En tant que composant important des additifs pour béton, les agents réducteurs d’eau jouent un rôle essentiel dans l’amélioration de l’ouvrabilité, de la résistance, de la durabilité et de la rentabilité du béton. Avec les progrès continus de la technologie de la construction et les exigences croissantes en matière de protection de l’environnement, la recherche et l’application d’agents réducteurs d’eau sont devenues un axe de recherche important dans le domaine de la technologie du béton.
I. Comparaison des propriétés de divers agents réducteurs d’eau
1. Réducteurs d’eau de type sulfonate
Caractéristiques de performance
Les hydroréducteurs de type sulfonate sont connus pour leur bon effet réducteur d’eau et leur développement précoce de la résistance. Ce type d’agent réducteur d’eau améliore principalement l’ouvrabilité et la fluidité du béton en formant un film d’adsorption à la surface des particules de ciment, réduisant ainsi la friction et la cohésion entre les particules de ciment. Cependant, les agents réducteurs d’eau sulfonates ont une durabilité relativement faible et sont facilement affectés par des facteurs environnementaux tels que la teneur en ions chlorure et la température, ce qui peut entraîner une baisse de la performance du béton. Statut de l’application
Malgré leurs défauts de durabilité, les agents sulfonates réducteurs d’eau sont encore largement utilisés dans les projets de béton à faible et moyenne résistance qui ne nécessitent pas une durabilité élevée, car ils sont peu coûteux et faciles à préparer. En même temps, leur performance globale peut être encore améliorée par des techniques de modification telles que l’introduction d’autres monomères fonctionnels ou l’ajustement de la structure moléculaire.
2. Réducteurs d’eau aliphatiques
Caractéristiques de performance
Les agents réducteurs d’eau aliphatiques ont attiré beaucoup d’attention en raison de leur excellente durabilité, de leur résistance au gel, au chlore et aux alcalis. Ces agents réducteurs d’eau forment une couche d’adsorption stable à la surface des particules de ciment grâce à leur structure moléculaire unique, empêchant efficacement les particules de ciment de s’agglomérer et de se déposer, et améliorant la fluidité et la stabilité du béton. En outre, les agents réducteurs d’eau aliphatiques contribuent également de manière significative à la résistance ultérieure du béton.
État actuel des applications
Les réducteurs d’eau aliphatiques sont largement utilisés dans l’ingénierie du béton avec des exigences élevées en matière de durabilité, comme les ponts, les tunnels et les ports. Toutefois, par rapport aux agents réducteurs d’eau polycarboxylés, il existe encore un écart en termes d’effet réducteur d’eau et de coût de production, ce qui limite dans une certaine mesure leur application plus large.
3. Réducteur d’eau à base d’alcoolamine
Caractéristiques de performance
L’effet initial de réduction de l’eau des agents réducteurs d’eau de type alcool-amine dans le béton n’est pas significatif, mais avec le temps, leur effet de réduction de l’eau augmente progressivement et ils ont un faible impact sur la résistance initiale du béton. Cette caractéristique confère aux hydro-réducteurs de type alcool-amine certains avantages dans l’ingénierie du béton qui nécessite des temps de durcissement plus longs. En outre, les réducteurs d’eau de type alcool-amine peuvent également améliorer l’imperméabilité et la durabilité du béton.
Situation actuelle des applications
Les réducteurs d’eau de type alcool-amine sont principalement utilisés dans les bétons ayant des exigences particulières, tels que les bétons de masse et les bétons à longue durée de vie. Cependant, leur effet de réduction précoce de l’eau n’est pas idéal, ce qui limite leur large application dans l’ingénierie générale du béton.
4. Réducteurs d’eau de type polycarboxylate
Caractéristiques de performance
Les superplastifiants de type polycarboxylate (PCE) constituent une nouvelle génération de superplastifiants à haut rendement qui sont largement utilisés dans l’industrie du béton en raison de leur taux élevé de réduction de l’eau, de leur faible dosage, de leur excellente durabilité et de leur respect de l’environnement. La structure moléculaire des PCE peut être conçue pour ajuster la longueur de la chaîne moléculaire et les groupes fonctionnels en fonction des différentes exigences d’utilisation, ce qui permet d’obtenir le meilleur effet de réduction de l’eau et la meilleure performance du béton.
État actuel des applications
Les superplastifiants à base de polycarboxylate sont devenus l’additif de choix pour les bétons à haute performance et sont largement utilisés dans l’ingénierie du béton avec des exigences élevées en matière de résistance, de fluidité et de durabilité, telles que les immeubles de grande hauteur, les ponts à longue portée, les tunnels et les métros. Cependant, avec l’augmentation du nombre de constructions d’infrastructures, le problème de la teneur en boue des agrégats devient de plus en plus important, et des exigences plus élevées sont imposées à la résistance à la boue du PCE.
Ⅱ.progrès de la recherche dans le domaine des superplastifiants
1. Recherche sur les modifications
Les chercheurs ont amélioré les performances globales de divers types d’agents réducteurs d’eau par des méthodes de modification en réponse à leurs caractéristiques de performance et aux exigences d’application. Par exemple, pour les réducteurs d’eau de type sulfonate, la durabilité et la résistance à l’érosion par les ions chlorure peuvent être améliorées en introduisant d’autres monomères fonctionnels ou en ajustant la structure moléculaire. Pour les agents réducteurs d’eau de type aliphatique, l’effet réducteur d’eau et la compétitivité des coûts de production peuvent être encore améliorés en optimisant le processus de production et la conception de la formule. Pour les agents réducteurs d’eau de type amine-alcool, l’effet réducteur d’eau précoce peut être amélioré en ajustant la structure moléculaire et les conditions de réaction.
2. Recherche sur les propriétés anti-silting des réducteurs d’eau à base de polycarboxylate
Afin de résoudre le problème de la dégradation des performances des réducteurs d’eau à base de polycarboxylate dans les boues contenant des agrégats, les chercheurs ont mené des études approfondies sous plusieurs angles. D’une part, en optimisant la structure moléculaire du PCE, par exemple en ajustant la longueur de la chaîne latérale et en modifiant la forme de la chaîne moléculaire, il est possible de réduire l’adsorption par intercalation avec l’argile. D’autre part, l’introduction de groupes fonctionnels (tels que les groupes phosphates, les groupes sulfonates, les groupes amides, etc.) permet d’améliorer la dispersibilité du PCE dans le ciment et sa propriété anti-argile. En outre, l’utilisation d’un agent complexant est également une solution efficace. L’agent complexant est préférentiellement adsorbé à la surface ou entre les couches de l’argile, occupant les sites actifs de l’argile et affaiblissant l’interaction entre le PCE et l’argile.
Ⅲ. Protection de l’environnement et développement durable
Avec la prise de conscience croissante de la protection de l’environnement, les performances environnementales et la durabilité des agents réducteurs d’eau sont également devenues l’un des points chauds de la recherche. Les chercheurs se sont engagés à développer de nouvelles variétés d’agents réducteurs d’eau à faible toxicité, à faible teneur en résidus et biodégradables, afin de réduire la pollution et les dommages causés à l’environnement. Parallèlement, la production écologique et le développement durable des agents réducteurs d’eau peuvent être réalisés en améliorant le taux d’utilisation des agents réducteurs d’eau et en réduisant la consommation d’énergie et les émissions au cours du processus de production.
