Polükarboksülaadi superplastifikaatorite väljatöötamise olukord

Polükarboksülaat superplastifikaatorite arengusituatsioon

1. Tausta superplastifikaator, nagu nimigi ütleb, on betoonisegu, mis võib vähendada segamisel tekkivat veetarbimist, säilitades samal ajal betooni tasapinna. Maailma varaseim kasutatud superplastifikaator on naatriumlignosulfonaat, mida ekstraheeriti tselluloosijäätmete vedelikust 20. sajandi 30. aastate alguses, kuid vee vähenemise määr on madal.

Seejärel kasutas jaapanlane dr Kenichi Hattori esmalt betooni dispergeeriva vahendina naftaleensulfonaadi formaldehüüdkondensaati ning seejärel ilmusid melamiinsulfonaatformaldehüüdkondensaat ja muud betooni superplastifikaatorid sulfonaadist ja formaldehüüdkondensaadist. Võrreldes esimese põlvkonna superplastifikaatoritega on vee vähenemise kiirus oluliselt paranenud, kuid madalseisu säilitamise efekt on halb ja tooteprotsess on ebastabiilne.

80ndate alguses töötas Jaapan välja ka uusima põlvkonna superplastifikaatorid – polükarboksüülhappe superplastifikaatorid. Võrreldes kahe eelmise põlvkonna superplastifikaatoritega on polükarboksüülhappe superplastifikaatoritel madal annus, kõrge vee vähendamise kiirus, vähene langus aja jooksul ja märkimisväärne parandav toime. Samal ajal on sellel palju eeliseid, nagu roheline keskkonnakaitse ja hea toote stabiilsus, ning praegu on see maailma tipptasemel, kõrgeima tehnoloogiaga sisu, parim kasutusvõimalus ja betooni superplastifikaatori parim terviklik jõudlus.

2. Polükarboksülaadi superplastifikaatori 1 toimemehhanism

Molekulaarstruktuuri seisukohalt on polükarboksüülhappe superplastifikaator kamm-tüüpi, mille põhiahelas on mitu aktiivset rühma, tugev polaarsus ja külgahelates on hüdrofiilsed polüeetri segmendid, mille hulgas on hüdrofiilsusega polüeetri segmendid pikemad ja nende arv on suurem. , samas kui hüdrofoobsusega molekulaarsed segmendid on lühemad ja nende arv väiksem. Polüetüleenist lülistruktuur (tuntud ka kui pookkett) polümeeri külgahelas mõjutab oluliselt vee vähenemise kiirust ja langust, mis võib suurel määral pärssida languse kadu.

Kõige tavalisema polükarboksülaadi superplastifikaatori makromonomeerina on HPEG2400 molekulaarstruktuur järgmine:
CH2=CH(CH3) (OCH2CH2)n OH

Seda saadakse allüülalkoholi kui lähteainena leeliselistes katalüütilistes tingimustes ja tsükli avamise etüleenoksiidi lisamisega, seega nimetatakse seda ka allüülalkoholi etoksüetüleeetriks. Sellel on samad struktuuriomadused nagu meie tavalistel puhastus- ja muudes valdkondades kasutatavatel pindaktiivsetel ainetel, nagu rasvalkoholi etoksüetüleeneeter AEO ja MOA, seega võib seda nimetada ka pindaktiivseks aineks. Pärast seda kasutatakse seda starterina, et reageerida küllastumata hapetega, nagu akrüülhape ja maleiinanhüdriid, et saada polükarboksüülhappe superplastifikaatorit.
Selle toimemehhanism on samuti sarnane pindaktiivsete ainete omaga: see takistab või hävitab tsemendiosakeste flokulatsioonistruktuuri pindaktiivse toime, kompleksi moodustumise, elektrostaatilise tõuke ja stereotõrjumise kaudu. Polükarboksülaadi superplastifikaatori dispersioon ja stabiliseeriv toime tuleneb peamiselt steerilise takistuse ja elektrostaatilise tõrjumise vahelisest koostoimest. Nende hulgas tagab elektrostaatiline tõrjumine esialgse dispersiooni ja steeriline takistus voolu kinnipidamise.

