Razvojna situacija polikarboksilatnih superplastifikatora

Razvojna situacija polikarboksilatnih superplastifikatora

1. Pozadinski superplastifikator, kao što naziv sugerira, je dodatak betonu koji može smanjiti potrošnju vode tijekom miješanja, a pritom zadržati isti pad betona. Najranije korišteni superplastifikator na svijetu je natrijev lignosulfonat, koji je ekstrahiran iz otpadne pulpe ranih 30-ih godina 20. stoljeća, ali je stopa redukcije vode niska.

Naknadno je dr. Kenichi Hattori iz Japana prvi upotrijebio formaldehidni kondenzat naftalen sulfonata kao disperzant za beton, a zatim su se pojavili melamin sulfonat formaldehidni kondenzat i drugi superplastifikatori betona sulfonatnog i formaldehidnog kondenzata. U usporedbi s prvom generacijom superplastifikatora, stopa redukcije vode znatno je poboljšana, ali je učinak zadržavanja slijeganja slab, a proizvodni proces nestabilan.

Početkom 80-ih, najnoviju generaciju superplastifikatora - superplastifikatore polikarboksilne kiseline također je razvio Japan. U usporedbi s prethodne dvije generacije superplastifikatora, superplastifikatori s polikarboksilnom kiselinom imaju nisku dozu, visoku stopu smanjenja količine vode, mali gubitak slijeganja tijekom vremena i značajan učinak poboljšanja. Istodobno, ima mnoge prednosti kao što su zelena zaštita okoliša i dobra stabilnost proizvoda, a trenutačno je najnapredniji sadržaj s najvišom tehnologijom na svijetu, najbolja perspektiva primjene i najbolja sveobuhvatna izvedba superplastifikatora betona.

2. Mehanizam djelovanja polikarboksilatnog superplastifikatora 1

Iz perspektive molekularne strukture, superplastifikator polikarboksilne kiseline češljastog je tipa, s višestrukim aktivnim skupinama na glavnom lancu, jakim polaritetom i hidrofilnim polieterskim segmentima u bočnim lancima, među kojima su polieterski segmenti s hidrofilnošću duži, a broj veći. , dok su molekularni segmenti s hidrofobnošću kraći i njihov broj je manji. Struktura polietilenske veze (također poznata kao cijepljeni lanac) na bočnom lancu polimera ima značajan učinak na stopu smanjenja vode i slijeganje, što može u velikoj mjeri spriječiti gubitak slijeganja.

Kao najčešći makromonomer polikarboksilatnog superplastifikatora, molekularna struktura HPEG2400 je sljedeća:
CH2=CH(CH3) (OCH2CH2)n OH

Dobiva se alil alkoholom kao početnim agensom, pod alkalnim katalitičkim uvjetima, i adicijom etilen oksida za otvaranje prstena, pa se također naziva alil alkohol etoksietilen eter. Ima iste strukturne karakteristike kao naši uobičajeni tenzidi koji se koriste u čišćenju i drugim poljima, kao što su masni alkohol etoksietilen eter AEO i MOA, pa se također može nazvati tenzidom. Nakon toga se koristi kao starter za reakciju s nezasićenim kiselinama kao što su akrilna kiselina i anhidrid maleinske kiseline da bi se dobio superplastifikator polikarboksilne kiseline.
Njegov mehanizam djelovanja također je sličan onom tenzida: sprječava ili uništava strukturu flokulacije cementnih čestica djelovanjem tenzida, kompleksiranjem, elektrostatskom i stereo-odbojnošću. Učinak disperzije i stabilizacije polikarboksilatnog superplastifikatora uglavnom je rezultat interakcije između prostorne smetnje i elektrostatskog odbijanja. Među njima, elektrostatsko odbijanje osigurava početnu disperziju, a sterička smetnja osigurava zadržavanje protoka.

U procesu sinteze uvode se segmenti propilen oksida, a molekula prelazi iz polioksietilenske strukture u polietersku strukturu. Zbog velikog broja struktura razgranatog lanca unesenih u segment propilen oksida, polikarboksilatni superplastifikator proizveden od strane TPEG ima određene prednosti u odnosu na HPEG u smislu stope smanjenja vode i očuvanja slijeganja.
2. Usporedba učinka različitih vrsta superplastifikatora

3. Karakteristike izvedbe superplastifikatora polikarboksilne kiseline 1, čvrsti sadržaj 38-40%, PH6-7, nisko doziranje, visoka stopa redukcije vode, stopa redukcije vode veća od 30%;
2. Kada je slijeganje lagano, gubitak je mali, a stopa gubitka slijeganja gotovog betona je manja od 5% u 1h i manja od 10% u 2h;
3. Učinak poboljšanja je značajan, 3D tlačna čvrstoća betona se povećava za 50~110%, 28D tlačna čvrstoća se povećava za 40~80%, a 90D tlačna čvrstoća se povećava za 30~60%;
4. Obradivost betona je izvrsna, nema segregacije i curenja vode, a izgled i boja betona su ujednačeni. Kada se koristi za pripremu visokokvalitetnog betona, beton ima dobru koheziju i lako se miješa;
5. Sadržaj plina je umjeren, nema negativnih učinaka na modul elastičnosti betona, a otpornost na mraz i trajnost su dobri;
6. Može smanjiti toplinu hidratacije u ranoj fazi cementa, što je pogodno za velike količine betona i ljetne konstrukcije;
7. Izvrsna prilagodljivost, dobra kompatibilnost cementa i dodataka, dobra temperaturna prilagodljivost i dobra kompatibilnost s različitim vrstama cementa i dodataka;
8. Nisko skupljanje, što može značajno smanjiti skupljanje betona, a otpornost na smrzavanje i odmrzavanje i otpornost na karbonizaciju znatno su bolji od onih običnog betona; Značajno poboljšati volumetrijsku stabilnost i dugotrajnu trajnost betona;
9. Sadržaj lužine je vrlo nizak, a sadržaj lužine je manji od ili jednak 0.2%, što može učinkovito spriječiti pojavu reakcije agregata lužine;
10. Proizvod ima dobru stabilnost, tijekom dugotrajnog skladištenja ne dolazi do fenomena stratifikacije i taloženja i nema taloženja kristalizacije na niskim temperaturama;
11. Proizvod je zelen i ekološki prihvatljiv, ne sadrži formaldehid i ekološki je proizvod;
12. Ekonomske koristi su dobre, sveobuhvatni trošak projekta niži je od ostalih vrsta proizvoda, a cement se može uštedjeti za 15-25% pod istim uvjetima čvrstoće.

3. Izgledi tržišta

Sudeći prema trenutnoj situaciji na tržištu, kineska godišnja potražnja za superplastifikatorima polikarboksilne kiseline je između 4 milijuna tona ~ 5 milijuna tona. U isto vrijeme, uz stalna ulaganja u velike projekte nacionalne vlade kao što su brza željeznica i podzemna željeznica, potražnja u stalnom je porastu. Kao ključne sirovine za sintezu superplastifikatora, potražnja za velikim monomerima superplastifikatora je oko 600,000 tona godišnje. Niz povoljnih uvjeta kao što su velika potražnja na tržištu, jednostavan proces sinteze, pogodan za proizvodnju velikih razmjera, niska cijena i ekološka zaštita okoliša učinili su superplastifikatore polikarboksilne kiseline brzim razvojem.