Il existe de nombreux types d’adjuvants pour béton, qui peuvent être classés dans les catégories suivantes en fonction de leur composition chimique : adjuvants inorganiques, adjuvants organiques et adjuvants composites. Les adjuvants inorganiques sont principalement des sels électrolytiques ; les adjuvants organiques sont principalement des substances tensioactives et quelques polymères à haute molécularité, des composés organiques et des sels doubles. Les adjuvants tensioactifs peuvent être divisés en trois catégories : anioniques, cationiques et non ioniques. Parmi eux, les tensioactifs anioniques sont actuellement les plus utilisés. Les adjuvants composites sont généralement composés d’éléments inorganiques et organiques et ont généralement des fonctions diverses.
Sélection des adjuvants
Face à une grande variété d’adjuvants, le choix des différents types en fonction d’exigences techniques supplémentaires est essentiel. Les étapes sont les suivantes :
a. Déterminer l’objectif principal de la sélection des adjuvants ;
b. Sélectionner les adjuvants appropriés en fonction des variétés de ciment connues ou sélectionner les variétés de ciment appropriées en fonction des variétés d’adjuvants déterminées ;
c. En fonction des différentes propriétés et des exigences techniques de l’adjuvant, déterminer le dosage par des expériences ;
d. Déterminer la méthode d’incorporation des adjuvants en fonction des différents plans de construction, tels que le mélange, le transport, les méthodes de moulage, les conditions d’entretien et d’autres processus ;
e. Ajuster le rapport de mélange en fonction de l’objectif et de la quantité de l’adjuvant ;
f. Prélever une éprouvette pour le premier produit (dans les troisième et quatrième mélanges) pour une inspection rapide afin de confirmer ou de modifier la quantité de mélange ou le plan de traitement.
Méthode d’incorporation des adjuvants
L’adjuvant est un matériau dont l’utilisation est limitée mais dont l’effet est important. Par conséquent, une mesure correcte est nécessaire lors de l’utilisation d’adjuvants. L’écart admissible de la mesure est de 2 %.
En fonction de leur forme, les adjuvants peuvent être divisés en poudres, colloïdes, liquides et solides. Lors de l’utilisation d’adjuvants pulvérulents, il convient de les peser à l’avance en fonction du dosage standard pour chaque mélange et de les conserver dans de petits emballages en vue d’une utilisation ultérieure. Lorsque cela n’est pas nécessaire, utilisez temporairement une petite cuillère ou un gobelet gradué pour remplacer la masse par le volume ; utilisez des gels, des liquides, des solides et d’autres formes de dosage. Lorsque des additifs sont utilisés, ils doivent être dilués avec de l’eau en proportion avant d’être utilisés, et ils doivent être remués uniformément avant d’être utilisés.
Réducteur d’eau
Un agent réducteur d’eau est un adjuvant qui peut réduire la consommation d’eau unitaire nécessaire dans le béton, répondre aux exigences de consistance spécifiées et améliorer l’ouvrabilité du béton.
Les principales fonctions des agents réducteurs d’eau sont les suivantes : augmenter l’efficacité de l’hydratation, réduire la consommation d’eau unitaire, augmenter la résistance et économiser la consommation de ciment ; améliorer l’ouvrabilité du béton non consolidé et empêcher la ségrégation des composants du béton ; améliorer l’imperméabilité. Réduire la perméabilité à l’eau, éviter les fuites des structures de construction en béton et augmenter la durabilité ; augmenter la résistance à la corrosion chimique ; réduire le taux de retrait de la solidification du béton et prévenir les fissures dans les composants du béton ; améliorer la résistance au gel, ce qui est bénéfique pour les constructions hivernales.
Après durcissement, la porosité et la taille des pores du béton sont essentielles pour la qualité du béton et les performances d’étanchéité. Le rapport eau-ciment du mélange de béton joue un rôle décisif dans la porosité et la taille des pores du béton, la compacité et la performance anti-infiltration de la structure en béton. Le coefficient de perméabilité du béton augmentant rapidement avec l’augmentation du rapport eau-ciment, lorsqu’il passe de 0,4 à 0,7, son coefficient de perméabilité augmente de plus de 100 fois, et l’agent réducteur d’eau a un effet de dispersion solide sur le ciment. Il peut réduire de manière significative l’attraction entre les particules de ciment en utilisant l’adsorption polaire, entraver et détruire efficacement la floculation entre les particules, et libérer l’eau dans le floc, améliorant ainsi la maniabilité du béton, de sorte qu’il peut réduire de manière significative la consommation d’eau de gâchage, ce qui signifie qu’il peut réduire le rapport, modifier la distribution de la structure des pores capillaires du béton durci, réduire considérablement la taille des pores et la porosité totale, et améliorer la compacité et l’imperméabilité du béton. Les agents réducteurs d’eau peuvent également retarder le pic de chaleur d’hydratation du ciment, réduisant ou évitant la fissuration due au stress thermique avant que le béton de grand volume n’atteigne une résistance particulière, améliorant ainsi l’effet d’imperméabilisation du béton de grand volume.
