Технологија синтезе суперпластификатора поликарбоксилне киселине

суперпластификатор поликарбоксилне киселине

Поликарбоксилатни суперпластификатор (ПЦЕ) је неопходан у дизајну мешавине бетона високих и ултра високих перформанси због своје способности да значајно побољша обрадивост, механичка својства и издржљивост. ПЦЕ се разликују по саставу и структури, што утиче на њихову осетљивост на параметре бетонске мешавине и перформансе у различитим условима. Истраживања настављају да се развијају, фокусирајући се на синтезу ПЦЕ-а са прилагођеним својствима кроз различите хемијске технике како би се испунили растући стандарди перформанси.

Висока стопа редукције воде

Енханцед

Дисперзибилност

Параметри бетонске мешавине

Напредно

Синтеза

Висока стопа редукције воде

ПЦЕ су познати по својој способности да смање садржај воде у бетону за преко 40% без угрожавања обрадивости, што доводи до јачих и издржљивијих бетонских конструкција.

Побољшана дисперзибилност

Јединствена структура ПЦЕ, која садржи ањонске групе и пуњења графта, помаже у спречавању флокулације цементних честица.

Параметри бетонске мешавине

Због сложене интеракције ПЦЕ молекула са честицама цемента, суперпластификатори су веома осетљиви на факторе као што су тип цемента, однос воде и цемента.

Адванцед Синтхесис

ПЦЕ се синтетишу коришћењем напредних техника полимеризације као што су полимеризација слободних радикала и РАФТ полимеризација.

Због ниске дозе и високе стопе редукције воде (преко 40%), поликарбоксилатни суперпластификатор (ПЦЕ) може значајно побољшати обрадивост, механичка својства и издржљивост бетона. Постао је незаобилазна компонента у дизајну мешавине бетона високих или ултра високих перформанси. ПЦЕ се обично састоји од главног ланца са ањонским групама (као што су карбоксилне, сулфонске и фосфатне естарске групе) и неутралних бочних ланаца који носе набоје за калемљење. Ањони углавном делују као адсорбујуће групе које обезбеђују електростатичко одбијање адсорбујући се на позитивно наелектрисане површине честица цемента, док бочни ланци обезбеђују стерично одбијање. Заједно, ове силе ометају флокулацију цементних честица и побољшавају дисперзибилност цементне пасте. Различити модификовани ПЦЕ, који се разликују по аспектима као што су бочни ланци, густина калемљења, функционалне групе за сидрење и дужина главног ланца, показују различите ефекте и могу се користити за бетоне са различитим захтевима за перформансе. Како квалитет бетонских сировина наставља да опада, а захтеви за перформансе расту, ПЦЕ постају све осетљивији на параметре бетонске мешавине и услове производње, као што су тип цемента, однос воде и цемента, радна температура и време мешања. Некомпатибилност ПЦЕ састављених од карбоксилних група и бочних ланаца полиетилен оксида (ПЕО) са цементним материјалима је све истакнутија, а бетони ултра високих перформанси имају све веће захтеве за перформансама ПЦЕ, што доводи до низа ПЦЕ са својствима као што су као смањење скупљања, смањење вискозитета и високо задржавање слегања.

ПЦЕ се првенствено деле у две категорије: један тип је ПЦЕ на бази полиестера синтетизован кроз водену кополимеризацију слободних радикала или реакције естерификације/размене естра користећи -метокси поли(етилен гликол) метил метакрилат (МПЕГ-МА) као кључни мономер; други тип је ПЦЕ на бази полиетра синтетизован кополимеризацијом слободних радикала у расутом стању или у води коришћењем -алил- -метокси или -хидрокси полиетилен гликол етра и малеинског анхидрида као кључних мономера, или кополимеризацијом изопрен оксида полиетилен гликола, и оксидне киселине -метилакрилоил- -метокси или -хидрокси полиетилен гликол етар. Различите функционалне групе у ПЦЕ имају различите функције: групе карбоксилне киселине обезбеђују редукцију воде и успоравање везивања, групе сулфонске киселине побољшавају дисперзију, -ОХ хидроксилне групе помажу у успоравању и квашењу пропусности, док групе полиетилен оксида помажу у одржавању флуидности. ПЦЕ естарског типа имају нешто нижу стопу редукције воде и способност да инхибирају хидратацију цемента у поређењу са ПЦЕ етарског типа. Процес полимеризације слободних радикала је једноставан и услови синтезе су благи, али иреверзибилна природа реакције доводи до смањења степена полимеризације, чинећи синтетизоване производе тешким за контролу; међутим, полимеризација реверзибилног адиционо-фрагментационог ланчаног трансфера (РАФТ) омогућава припрему ПЦЕ са контролисаном молекулском тежином и уском дистрибуцијом молекулске тежине. Овај чланак свеобухватно даје преглед напретка истраживања у технологији синтезе и припреме ПЦЕ, анализирајући и дискутујући о томе како ови фактори утичу на перформансе ПЦЕ и на крају даје поглед на развојне трендове ПЦЕ.