Sejarah Perkembangan Akselerator Beton

Dengan kemajuan penelitian mengenai teknologi beton semprot, prosesnya pun berkembang dari metode penyemprotan kering menjadi metode penyemprotan basah. Di luar negeri, penelitian tentang akselerator beton cair dimulai, dan akselerator beton cair yang dikembangkan pertama kali memiliki kandungan alkali yang tinggi. Dengan penelitian lebih lanjut, kandungan alkali pada akselerator beton cair secara bertahap menurun, yang menyebabkan munculnya akselerator beton cair bebas alkali (alkali rendah) di pasaran. Pada pertengahan-1980an, akselerator beton bebas alkali cair (alkali rendah) komposit organik-anorganik mulai diproduksi dan diterapkan. Komponen organik dalam akselerator beton cair komposit ini terutama mencakup berbagai alkanolamin, Amida, alkohol organik, asam karboksilat, dll., sedangkan komponen anorganik terutama terdiri dari aluminium sulfat. Saat ini, di negara maju seperti Jepang dan Eropa, akselerator beton cair bebas alkali (alkali rendah) mendominasi pasar akselerator beton.

Penelitian tentang Akselerator Beton di Cina

Penelitian Tiongkok mengenai akselerator beton dimulai relatif terlambat, dimulai pada tahun 1960an. Akselerator beton paling awal sebagian besar merupakan akselerator beton bubuk, seperti tipe Hongxing I, 711, dan 782, yang memiliki kandungan alkali tinggi dan kehilangan kekuatan yang signifikan pada tahap selanjutnya. Pada tahun 1990-an, dengan diperkenalkannya teknologi semprotan basah ke Tiongkok, para sarjana dalam negeri mulai fokus pada penelitian akselerator beton cair. Akselerator beton cair bebas alkali (alkali rendah) dan akselerator beton cair komposit organik-anorganik mulai dikembangkan secara bertahap di Tiongkok, seperti akselerator beton bebas alkali cair NSA yang dikembangkan oleh Pan Zhihua dan alkali cair MJ-2000 -akselerator beton bebas yang dikembangkan oleh Institut Sains dan Teknik Batubara Beijing. Namun, penelitian tentang akselerator beton bebas alkali cair (alkali rendah) di China masih dalam tahap awal. Meskipun ada banyak jenis produk, kinerja keseluruhannya tidak konsisten, banyak produk mahal, dan stabilitas serta kemampuan beradaptasinya buruk sehingga memerlukan perbaikan lebih lanjut.

Jenis Akselerator Beton

Akselerator beton cair yang umum meliputi jenis natrium silikat, jenis natrium aluminat, jenis aluminium sulfat, dan jenis aluminium kalium sulfat. Diantaranya, akselerator beton cair jenis natrium silikat terutama terdiri dari gelas air (Na2SiO3) dan dikombinasikan dengan kalium dikromat, natrium nitrit, dan trietanolamina, menghasilkan alkalinitas tinggi. Natrium aluminat memiliki kelarutan yang tinggi dalam air dan bersifat basa kuat, menjadikannya akselerator beton yang bersifat basa. Akselerator beton cair bebas alkali (alkali rendah) dapat dikategorikan sebagai berikut:

1. Jenis Aluminium Sulfat

Akselerator beton cair tipe aluminium sulfat diformulasikan dengan menggabungkan aluminium sulfat anhidrat dengan komponen lain, yang termasuk dalam akselerator beton cair alkali rendah. Akselerator beton ini tersedia dalam banyak variasi, dengan perbedaan signifikan dalam komposisi dan proses formulasi. Akselerator beton cair alkali rendah, terutama terdiri dari aluminium sulfat dan natrium aluminat, memiliki dampak minimal pada kekuatan semen selanjutnya dan beradaptasi dengan baik pada berbagai jenis semen. Di sisi lain, akselerator beton cair alkali rendah yang terbuat dari aluminium sulfat dan aluminium hidroksida menyederhanakan langkah-langkah reaksi menghasilkan aluminium hidroksida dan kemudian mempolimerisasi aluminium sulfat, namun akselerator beton ini memiliki stabilitas yang buruk, rentan terhadap pengendapan dan kristalisasi, dan tidak kondusif untuk penyimpanan jangka panjang. Selain itu, aluminium sulfat dapat digabungkan dengan fluorida dan magnesium sulfat untuk memformulasi akselerator beton cair bebas alkali (alkali rendah).

