Per què el superplastificant de formigó té un gran efecte sobre el formigó?

1.1 Efecte reductor d'aigua:
Quan s'afegeixen reductors d'aigua d'alta eficiència al formigó, poden reduir significativament la relació aigua-ciment en determinades condicions. La taxa de reducció d'aigua dels reductors d'aigua d'alta eficiència pot arribar al 10%-25%, mentre que els reductors d'aigua normals tenen una taxa del 5%-15%. El motiu d'aquest efecte és que els reductors d'aigua d'alta eficiència dispersen les partícules de ciment a la barreja. L'efecte de dispersió pot ocórrer per diverses raons, com ara l'adsorció de l'additiu en productes d'hidratació de ciment (C3A, C4AF, C3S, C2S) o la repulsió electrostàtica de partícules de ciment. A més, els reductors d'aigua poden atraure ions que indueixen una major dispersió i eviten l'agregació de partícules de ciment, mantenint així un ambient d'hidratació estable.

1.2 Efecte plastificant:
Després d'afegir reductors d'aigua al formigó, la fluïdesa del formigó augmenta sense alterar la relació aigua-ciment. Els reductors d'aigua normals poden mantenir una caiguda d'uns 10 cm, mentre que els reductors d'aigua d'alta eficiència poden arribar a una caiguda de 25 cm. Aquest efecte s'aconsegueix reduint la fricció interna dins de la mescla i millorant la plasticitat del formigó fresc.

1.3 Efecte retardador:
Els reductors d'aigua poden alentir la configuració inicial de la mescla de formigó. Aquest efecte s'atribueix a l'adsorció de l'additiu a la superfície de les partícules de ciment, que retarda la reacció d'hidratació. Els estudis han demostrat que afegir reductors d'aigua pot augmentar el període d'inducció, retardar el pic de la calor d'hidratació i allargar el temps de fixació.

1.4 Efecte lubricant:
L'efecte lubricant dels reductors d'aigua es deu principalment a la seva adsorció a la superfície de les partícules de ciment, formant una pel·lícula lubricant que redueix la fricció interna dins de la mescla. Aquesta pel·lícula pot millorar la treballabilitat del formigó, facilitant el bombeig i la col·locació.

2. Efectes dels reductors d'aigua sobre l'estructura de la pasta de ciment endurida

2.1 Augment de la dissolució de partícules de ciment:
A causa de l'efecte de dispersió dels reductors d'aigua, la dissolució de les partícules de ciment augmenta, donant lloc a una superfície reactiva més gran. Això millora la reacció d'hidratació i la formació de productes d'hidratació. L'augment de la dissolució també accelera el procés d'hidratació, tot i que l'efecte general sobre el temps de fraguat pot variar.

2.2 Formació de microcristalls:
Durant el procés d'hidratació, es formen microcristalls al voltant de les partícules de ciment disperses. Aquests microcristalls són inicialment molt fins i continuen creixent, formant una estructura densa i entrellaçada. Això millora la resistència mecànica i la durabilitat de la pasta de ciment endurida.

2.3 Densificació de la zona de transició:
L'addició de reductors d'aigua densifica la zona de transició entre la pasta de ciment i els àrids. Això es deu a la reducció de la porositat i l'augment de la densitat dels productes d'hidratació en aquesta zona. Una zona de transició més densa millora la integritat estructural general i la durabilitat del formigó.

2.4 Taxa d'hidratació reduïda:
Si bé els reductors d'aigua milloren les reaccions inicials d'hidratació, també poden alentir les etapes d'hidratació posteriors. Aquest efecte es deu a la formació d'una capa densa de productes d'hidratació a la superfície de les partícules de ciment, que dificulta la penetració de l'aigua i alenteix la taxa d'hidratació. Això condueix a un augment de força més controlat i gradual amb el temps.

2.5 Durabilitat millorada:
En les últimes etapes d'hidratació, els reductors d'aigua contribueixen a la formació de productes d'hidratació estables que milloren la durabilitat a llarg termini del formigó. Això inclou una resistència millorada als atacs químics, una permeabilitat reduïda i una integritat estructural global millorada.

En comprendre aquests efectes, es pot optimitzar l'ús de reductors d'aigua d'alta eficiència per aconseguir les propietats desitjades tant en formigó fresc com endurit, assegurant una millora de la treballabilitat, la resistència i la durabilitat.