PAM en la construcción: aditivos para hormigón y estabilización de suelos

Si examina la mayoría de los catálogos de productos de poliacrilamida, encontrará cuatro categorías familiares: tratamiento de agua, minería, fabricación de papel y yacimientos petrolíferos. La construcción rara vez tiene su propia línea de pedido, sin embargo, un vertido tremie para un muelle de puente y un camino de acarreo construido sobre limo saturado dependen silenciosamente de la misma bolsa de polímero.

La razón por la que la construcción permanece invisible no es que el volumen sea pequeño. Es que el polímero aparece dentro del producto de otra persona (una bolsa de aditivo anti-lavado, un tambor de estabilizador de suelo, un camión cisterna de lechada autonivelante) en lugar de bajo su propio nombre en una orden de compra. Un comprador que busca "aditivo para concreto" o "estabilizador de subrasante" rara vez busca "poliacrilamida" , que es exactamente la razón por la que se pierde la conexión en ambos lados de la transacción.

Detrás de esa invisibilidad se esconden dos tareas distintas: mantener unida la pasta de cemento cuando entra en contacto con el agua y mantener unida la tierra débil cuando tiene que soportar una carretera. El papel establecido de PAM en hormigón, masilla y mortero. Cubre bien el primer trabajo. El segundo trabajo, lo que sucede debajo del vertido, casi no recibe atención alguna.

▶ El problema del hormigón submarino que nadie presupuesta

Vierta hormigón común en agua y no se comportará como hormigón. La pasta de cemento se separa del agregado, se desprende como una columna turbia y deja una masa débil y porosa sin la resistencia que prometía el diseño de la mezcla. Cualquiera que haya fijado el precio de un tremie pour fallido para los cimientos de un puente o un muro pantalla sabe que la cifra asociada a ese error nunca es pequeña.

Aquí es donde la poliacrilamida actúa como aditivo anti-lavado. Sus largas cadenas moleculares unen las partículas de cemento y mezclan el agua hasta formar una pasta cohesiva que resiste la dispersión, de modo que el hormigón colocado permanece con el agregado en lugar de enturbiar el agua circundante. Pruebas publicadas sobre aditivos anti-lavado para concreto submarino ha registrado esta clase de pérdida de masa por lavado de corte de polímero desde cerca del diez por ciento hasta una pequeña fracción del uno por ciento en la dosis correcta: la diferencia entre una estructura submarina sólida y una que debe ser demolida y recubierta.

La dosis que llega allí es pequeña, normalmente muy por debajo del uno por ciento de la masa de cemento. Esa también es la trampa: una dosis insuficiente y la mezcla aún se eliminará, una sobredosis y la pasta se volverá demasiado viscosa para colocarla a través de un tubo tremie.

▶ Segregación y sangrado: la misma química librando una batalla diferente

Saque el mismo polímero del agua y no dejará de funcionar: simplemente luchará contra un modo de falla diferente. Una mezcla fluida, de alto asentamiento o autoconsolidante que se deja a su suerte se segregará: el agregado pesado se hunde, el agua y la pasta suben y el agua de purga se acumula en la superficie antes del acabado.

En este caso, la poliacrilamida actúa como un aditivo modificador de la viscosidad en lugar de un aditivo anti-lavado. El aumento de la viscosidad plástica de la pasta mantiene el agregado suspendido durante la colocación, reduce el sangrado y brinda un acabado más uniforme en losas y acabados autonivelantes. Es el mismo mecanismo de espesamiento que el estuche submarino, destinado a una mezcla que nunca toca el agua abierta.

La misma lógica se extiende a los productos de mezcla seca (adhesivos para baldosas, contrapisos autonivelantes, morteros de reparación) donde la función del polímero es tanto la retención de agua como la viscosidad: evitar que un sustrato sediento extraiga el agua de la mezcla antes de que el cemento se haya hidratado lo suficiente como para retener su propia humedad.

▶ Subterráneo: convertir suelos de subrasante débiles en suelos portantes

Aléjese de la planta dosificadora y la misma química resolverá un problema de construcción completamente diferente: un suelo que no soportará un pavimento. Los caminos no sellados, los caminos de acarreo y las capas de subrasante construidas sobre suelos ricos en limo o arcilla rutinariamente no cumplen con los objetivos de resistencia a la compresión ilimitada y de relación de soporte antes de que un solo vehículo pase por ellos.

Investigación de materiales de pavimento sobre estabilizadores a base de poliacrilamida ha registrado ganancias significativas en la resistencia a la compresión ilimitada y a la erosión en múltiples tipos de suelo una vez que el polímero se mezcla antes de la compactación. El mecanismo es un puente, no un enlace en el sentido del cemento: largas cadenas de polímeros unen las partículas del suelo en agregados más grandes y estables, cerrando las vías de los poros que permiten que el agua entre y salga.

