Polikarboksirūgšties superplastifikatoriaus sintezės technologija

polikarboksirūgšties superplastifikatorius

Polikarboksilato superplastifikatorius (PCE) yra būtinas kuriant aukštos ir ypač aukštos kokybės betono mišinį, nes jis gali žymiai pagerinti apdirbamumą, mechanines savybes ir ilgaamžiškumą. PCE skiriasi sudėtimi ir struktūra, o tai turi įtakos jų jautrumui betono mišinio parametrams ir veikimui skirtingomis sąlygomis. Moksliniai tyrimai ir toliau tobulinami, daugiausia dėmesio skiriant tam tikrų savybių turinčių PCE sintezei, naudojant įvairius cheminius metodus, siekiant atitikti didėjančius našumo standartus.

Aukštas vandens mažinimo greitis

Patobulinta

Dispersyvumas

Betono mišinio parametrai

Išplėstinė

Sintezė

Aukštas vandens mažinimo greitis

PCE yra žinomi dėl savo gebėjimo sumažinti vandens kiekį betone daugiau nei 40%, nepakenkiant apdirbamumui, todėl betoninės konstrukcijos tampa tvirtesnės ir patvaresnės.

Padidintas dispersiškumas

Unikali PCE struktūra, turinti anijonines grupes ir skiepų krūvius, padeda išvengti cemento dalelių flokuliacijos.

Betono mišinio parametrai

Dėl sudėtingos PCE molekulių sąveikos su cemento dalelėmis superplastifikatoriai yra labai jautrūs tokiems veiksniams kaip cemento tipas, vandens ir cemento santykis.

Išplėstinė sintezė

PCE sintetinami naudojant pažangius polimerizacijos metodus, tokius kaip laisvųjų radikalų polimerizacija ir RAFT polimerizacija.

Dėl mažos dozės ir didelio vandens mažinimo greičio (daugiau nei 40%) polikarboksilato superplastifikatorius (PCE) gali žymiai pagerinti betono apdirbamumą, mechanines savybes ir ilgaamžiškumą. Jis tapo nepakeičiamu komponentu kuriant didelio našumo ar ypač didelio našumo betoną. PCE paprastai susideda iš pagrindinės grandinės su anijoninėmis grupėmis (tokiomis kaip karboksilo, sulfono ir fosfato esterio grupės) ir neutralių šoninių grandinių, turinčių transplantato krūvius. Anijonai daugiausia veikia kaip adsorbuojančios grupės, kurios užtikrina elektrostatinį atstūmimą, adsorbuodami ant teigiamai įkrautų cemento dalelių paviršių, o šoninės grandinės užtikrina sterinį atstūmimą. Kartu šios jėgos sutrikdo cemento dalelių flokuliaciją ir pagerina cemento pastos sklaidomumą. Įvairūs modifikuoti PCE, kurie skiriasi tokiais aspektais kaip šoninės grandinės, skiepų tankis, tvirtinimo funkcinės grupės ir pagrindinės grandinės ilgis, turi skirtingą poveikį ir gali būti naudojami betonams su skirtingais eksploataciniais reikalavimais. Toliau prastėjant betono žaliavų kokybei ir didėjant eksploatacinių savybių reikalavimams, PCE tampa jautresni betono mišinio parametrams ir gamybos sąlygoms, tokioms kaip cemento tipas, vandens ir cemento santykis, darbo temperatūra ir maišymo laikas. PCE, sudaryto iš karboksilo grupių ir polietileno oksido (PEO) šoninių grandinių, nesuderinamumas su cementinėmis medžiagomis tampa vis ryškesnis, o ypač aukštos kokybės betonams keliami vis didesni reikalavimai PCE eksploatacinėms savybėms, todėl atsiranda daugybė PCE, kurių savybės yra tokios. kaip susitraukimo sumažinimas, klampumo mažinimas ir didelis nuosmukio sulaikymas.

PCE pirmiausia skirstomi į dvi kategorijas: vienas tipas yra poliesterio pagrindu pagamintas PCE, susintetintas per vandeninę laisvųjų radikalų kopolimerizaciją arba esterinimo/esterio mainų reakcijas, naudojant -metoksipoli(etilenglikolio) metilmetakrilatą (MPEG-MA) kaip pagrindinį monomerą; kitas tipas yra polieterio pagrindu pagamintas PCE, susintetintas masinės arba vandeninės laisvųjų radikalų kopolimerizacijos būdu, naudojant -alil- -metoksi arba -hidroksipolietilenglikolio eterį ir maleino anhidridą kaip pagrindinius monomerus, arba kopolimerizuojant izopreno oksidą, polietilenglikolią, akrilo rūgštį ir -metilakriloil- -metoksi arba -hidroksi polietilenglikolio eteris. Skirtingos PCE funkcinės grupės atlieka skirtingas funkcijas: karboksirūgšties grupės užtikrina vandens redukciją ir stabdymą, sulfonrūgščių grupės sustiprina dispersiją, -OH hidroksilo grupės padeda sulėtinti ir drėkinti prasiskverbimą, o polietileno oksido grupės padeda išlaikyti sklandumą. Esterio tipo PCE turi šiek tiek mažesnį vandens mažinimo greitį ir gebėjimą slopinti cemento hidrataciją, palyginti su eterio tipo PCE. Laisvųjų radikalų polimerizacijos procesas yra paprastas, o sintezės sąlygos švelnios, tačiau dėl negrįžtamo reakcijos pobūdžio sumažėja polimerizacijos laipsnis, todėl susintetintus produktus sunku kontroliuoti; tačiau grįžtamojo pridėjimo-fragmentavimo grandinės perdavimo (RAFT) polimerizacija leidžia paruošti kontroliuojamos molekulinės masės ir siauro molekulinės masės pasiskirstymo PCE. Šiame straipsnyje išsamiai apžvelgiama PCE sintezės ir paruošimo technologijų tyrimų pažanga, analizuojama ir aptariama, kaip šie veiksniai veikia PCE našumą, ir galiausiai pateikiama PCE plėtros tendencijų apžvalga.