بتن استفاده می شود. ظرفیت کاهش آب احتمالی این افزودنی ها ۸-۱۲ درصد در مقایسه با مخلوط شاهد و دوز عمومی ۰٫۵ تا ۱٫۵ درصد وزنی سیمان است.
نفتالین فرمالدئید سولفونه (SNF):
SNF پرکاربردترین نوع افزودنی در جهان است. ظرفیت کاهش آب احتمالی این افزودنی ها ۱۵ تا ۳۵ درصد نسبت به مخلوط شاهد و دوز عمومی ۰٫۵ تا ۳ درصد وزنی سیمان است. آنها را می توان در ترکیب با گروه لینگو از افزودنی ها نیز استفاده کرد و می توانند خواص حفظ اسلامپ بسیار خوبی را ایجاد کنند. افزودنی های SNF را می توان با خاصیت کندی و همچنین شتاب تولید کرد.
نکته: یکی از افزودنی های بتن ضد یخ بتن BS780 است که با تسریع سرعت هیدراسیون سیمان باعث افزایش دمای بتن و گیرش بموقع بتن میشود.
پلی کربوکسیلیک اتر (PCE):
افزودنی های مبتنی بر PCE جدیدترین نسل و جدیدترین نوع افزودنی های توسعه یافته هستند. ظرفیت کاهش آب احتمالی این افزودنی ها می تواند تا ۴۵ درصد در مقایسه با یک مخلوط شاهد باشد و دوز عمومی ۰٫۵ تا ۲ درصد وزنی سیمان است. این افزودنی ها به طور گسترده برای تولید بتن با کارایی بالا، خود تراکم و مقاومت بسیار بالا حتی تا درجه C100 استفاده می شوند.
این افزودنی ها را می توان در ترکیب با افزودنی های مبتنی بر لیگنو استفاده کرد اما در ترکیب با افزودنی های مبتنی بر SNF نمی توان استفاده کرد. افزودنی های PCE را می توان با خاصیت کندی و همچنین شتاب تولید کرد.
توجه: بتن ریزی در هوای گرم ، باعث سرعت هیدراتاسیون و از دست دادن رطوبت سریع می شودو در نتیجه کارایی بتن از بین می رود.
افزودنی بتن لیگنو سولفونات:
لیگنوسولفونات ها از فرآیندهای خمیر سولفیت به دست می آیند که در آن سلولز از چوب در صنعت خمیرسازی استخراج می شود. فرآیند به اصطلاح خمیر سولفیت شامل مخلوط کردن دی اکسید گوگرد (SO2) با محلول آبی برای پخت چوب است.
در آب، دی اکسید گوگرد اسید گوگردی (H2SO3) را تشکیل می دهد که با جایگزینی یک گروه هیدروکسیل با یک گروه سولفونات، لیگنین را تجزیه کرده و در نهایت سولفونه می کند و به آن اجازه می دهد تا به شکل غیر رسوبی از سلولز حل شود و جدا شود. سولفیت مصرف شده حاوی لیگنوسولفونات و قندها، عمدتاً مونوساکاریدهایی است که باید حذف یا از بین بروند تا بتوان لیگنوسولفونات را به طور موثر به عنوان یک افزودنی کاهنده آب بتن استفاده کرد.
مهم : میتوانید با مطالعه لینکدین بتن شیمی اطلاعات بیشتری کسب کنید.
لیگنوسولفونات همچنین رایج ترین کندکننده گیرش برای سیمان کاری چاه نفت است. در سال های اخیر، صنعت خمیر کاغذ شروع به رویگردانی از فرآیند اسید مصرف شده به نفع فرآیند دیگری کرده است که محصول جانبی لیگنو سولفونات ندارد. در نتیجه، تلاش‌هایی برای یافتن جایگزینی برای لیگنوسولفونات‌ها در عملیات‌های ساختمانی و حفاری یا گمانه‌زنی صورت گرفته است.
لیگنوسولفونات ها:
لیگنوسولفونات ها (LS) اولین پراکنده کننده هایی بودند که به عنوان افزودنی های کاهنده آب به بتن اضافه شدند. LS ها از دهه ۱۹۳۰ به عنوان نرم کننده و کاهش دهنده آب استفاده شده اند ( Scripture, 1937 ) و بتن آماده بزرگترین کاربرد آنها را نشان می دهد.
