Agentes reductores de agua de ácido policarboxílico y hormigón
Los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico son tensioactivos con estructuras moleculares que contienen dos grupos funcionales distintos: grupos hidrófilos y grupos hidrófobos. En condiciones normales, los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico reducen las fuerzas entre partículas al adsorberse en las superficies de las partículas de cemento, aumentando así la fluidez del hormigón.
Sin embargo, otra función importante de los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico es su efecto retardador.
Mecanismo retardador de los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico
Según estudios relevantes, el mecanismo principal del efecto retardador de los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico es encapsular el hidróxido de calcio generado durante la reacción de hidratación del cemento dentro de su estructura molecular, formando una membrana de alto peso molecular. Esta membrana impide la rápida liberación del hidróxido de calcio, «sellando» así la superficie de las partículas de cemento, inhibiendo su recristalización, reduciendo la nucleación entre las partículas y ralentizando la velocidad de hidratación del cemento, lo que permite obtener un efecto retardante.
Cuando se utilizan agentes reductores de agua de ácido policarboxílico, sus grupos hidrofóbicos en la superficie molecular atraen fuertemente a los grupos hidrofílicos de las partículas de cemento, lo que les permite adsorberse a la superficie del cemento con relativa facilidad. Durante la reacción de hidratación de las partículas de cemento, la membrana polimérica impide la liberación de hidróxido de calcio al tiempo que aumenta la distancia entre las partículas de cemento, formando así una estructura porosa que mantiene el efecto retardante y garantiza la trabajabilidad. Sin embargo, el efecto de dispersión de los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico se debilita con el tiempo, lo que acelera la reacción de hidratación del cemento y, por lo tanto, reduce el efecto retardante.
Además, el mecanismo retardante de los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico está estrechamente relacionado con su peso molecular y su estructura química. En general, los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico con pesos moleculares más altos aumentan su fuerza de adsorción con las partículas de cemento debido a su alto peso molecular, lo que ralentiza eficazmente la velocidad de la reacción de hidratación. Además, la estructura química de los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico contiene grupos activos como los grupos hidroxilo y carboxilo, que pueden formar sutiles interacciones de coordinación con la superficie del cemento, logrando así un efecto retardante.
El efecto retardador de los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico influye significativamente en el proceso de desarrollo de la resistencia del hormigón, y el alcance de esta influencia también está relacionado con factores como el grado de hidratación del cemento y la temperatura. Cuando los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico se utilizan plenamente en el hormigón, pueden controlar el desarrollo de la resistencia del hormigón en función de la edad, acortar el tiempo de endurecimiento del hormigón y, por lo tanto, mejorar la resistencia inicial y la trabajabilidad del hormigón. Además, el efecto retardador de los agentes reductores de agua de ácido policarboxílico puede prevenir eficazmente la contracción del hormigón y mejorar su durabilidad.
Sin embargo, es importante señalar que el uso excesivo de agentes reductores de agua de ácido policarboxílico puede tener algunos efectos negativos, como prolongar el tiempo de fraguado del hormigón, retrasar el progreso de la construcción y causar inestabilidad en la resistencia del hormigón relacionada con la edad, especialmente en entornos con altas temperaturas y alta humedad.