Sünteesiprotsessis sisestatakse propüleenoksiidi segmendid ja molekul muutub polüoksüetüleeni struktuurist polüeetri struktuuriks. Kuna propüleenoksiidi segmenti tuuakse palju hargnenud ahelaga struktuure, on TPEG toodetud polükarboksülaadi superplastifikaatoril HPEG ees teatud eelised vee vähendamise kiiruse ja madalseisu säilimise osas.
2. Erinevat tüüpi superplastifikaatorite toimivuse võrdlus

3. Polükarboksüülhappe superplastifikaatori 1 jõudlusnäitajad, tahke aine sisaldus 38-40%, PH6-7, väike doos, kõrge vee vähendamise määr, vee vähendamise määr üle 30%;
2. Kui madalseis on väike, on kadu väike ja valmissegatud betooni languse kadu on alla 5% 1 tunni jooksul ja alla 10% 2 tunni jooksul;
3. Täiendusefekt on märkimisväärne, betooni 3D-survetugevust suurendatakse 50-110%, 28D-survetugevust 40-80% ja 90D-survetugevust 30-60% võrra;
4. Betooni töödeldavus on suurepärane, puudub eraldumine ja vee lekkimine ning betooni välimus ja värvus on ühtlane. Kõrgekvaliteedilise betooni valmistamisel on betoonil hea sidusus ja seda on lihtne segada;
5. Gaasisisaldus on mõõdukas, betooni elastsusmoodulile ei ole kahjulikku mõju ning külmakindlus ja vastupidavus on head;
6. See võib tsemendi varases staadiumis vähendada hüdratatsioonisoojust, mis soodustab suuremahulist betooni ja suvist ehitust;
7. Suurepärane kohanemisvõime, tsemendi ja lisandite hea kokkusobivus, hea temperatuuri kohanemisvõime ja hea ühilduvus erinevate tsemendi ja lisanditega;
8. Madal kokkutõmbumine, mis võib oluliselt vähendada betooni kokkutõmbumist ning külmumis-sulamiskindlus ja karboniseerumiskindlus on oluliselt paremad kui tavalisel betoonil; Parandab oluliselt betooni mahulist stabiilsust ja pikaajalist vastupidavust;
9. Leelisesisaldus on väga madal ja leelisesisaldus on väiksem või võrdne 0,2%, mis võib tõhusalt ära hoida leelise agregaadi reaktsiooni tekkimist;
10. Tootel on hea stabiilsus, pikaajalisel ladustamisel ei esine kihistumist ja sadestumise nähtust ning madalal temperatuuril ei teki kristalliseerumist;
11. Toode on roheline ja keskkonnasõbralik, ei sisalda formaldehüüdi ning on keskkonnasõbralik toode;
12. Majanduslik kasu on hea, projekti kogumaksumus on madalam kui muud tüüpi toodetel ja tsementi saab samadel tugevustingimustel säästa 15-25%.

3. Turu väljavaade

Praeguse turuolukorra põhjal on Hiina aastane nõudlus polükarboksüülhappe superplastifikaatorite järele vahemikus 4 miljonit tonni kuni 5 miljonit tonni. Samal ajal kasvab nõudlus pidevalt riigi valitsuse suuremahulistesse projektidesse, nagu kiirraudtee ja metroo, pidevalt investeerides. Superplastifikaatorite sünteesi põhitoorainena on nõudlus superplastifikaatorite suurte monomeeride järele umbes 600,{5}} tonni aastas. Mitmed soodsad tingimused, nagu suur turunõudlus, lihtne sünteesiprotsess, mis sobib suuremahuliseks tootmiseks, madalad kulud ja roheline keskkonnakaitse, on pannud polükarboksüülhappe superplastifikaatorid kiiresti arenema.