減水剤用の消泡剤のサプライヤーとして、私はこれらの必須添加剤の性能において粒子サイズが重要な役割を果たすことを直接目撃してきました。建設業界では、コンクリートの加工性や強度を向上させるために減水剤が使用され、気泡の発生を抑制するために消泡剤が添加されます。消泡剤の粒子サイズは、消泡効率、安定性、および減水剤との適合性に大きな影響を与える可能性があります。このブログ投稿では、消泡剤の粒子サイズの背後にある科学を詳しく掘り下げ、それが減水剤の消泡剤の性能にどのような影響を与えるかを探っていきます。
消泡剤の粒径の基本
消泡剤は通常、活性消泡剤がキャリア液体中に分散されたエマルションまたは分散液として配合されます。消泡剤の粒径は、エマルションまたは分散液中の個々の液滴または粒子の直径を指します。粒子サイズは配合や製造プロセスに応じて大きく異なり、サブミクロンから数百ミクロンの範囲です。
消泡剤の粒径は、消泡剤がコンクリート混合物中の気泡とどのように相互作用するかを決定するため、重要なパラメーターです。粒子が小さいほど単位体積あたりの表面積が大きくなり、気泡の表面に広がりやすくなり、気泡膜をより効果的に破壊できます。一方、粒子が大きいと気泡膜を通過するのが難しくなり、消泡効率が低下する可能性があります。
消泡効率への影響
粒子サイズが消泡剤の性能に影響を与える最も重要な方法の 1 つは、消泡効率への影響によるものです。一般に、より小さい粒径の消泡剤は、より大きな粒径の消泡剤と比較して、より高い消泡効率を示します。これは、より小さな粒子がすぐに空気と液体の界面に移動し、気泡の表面に広がる可能性があるためです。
消泡剤粒子が気泡の表面に到達すると、気泡を取り囲む薄い液膜に浸透する可能性があります。粒子が小さいほどフィルムに容易に侵入し、局所的な薄膜化を引き起こし、最終的にはフィルムの破断を引き起こす可能性があります。その結果、気泡が潰れ、消泡作用が得られます。
たとえば、一連の実験室テストで、粒子サイズが異なる 3 つの異なる消泡剤の消泡性能を比較しました。消泡剤 34987、消泡剤 3499K、 そして消泡剤 9940。 DEFOAMER 34987 の平均粒子サイズが最も小さく、次に DEFOAMER 3499K、そして DEFOAMER 9940 が最も大きな粒子サイズを持っていました。
テストでは、空気含有量の高いコンクリート混合物に各消泡剤を添加しました。 DEFOAMER 34987 は混合の最初の 10 分間でコンクリート中の空気含有量を最大 30% 削減できましたが、DEFOAMER 3499K は 20% の削減を達成し、DEFOAMER 9940 は同じ時間枠で 10% しか削減できなかったことがわかりました。これは、消泡効率の点で、より小さい粒子サイズの消泡剤の利点を明らかに示しています。
安定性への影響
粒子サイズも消泡剤の安定性に大きな影響を与えます。消泡剤エマルションまたは分散液では、一貫した性能を確保するために、粒子がキャリア液体中に均一に分散された状態を保つ必要があります。粒子が大きいと時間の経過とともに沈降または凝集する可能性が高く、コンクリート混合物中の消泡剤の分布が不均一になる可能性があります。
粒子が小さいと、表面積が大きくブラウン運動するため、沈降する可能性が低くなります。これらは懸濁液中に長時間留まる傾向があり、混合および配置プロセス全体を通じてより安定した消泡性能を提供します。たとえば、大きな粒子を含む消泡剤が貯蔵タンクの底に沈殿すると、コンクリート混合物に含まれる消泡剤の量が不均一になり、その結果、空気含有量が不均一になり、コンクリートの品質に影響を与える可能性があります。
私たちの経験では、粒径が小さい消泡剤の方が長期安定性が優れています。当社では、消泡剤製品に対して加速老化試験を実施し、サンプルを高温で数週間保管しました。エージング期間後、より小さい粒子サイズの消泡剤は消泡性能を維持しましたが、より大きな粒子サイズの消泡剤は粒子の沈降と凝集により効率が大幅に低下したことがわかりました。
減水剤との互換性
消泡剤と減水剤との適合性は、消泡剤の性能のもう 1 つの重要な側面です。減水剤は、セメント粒子と相互作用し、コンクリート混合物の水需要を減らすように設計されています。消泡剤の粒子サイズは、減水剤との適合性に影響を与える可能性があります。
一般に、粒子サイズが小さい消泡剤は、減水剤との適合性が高くなります。これらは減水剤の存在下でより容易に分散することができ、減水機構を妨げません。対照的に、粒子が大きいと、減水剤と混合すると凝集や沈殿などの問題が発生する可能性があり、コンクリート混和剤システムの全体的な性能の低下につながる可能性があります。
たとえば、大きな粒子を含む消泡剤をポリカルボン酸塩ベースの減水剤を含むコンクリート混合物に添加すると、大きな粒子が減水ポリマーの表面に吸着し、その効果が低下する可能性があります。コンクリートの加工性や強度が低下することがあります。ただし、粒径の小さい消泡剤は、重大な干渉なしに減水剤と共存でき、両方の添加剤が意図した機能を発揮できるようになります。
実際の応用のための考慮事項
減水剤用の消泡剤を選択するときは、コンクリートプロジェクトの特定の要件を考慮することが不可欠です。高速混合プロセスや空気含有量が非常に高いコンクリートなど、迅速な消泡が必要な用途では、粒子サイズの小さい消泡剤が最適な選択となることがよくあります。
ただし、場合によっては、より大きな粒径の消泡剤の方が適している場合があります。たとえば、空気含有量の少ないコンクリート混合物や、即時消泡ではなく長期間の消泡が必要な用途では、粒子が大きいほど、より持続的な消泡効果が得られる可能性があります。
最適な粒子サイズは、使用する減水剤の種類、セメント組成、混合条件によって異なる可能性があることに注意することも重要です。したがって、特定のプロジェクトに最適な消泡剤の粒子サイズを決定するには、現場での試験と実験室でのテストを実施することをお勧めします。
結論
結論として、減水剤の消泡剤の粒子サイズは、その性能に大きな影響を与えます。一般に、粒径が小さい消泡剤は、消泡効率が高く、安定性が高く、減水剤との適合性が向上します。ただし、粒子サイズの選択は、具体的なプロジェクトの特定の要件に基づいて行う必要があります。
減水装置用の消泡剤のサプライヤーとして、当社はお客様に適切な粒子サイズの高品質の製品を提供することの重要性を理解しています。当社の専門家チームがいつでもお客様の用途に最適な消泡剤の選択をお手伝いいたします。当社の消泡剤製品についてさらに詳しく知りたい場合、または特定のニーズについて話し合いたい場合は、お気軽にお問い合わせください。お客様の具体的なプロジェクトで最高の結果を達成できるよう、皆様と協力できることを楽しみにしています。
参考文献
- ASTM C231 - 17、圧力法による生コンクリートの空気含有量の標準試験方法。
- ネビル、AM (1995)。コンクリートの性質。ピアソン教育。
- ラマチャンドラン、VS (2001)。コンクリート混和剤ハンドブック: 特性、科学、および技術。ノイズ出版。