La misma acción puente es la razón por la que las adiciones de poliacrilamida a suelos problemáticos pueden permitir que un proyecto reduzca la dosis de cemento o cal especificada originalmente sin renunciar a la resistencia objetivo, un detalle que importa mucho más para la hoja de costos de un proyecto que para su química.

▶ Por qué Cement Chemistry elige el tipo de carga para usted

Elegir un tipo de carga para trabajos de construcción no es realmente una elección: la química del cemento lo reduce incluso antes de que comience la mezcla de prueba. Los polímeros catiónicos de alta carga, los grados de caballo de batalla para la deshidratación de lodos orgánicos, no encajan bien en este caso: su carga positiva interactúa con la química alcalina rica en calcio de la pasta de cemento fresca y puede interferir con la hidratación.

Los grados aniónicos y no iónicos de baja carga son los predeterminados en la práctica tanto para trabajos en concreto como en suelos, por razones relacionadas pero distintas en cada caso.

La selección del grado dentro de esa familia aniónica sigue siendo importante. un polvo de poliacrilamida aniónica de baja carga se adapta a formulaciones de mezcla seca mezcladas con cemento en la planta, mientras que un emulsión de poliacrilamida aniónica se disuelve más rápido en el sitio, lo cual es importante cuando un vertido tremie o una pasada de estabilización no pueden esperar a una solución de maquillaje lenta. Las compensaciones más amplias entre familias de cargas se tratan en esta comparación de poliacrilamida aniónica, catiónica y no iónica .

▶ El error de dosificación que va en ambos sentidos

Los compradores de construcción que están acostumbrados a pensar en el PAM como un floculante (dosificar más, obtener un flóculo más grande) llevan ese instinto al trabajo con concreto y tierra, donde resulta contraproducente en ambas direcciones.

• Muy poco polímero o el modo de falla se ve exactamente como si no se usara ningún aditivo: lavado bajo el agua, sangrado por encima o una subrasante que aún no pasa la prueba de resistencia;
• Demasiado polímero y la pasta o lechada se vuelve demasiado viscosa para colocarla, bombearla o compactarla, convirtiendo un problema de resistencia en un problema de trabajabilidad;
• Saltarse la mezcla de prueba y la dosificación de un número de hoja de datos, ya que la composición del cemento, la relación agua-cemento y la mineralogía del suelo cambian la dosis de trabajo para el mismo grado nominal;
• Suponiendo que una dosis que funcione para un tipo de suelo o un diseño de mezcla se transferirá directamente a otro sin una prueba de banco primero.

Cada cifra de dosificación creíble en la literatura sobre concreto y suelos es un punto de partida para una mezcla de prueba, no un sustituto de una. Orientación general sobre la elección y dosificación de poliacrilamida aniónica versus catiónica se traslada aquí, con el toque añadido de que una prueba de jarra no dice casi nada sobre cómo se comporta el mismo polímero una vez que se incorpora a la pasta de cemento o al suelo compactado.

▶ Qué significa esto para los compradores que obtienen PAM para proyectos de construcción

La construcción probablemente nunca tendrá su propia categoría de producto en la página de inicio de un fabricante de PAM como lo hacen el tratamiento de agua o la minería. Eso no lo convierte en un mercado más pequeño: lo convierte en un mercado que los propios compradores tienen que especificar correctamente, porque la relación con el proveedor a menudo comienza con una conversación sobre tratamiento de agua o minería en lugar de una sobre construcción.

Vale la pena confirmar tres cosas antes de realizar un pedido para un proyecto relacionado con la construcción:

• Si la densidad de carga y el peso molecular del grado han sido validados para la compatibilidad con el cemento o el suelo, no solo para el rendimiento de la floculación;
• Si la forma en polvo o en emulsión se adapta mejor a la configuración de mezcla del sitio y a la presión de tiempo;
• Si el proveedor puede ejecutar o respaldar una combinación de prueba antes de comprometerse con el volumen a granel.

Hengfeng's gama completa de productos de poliacrilamida abarca los grados de emulsión y polvo aniónicos y no iónicos de los que se basa el trabajo de construcción, junto con las líneas de tratamiento de agua y minería por las que el sitio es más conocido. Tratamos la orden de construcción de la misma manera que lo haría un comprador de minería o tratamiento de agua: planteamos el problema, no solo el producto, y confirmamos la calidad comparándola con una prueba antes de enviarlo en volumen.