2. Jenis Aluminium Kalium Sulfat

Dengan menggabungkan aluminium kalium sulfat dengan natrium fluorida, zat pereduksi air, dan pengental, akselerator beton cair alkali rendah dapat diformulasikan. Jenis akselerator beton ini umumnya mencakup komponen bebas alkali, seperti yang disintesis oleh Nitto Chemical Industry Co., Ltd., yang menggabungkan logam alkali sulfat atau karbonat dengan garam aluminium yang larut dalam air.

3. Akselerator Beton Komposit Organik-Anorganik

Akselerator beton komposit organik-anorganik dapat memecahkan banyak masalah yang terkait dengan akselerator beton anorganik, seperti secara signifikan mengurangi tingkat pantulan beton selama konstruksi dengan meningkatkan kohesi bubur semen. Buegre dan yang lainnya mengembangkan akselerator beton bebas alkali cair komposit organik-anorganik dengan kinerja luar biasa menggunakan nitrat dan alkanolamin sebagai komponen dasar, dan menambahkan asam karboksilat dan senyawa polihidroksi. Qin Lian dan yang lainnya mengembangkan akselerator beton bebas alkali cair komposit organik-anorganik ramah lingkungan yang sebagian besar terdiri dari natrium fluorida, trietanolamin, aluminium sulfat, dan poliakrilamida. Dalam formulasi ini, aluminium sulfat dan natrium fluorida berfungsi sebagai komponen percepatan; trietanolamin dengan cepat meningkatkan kekuatan tekan awal mortar semen; poliakrilamida meningkatkan kekuatan ikatan beton, meningkatkan ketebalan penyemprotan tunggal, mengurangi tingkat pantulan, mengurangi jumlah penyemprotan berulang, dan pada akhirnya menurunkan biaya konstruksi.

Karakteristik Akselerator Beton

1. Proses Produksi Bebas Polusi dan Tidak Korosif

Proses produksi akselerator beton bubuk tradisional menghabiskan sejumlah besar bahan mentah dan energi, menghasilkan banyak debu dan gas buang selama penggilingan, pembuatan pelet, kalsinasi, dan pengemasan, yang menyebabkan pencemaran lingkungan yang parah. Namun, akselerator beton cair menghindari produksi debu dan gas buang, sehingga mengurangi pencemaran lingkungan. Selain itu, akselerator beton alkali tradisional dapat memicu reaksi agregat alkali pada beton, sehingga menyebabkan kerusakan parah. Sebaliknya, akselerator beton bebas alkali cair (alkali rendah) umumnya netral atau sedikit asam, menghindari masuknya zat basa, sehingga secara signifikan mengurangi bahaya terhadap kesehatan manusia dan kerusakan beton.

2. Tingkat Rebound Rendah, Penghematan Biaya

Akselerator beton cair bebas alkali (alkali rendah) biasanya mengandung komponen yang meningkatkan viskositas, yang secara efektif mengurangi tingkat rebound campuran beton selama konstruksi. Pengurangan ini meminimalkan limbah bahan mentah, menghemat biaya konstruksi, dan mengurangi bahaya kesehatan yang terkait dengan konstruksi beton semprot basah basa. Biasanya, tingkat rebound beton yang disemprotkan dengan akselerator beton bebas alkali cair (alkali rendah) adalah sekitar 15%, dibandingkan dengan 30% dengan akselerator beton bubuk tradisional. Oleh karena itu, penggunaan akselerator beton bebas alkali cair (alkali rendah) sangat mengurangi tingkat pantulan selama penyemprotan beton, sehingga menurunkan biaya konstruksi.

3. Mekanisasi Tingkat Tinggi, Kemajuan Proyek Cepat

Akselerator beton bebas alkali cair (alkali rendah) terutama diterapkan dalam teknologi semprotan basah, yang memiliki mekanisasi tingkat tinggi, secara signifikan mengurangi konsumsi tenaga kerja manual dan secara drastis memperpendek waktu dukungan terowongan, sehingga mempercepat kemajuan proyek.