Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcılar

Beton katkılarında Polikarboksilat (PCE) süper akışkanlaştırıcılar farklı kimyasal yapıları sayesinde çok daha düşük su-çimento oranı, kolay işlenebilirlik, kıvam koruma, yüksek segregasyon direnci, yüksek dayanım, yüksek akışkanlığa sahip beton üretilebilmesi, çevre dostu olmaları, kimyasal ve performans özelliklerinin kolay modifiye edilmeleri, kalıp alma süresini kısaltarak inşaat hızının artmasını, ve daha uzun süre servis ömrü olan betonların daha düşük maliyet ile üretilebilmesini sağlamaları nedeniyle son derece popüler hale gelmiştir.

Günümüzde farklı özelliklere sahip Polikarboksilat (PCE) esaslı beton katkıları üretilmektedir. Bu katkılar sağladığı olumlu etkilerin yanı sıra beton karışımlarında olumsuz etkilerin oluşmasına da neden olabilmektedir. Taze ve sertleşmiş betonun özelliklerini etkileyen parametreler kullanılan çimento, Polikarboksilat (PCE), malzemelerin karışım oranı, sıcaklık gibi faktörlerden oluşmaktadır. Çimentodan kaynaklanan faktörler, çimentonun ana bileşenlerinin miktarı ile kimyasal bileşenlerinin yapısı (C3A ve C4AF miktarı ve C3A’nın kristal yapısı), çimento tanelerinin boyutu, klinkere eklenen alçının türü, çimentodaki alkali ve alçı miktarına bağlı olabilmektedir.

Polikarboksilat (PCE)’ ye bağlı etkenler ise ana zincir uzunluğu, yan zincir sayısı ve uzunluğu, molekül ağırlığı, moleküller arası bağ yapısı, kimyasal bileşimi, yoğunluğu, adsorpsiyon özelliği, beton karışımına eklenme şekli oldukça önemlidir.

Süperplastikleştiriciler, macun ve diğer uygulamalarda aglomera hidrat çimento partiküllerini dağıtarak betonun işlenebilirliğini arttırmak için beton karışımlarına eklenebilecek önemli bir kimyasal katkı sınıfıdır.

Betonun mukavemeti, eklenen su miktarı veya su-çimento (w/c) oranı ile ters orantılıdır. Ancak, su miktarı çok düşük olduğunda, beton karışımı işlenemez ve karıştırılması zor olabilir. Bu nedenle, bir süperplastikleştiricinin ana işlevi, çimento macunlarının akışkanlığını kaybetmeden w/c’de bir düşüş sağlamaktır, bu da daha yüksek mukavemet ve daha iyi beton dayanımı ile sonuçlanmaktadır.

Tarak şekilli Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcılar kopolimerleri, negatif yüklü omurga ve aşılanmış yan zincirlerden, tipik olarak polietilen glikolden oluşur. PEO yan zincirleri suda asılı çimento partikülleri arasında sterik bir engel yaratır. Bu eşsiz mekanizmayla Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcılar süperakışkanlaştırıcılar polikondensatlara kıyasla üstün dağılma kuvveti sergiler. PCE moleküllerinin kolaylıkla ayarlanabilen yapısal parametreleri olduğu için, Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcılar uzun süre çökmelerden koruyabilme (>2 saat) , yüksek akış hızı ( Saratto kan etkisi) ve çok düşük su/çimento oranlarında (w/c 0,25) etkinlik gibi birçok farklı amaca uygundur.

Son zamanlarda araştırmacılar, Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcılar‘ın agregaların etrafına beton kirlenmesine neden olan killere karşı güçlü bir duyarlılığa sahip olduklarını ve işlenebilirlikte bir kayba neden olduğunu bulmuşlardır. Sonuç olarak, dağılma kuvveti kil varlığında önemli ölçüde azalır. Kil, tabakalı veya tabakalı silikatlı, yapışma ve plastisiteye sahip mineral bir agregadır. Agregadaki kil minerallerinin varlığı, Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcılar’ nin su azaltıcı etkisini azaltabilir ve genellikle betondaki akışkanlığın hızlı bir şekilde azalmasına yol açabilir. Bu, Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcıların zayıf “kil toleransı” olarak adlandırılır. Bu etkiler sebebi ve farklı kullanım amaçları göz önüne alındığından kimyasal olarak farklı çok çeşitli Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcılar üretilip piyasaya sürülmüştür.

Kimyasal olarak farklı PCE’ ler üretilirken farklı monomerler de kullanılmıştır. Kullanılan bu farklı monomerler;

• MPEG tipi PCE ler,
• APEG tipi PCE ler,
• VPEG tipi PCE’ ler,
• TPEG tipi PCE’ ler,
• HPEG tipi PCE’ ler,
• XPEG tipi PCE’ ler,
• PAAM tipi PCE’ ler,

Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcılar süper akışkanlaştırıcılar için en çok kullanılan yan zincir polietilen oksit (PEO)’dir. Bununla birlikte PEO yan zincirinin killerin alümina silikat tabakaları arasında kolaylıkla araya girdiği bilinmektedir. Sonuç olarak süper akışkanlaştırıcı, çimento yüzeyine adsorbe etmek yerine kil ile kimyasal emiş yolu ile tüketilir. Bu etki Polikarboksilat (PCE) Süper Akışkanlaştırıcıların akışkanlaştırma kabiliyetini azaltır.

Kaynak: Zeynep ÖZSERÇE HASTE-KİLLİ AGREGALARDA KIVAM KORUYUCU OLARAK KULLANILACAK POLİKARBOKSİLAT İÇERİKLİ BETON KATKI MALZEMESİ SENTEZİ VE PERFORMANSININ İNCELENMESİ