Tehnologija sinteze superplastifikatorja polikarboksilne kisline

superplastifikator polikarboksilne kisline

Polikarboksilatni superplastifikator (PCE) je bistvenega pomena pri oblikovanju mešanice visoko- in ultravisoko zmogljivega betona zaradi svoje sposobnosti, da znatno izboljša obdelavnost, mehanske lastnosti in vzdržljivost. PCE se razlikujejo po sestavi in ​​strukturi, kar vpliva na njihovo občutljivost na parametre betonske mešanice in delovanje v različnih pogojih. Raziskave se še naprej razvijajo in se osredotočajo na sintezo PCE s prilagojenimi lastnostmi z različnimi kemijskimi tehnikami za izpolnjevanje naraščajočih standardov učinkovitosti.

Visoka stopnja zmanjšanja vode

Izboljšano

Disperzibilnost

Parametri betonske mešanice

Napredno

Sinteza

Visoka stopnja zmanjšanja vode

PCE so znani po svoji zmožnosti zmanjšanja vsebnosti vode v betonu za več kot 40 % brez ogrožanja obdelovalnosti, kar vodi do močnejših in trajnejših betonskih struktur.

Izboljšana disperzibilnost

Edinstvena struktura PCE, ki vsebuje anionske skupine in naboje cepljenja, pomaga preprečevati flokulacijo cementnih delcev.

Parametri betonske mešanice

Zaradi kompleksne interakcije molekul PCE z delci cementa so superplastifikatorji zelo občutljivi na dejavnike, kot so vrsta cementa, razmerje med vodo in cementom.

Napredna sinteza

PCE so sintetizirani z uporabo naprednih tehnik polimerizacije, kot sta polimerizacija prostih radikalov in polimerizacija RAFT.

Zaradi nizkega odmerjanja in visoke stopnje zmanjšanja količine vode (več kot 40 %) lahko polikarboksilatni superplastifikator (PCE) bistveno izboljša obdelavnost, mehanske lastnosti in vzdržljivost betona. Postal je nepogrešljiv sestavni del pri oblikovanju mešanice visoko zmogljivega ali ultravisoko zmogljivega betona. PCE je običajno sestavljen iz glavne verige z anionskimi skupinami (kot so karboksilne, sulfonske in fosfatne estrske skupine) in nevtralnih stranskih verig, ki nosijo naboje presadka. Anioni delujejo predvsem kot adsorbirajoče skupine, ki zagotavljajo elektrostatično odbojnost z adsorpcijo na pozitivno nabite površine cementnih delcev, medtem ko stranske verige zagotavljajo sterično odbojnost. Te sile skupaj motijo ​​flokulacijo cementnih delcev in izboljšajo disperzibilnost cementne paste. Različni modificirani PCE, ki se razlikujejo po vidikih, kot so stranske verige, gostota presadka, sidrne funkcionalne skupine in dolžina glavne verige, kažejo različne učinke in se lahko uporabljajo za betone z različnimi zahtevami glede učinkovitosti. Ker kakovost betonskih surovin še naprej upada in se zahteve glede učinkovitosti povečujejo, postajajo PCE bolj občutljivi na parametre betonske mešanice in proizvodne pogoje, kot so vrsta cementa, razmerje med vodo in cementom, delovna temperatura in čas mešanja. Nezdružljivost PCE, ki jo sestavljajo karboksilne skupine in stranske verige polietilen oksida (PEO), s cementnimi materiali je vse bolj izrazita, betoni z izjemno visoko zmogljivostjo pa imajo vedno višje zahteve glede učinkovitosti PCE, kar povzroča niz PCE z lastnostmi, kot so kot zmanjšanje krčenja, zmanjšanje viskoznosti in zadrževanje velikega padca.

PCE so primarno razdeljeni v dve kategoriji: ena vrsta je PCE na osnovi poliestra, sintetizirana s kopolimerizacijo prostih radikalov v vodi ali reakcijami esterifikacije/izmenjave estra z uporabo -metoksi poli(etilenglikol) metil metakrilata (MPEG-MA) kot ključnega monomera; druga vrsta je PCE na osnovi polietra, sintetiziran s kopolimerizacijo prostih radikalov v razsutem stanju ali vodi z uporabo -alil- -metoksi ali -hidroksi polietilenglikol etra in anhidrida maleinske kisline kot ključnih monomerov ali kopolimerizacijo izopren oksida polietilenglikola, akrilne kisline in -metilakriloil- -metoksi ali -hidroksi polietilen glikol eter. Različne funkcionalne skupine v PCE opravljajo različne funkcije: skupine karboksilne kisline zagotavljajo redukcijo vode in upočasnitev strjevanja, skupine sulfonske kisline povečajo disperzijo, -OH hidroksilne skupine pomagajo pri upočasnitvi in ​​omočenju prepustnosti, medtem ko skupine polietilen oksida pomagajo ohranjati fluidnost. PCE estrskega tipa imajo nekoliko nižjo stopnjo redukcije vode in sposobnost zaviranja hidratacije cementa v primerjavi s PCE eterskega tipa. Postopek polimerizacije prostih radikalov je preprost in pogoji sinteze so blagi, vendar ireverzibilna narava reakcije vodi do zmanjšanja stopnje polimerizacije, zaradi česar je sintetizirane produkte težko nadzorovati; vendar reverzibilna polimerizacija s prenosom verige z dodajanjem in fragmentacijo (RAFT) omogoča pripravo PCE z nadzorovano molekulsko maso in ozko porazdelitvijo molekulske mase. Ta članek izčrpno pregleduje napredek raziskav v tehnologijah sinteze in priprave PCE, analizira in razpravlja o tem, kako ti dejavniki vplivajo na učinkovitost PCE, in končno ponuja pogled na razvojne trende PCE.