اثر ساختاري انواع ابرروان‌كننده‌ها روي برهم‌كنش با ذرات فعال بتن و خواص آن‌ها

Structural Effect of Various Superplasticizers on Their Properties and Interaction with Concrete Active Particles

ابرروان‌كننده‌هاي پلي‌كربوكسيلات اتر، تركيبات پليمري چندجزئي با ساختارهاي شاخه‌اي هستند. اجزاي سازنده اين تركيبات را يون‌هاي كربوكسيليك اسيد، سولفونيك اسيد و شاخه‌هاي پلي‌اتيلن گليكول تشكيل مي‌دهند. كارايي ابرروان‌كننده‌ها در بتن با طول زنجير اصلي، نوع و تعداد مونومرها در واحد تكرارشونده، نسبت يون به شاخه و تعداد و اندازه شاخه‌هاي متصل به زنجير اصلي ارتباط مستقيم دارد. ساختار ابرروان‌كننده‌ها بر جذب و برهم‌كنش آن‌ها با اجزاي فعال بتن مؤثر است. بخش‌هاي يوني اين تركيبات موجب جذب زنجيرها در سطح ذرات فعال داراي بار مثبت مي‌شود و شاخه‌ها بر سياليت ذرات اثر مي‌گذارند. روش‌هاي تبديل فوريه زيرقرمز (FTIR)، پراش پرتو ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM)، به‌منظور بررسي نحوه آبدارشدن اجزاي فعال بتن و تشكيل بلور‌ها استفاده مي‌شوند. ابرروان‌كننده‌ها موجب كاهش اندازه بلورهاي كلسيم هيدروكسيد و كنترل گرماي آبدارشدن اجزاي فعال مي‌شوند. استحكام مكانيكي، سياليت و بازدارندگي سياليت بتن با وجود ابرروان‌كننده بهبود مي‌يابد. افزون بر اين، ابرروان‌كننده‌ها نفوذپذيري بتن را كاهش داده و موجب فشردگي بيشتر ريزساختار آن مي‌شوند.

Polycarboxylate ether superplasticizers are branch polymers with a main chain consisting of sodium salt of carboxylic and sulfonic acids ionic groups and polyethylene glycol arms. The efficiency of superplasticizer in concrete depends on the size of main chain, structures of repeating units, ion/branching ratio and density of branches with various side chain lengths. Superplasticizers are interacted and adsorbed on the surface of active particles present in the concrete. In the presence of polycarboxylate superplasticizers, hydration behavior of active sites and formation of crystals were investigated by Fourier transforms infrared spectroscopy, X-ray powder diffractometry and scanning electron microscopy. The results showed that adsorption of superplasticizers on the active species decreased the size of calcium hydroxide (CaOH) crystals and controlled the heat of hydration. Mechanical strengths, fluidity and fluidity retention of the concrete improved in the presence of superplasticizers. Furthermore, superplasticizers decreased the permeability of concrete and made its microstructure more compact.