Il existe de nombreux types d’agents réducteurs d’eau et les méthodes de classification sont diverses. Certains sont classés en fonction de leur effet plastifiant, d’autres en fonction du volume d’entraînement de l’air, d’autres encore en fonction de leur impact sur le temps de prise, et d’autres enfin en fonction des matières premières et de la composition chimique.
En fonction de l’effet plastifiant, on distingue les réducteurs d’eau ordinaires et les réducteurs d’eau à haut rendement. Les agents réducteurs d’eau dont le taux est≥ 5 % et < 10 % sont appelés agents réducteurs d’eau ordinaires ; ceux dont le taux est ≥ 10 % sont appelés agents réducteurs d’eau à haut rendement.
En fonction de l’impact sur le temps de prise et la résistance initiale, il peut être divisé en type standard, type à prise lente et type à résistance initiale. L’allongement du temps de prise initial du béton mélangé avec l’agent réducteur d’eau traditionnel doit être d’au moins 1 heure, mais d’au plus 3,5 heures ; le temps de prise final doit être d’au plus 3,5 heures. Outre les effets de réduction de l’eau et de renforcement, les agents réducteurs d’eau à résistance initiale peuvent également améliorer de manière significative la résistance initiale du béton.
En fonction des matières premières et des composants chimiques, il peut être divisé en agents réducteurs d’eau à base de lignosulfonate, en agents réducteurs d’eau à base de polyalkyl aryl sulfonate (communément appelés agents réducteurs d’eau à base de goudron de houille), en agents réducteurs d’eau à base de sulfonates de résine de mélamine formaldéhyde (communément appelés agents réducteurs d’eau à base de mélamine), en agents réducteurs d’eau à base de mélasse et en agents réducteurs d’eau à base d’acide humique.
(1) Types d’agents réducteurs d’eau
1. Réducteur d’eau polyalkyl aryl sulfonate
L’agent réducteur d’eau polyalkyl aryl sulfonate est également appelé agent réducteur d’eau à base de goudron de houille. Il utilise une certaine fraction ou des fractions spécifiques de goudron de houille comme matière première, génère un dérivé d’acide sulfonique par une réaction de sulfonation, le condense avec du formaldéhyde, puis neutralise le condensat avec un alcali ou une substance alcaline pour éliminer ou non un produit fabriqué en éliminant l’excès de sulfate.
En fonction des différentes fractions utilisées dans la production, les agents réducteurs d’eau à base de goudron de houille peuvent être divisés en trois catégories :
(a) Réducteur d’eau de la série des naphtalènes
Il utilise le naphtalène industriel comme matière première et son principal composant est le polyméthylnaphtalène sulfonate de sodium.
(b) Réducteur d’eau de la série méthylnaphtalène
Il utilise le méthylnaphtalène ou l’huile détergente contenant du méthylnaphtalène supérieur comme matière première, et son principal composant est le sulfonate de sodium de polyméthine et de naphtalène ;
(c) Réducteur d’eau à base d’anthracène
Il utilise l’huile d’anthracène comme matière première et son principal composant est le polyméthine-anthracène sulfonate de sodium. Ce type d’agent réducteur d’eau a une résistance précoce et un effet de renforcement significatif ; il peut améliorer de manière significative la fluidité du béton sans ciment ; à un dosage approprié, il a peu d’impact sur le temps de prise du béton ; il ne provoque pas la corrosion des barres d’acier et d’autres propriétés.
Les points suivants doivent être pris en compte lors de l’utilisation de ce type de réducteur d’eau.
(a) Le dosage approprié de ce type d’agent réducteur d’eau est généralement de 0,5 % à 1,0 % de la masse de ciment.
(b) La méthode de mélange influence grandement l’effet plastifiant de ce type d’agent réducteur d’eau. En général, l’eau est d’abord ajoutée et agitée pendant 2 à 3 minutes, puis l’agent réducteur d’eau est ajouté pour obtenir le meilleur effet.
(c) Lorsque des granulats poreux sont utilisés dans le béton, l’eau doit être ajoutée en premier et l’adjuvant réducteur d’eau doit être ajouté en dernier.
(d) Le béton dont l’affaissement est important ne doit pas être transporté sur de longues distances par des camions à benne, et l’agent réducteur d’eau doit être mélangé après coup.
(e) La teneur en gaz de ce type d’agent réducteur d’eau est très variable et doit être soigneusement sélectionnée en fonction des différents objectifs d’utilisation.