LS به عنوان محصولات جانبی خمیر بی سولفیت چوب به دست می آید که برای جداسازی الیاف سلولزی خالص با انحلال همی سلولز و لیگنین استفاده می شود. لیگنین یک بیوپلیمر طبیعی و تجدیدپذیر است که در چوب وجود دارد و پس از سلولز، دومین مولکول آلی فراوان روی زمین است.
محتوای لیگنین به گونه چوب بستگی دارد: در چوب نرم (۲۷-۳۷٪) بیشتر از چوب سخت (۱۶-۲۹٪) است. تولید لیگنین استخراج شده بالغ بر ۷۰ میلیون تن در سال است: اکثریت آن برای بازیافت انرژی و بازسازی مواد شیمیایی خمیر کاغذ سوزانده می شود و تنها ۵ درصد آن به عنوان یک محصول شیمیایی استفاده می شود.
لیگنین بومی در آب نامحلول است و یک شبکه سه بعدی پیچیده را ارائه می‌کند که از مونولیگنول‌های متقاطع تصادفی مانند کوماریل، کونیفریل و الکل‌های سیناپیل ساخته شده است.
فرآیند شیمیایی خمیرسازی سولفیت (دیگن‌سازی) شامل استفاده از نمک‌های سولفیت (SO 3 2- ) یا بی سولفیت (HSO 3- ) (معمولاً سدیم ، منیزیم، آمونیوم یا کلسیم) در دماهای بالا (۱۴۰-۱۷۰ درجه سانتی گراد) است.
در طی این فرآیند، لیگنین با وزن مولکولی کاهش یافته به دلیل شکستن پیوندهای استری که واحدهای لیگنین را به هم متصل می کنند (تجزیه) تشکیل می شود. در عین حال، معرفی گروه‌های سولفونیک روی زنجیره‌های آلیفاتیک لیگنین را محلول در آب (سولفوناسیون) می‌کند.
که قبلاً به عنوان یک واحد میکروژل کروی ارائه شده بود، ساختار LS ها اکنون به عنوان ماکرومولکول های پلی الکترولیت شاخه دار تصادفی توصیف شده است ( Myrvold, 2008 ). این ساختار توسط واحدهای فنیل پروپان که به صورت غیر منظم توسط اوراق قرضه واحدپیوندهای اتر یا CC به هم متصل شده اند، تشکیل می شود که دومی بین حلقه های معطر است. برای بهینه سازی حلالیت در آب و اثر پلاستیسیون، درجه سولفوناسیون به طور معمول تا ۰٫۵-۰٫۷ در واحد فنیل پروپان، توسط سولفومتیلاسیون با سولفیت سدیم و فرمالدئید افزایش می یابد. گروه های سولفونات بیش از همه بر روی سطح مولکول های LS توزیع شده اند.
LS ها حاوی گروه های عاملی متعددی مانند اسید کربوکسیلیک، فنولیک هیدروکسیل، کاتکول، متوکسیل، اسید سولفونیک و ترکیبات مختلف از این ها هستند.
حلالیت در آب نه تنها تحت تأثیر درجه سولفوناسیون و پلیمریزاسیون است، بلکه تحت تأثیر کاتیون، معمولاً سدیم یا کلسیم، که در تولید مواد افزودنی استفاده می شود نیز می باشد. برخلاف LS های کلسیم، LS های سدیم عموماً حتی در دماهای پایین (زیر ۱۰- درجه سانتی گراد) محلول تر هستند و از بارش در شرایط سرد جلوگیری می کنند. علاوه بر این، در غلظت ثابت ضدیون، درجه یونیزاسیون در LSهای سدیم بیشتر است. با این حال، LS های کلسیم معمولاً ارزان تر از LS های سدیم هستند و هزینه دوز اضافی مورد استفاده برای دستیابی به پراکندگی قابل مقایسه را جبران می کند.
کاربرد لیگنوسولفونات:
لیگنوسولفونات همچنین به عنوان یک عامل پخش کننده در مواد مانند تولید آجر یا کاشی استفاده می شود. کاربرد دیگر به عنوان ماده اولیه در تولید لیگنوسولفونات اصلاح شده شیمیایی است که در مایعات حفاری چاه نفت و پراکندگی رنگدانه ها استفاده می شود.
برای کسب اطلاعات بیشتر درمورد شرکت بتن شیمی زرین به لینک زیر مراجعه نمایید: