Polükarboksülaadi superplastifikaatorite vett redutseeriva mehhanismi uurimine

Polükarboksülaadi superplastifikaatorite vett redutseeriva mehhanismi uurimine

Seoses rahvamajanduse arenguga ja Hiina astumise WTO-ga kaasa antud võimalusega on linnadesse ja isegi maale erinevate suuremahuliste kõrghoonete ehitamine, kõrgetasemeliste sildade ja maanteede ehitamine ning parandamine. linnatranspordirajatiste jms. Nõudlus ettevalmistuse järele on üha suurem ja nõuded sellele muutuvad üha nõudlikumaks. Suure jõudlusega betooni olulise osana on insenerid ja tehnikud pööranud üha rohkem tähelepanu superplastifikaatorile. Kaasaegsete betoonmaterjalide ja -tehnoloogiate vallas on vähe võimalusi kvaliteetse betooni tootmiseks ilma lisaaineid kasutamata. Praegu on enamikul turustatavatel veereduktoritel ühel või teisel viisil puudusi. Peagi on välja töötatud kõrge efektiivsusega veesisaldust vähendav aine, millel on madal hind ja hea igakülgne kasu ning selle turuväljavaade ja kasutusväärtus on mõõtmatud.

Polükarboksülaadi seerial, mida tuntakse kolmanda põlvkonna superplastifikaatorina, on parim kasutusvõimalus ja parim terviklik jõudlus. Selle peamised eelised on järgmised: vee vähendamise määr on kuni 30–40 protsenti, mis võib muuta tsemendi ja tsemendimaterjalide jõudluse parimaks; ei aeglustab kõvastumist, kuid säilitab betooni madalseisu (vähem kui 1 tunnis). cm); saab kasutada erinevat tüüpi tsemendi, putsolaani ja muude lisanditega; võib suurendada lendtuha ja jahvatatud räbu kogust, mis võib asendada portlandtsementi.

Betooni valmistamisel on tsemendi ja vee suhe (vee-tsemendi suhe) vastuolus. Suure jõudlusega betooni tsemendimaterjali koguhulk suureneb, seega suureneb veevajadus. Teisest küljest tuleb kompaktsuse ja tugevuse parandamiseks vähendada vee-tsemendi suhet. Tsemendi koguse suurendamise ja vee-tsemendi suhte vähendamise tagajärjeks on betooni viskoossuse suurenemine ja reoloogia halvenemine. Praegu on kõige tõhusam ja realistlikum viis ülaltoodud vastuolu lahendamiseks kasutada suure jõudlusega vett redutseerivat ainet. Käesoleva artikli eesmärk on anda üksikasjalik ülevaade vee redutseerimismehhanismist, molekulaarstruktuurist ja tsemendis sisalduva vett redutseeriva aine keemilisest toimest ning muudest mõjuteguritest.

Vee vähendamise mehhanism

Suurem osa superplastifikaatoritest on anioonsed pindaktiivsed ained, mis segatakse tsemendi lobrisse ja adsorbeeritakse tsemendiosakeste pinnale ning dissotsieeritakse hüdrofiilse ja lipofiilse toimega orgaanilisteks anioonseteks rühmadeks. Naftaleenipõhiste superplastifikaatorite puhul kasutatakse dispersiooni suuruse iseloomustamiseks üldiselt Zeta potentsiaali. Üldiselt, mida suurem on Zeta potentsiaali väärtus, seda suurem on elektrostaatiline tõrjumine tsemendiosakeste vahel ja seda suurem on dispersiooniefekt. Polükarboksülaadi superplastifikaatorite puhul on Zeta potentsiaalne väärtus madal (ainult -10~ -15 mv), kuid tsemendipastal on ka suurepärane dispergeeritavus ja väike languskadu. Seetõttu peab polükarboksülaadi superplastifikaatorite vett vähendava toime selgitamiseks olema uus mehhanism. Praegu aktsepteeritud "steeriliste takistuste teooria" polükarboksülaadi superplastifikaatorite mehhanismi selgitamiseks on madalaim potentsiaalne energiapiik.

Üldiselt arvatakse, et polükarboksülaadi superplastifikaatorite vett vähendava toime võti on karboksüülrühma tekitatud anioonne toime makromolekulaarsele ahelale ja neutraalse polüoksüetüleeni pika kõrvalahela steeriline takistav toime.

Polükarboksülaadi superplastifikaatorite vett redutseeriva mehhanismi osas usub Morin, et tsemendiosakeste pinnal on elektrostaatiline laeng ja osa positiivsest laengust neutraliseeritakse õhu vaba laenguga, kuid negatiivne laeng on endiselt tasakaalustamata olekus. . Superplastifikaatorite puudumisel varjab negatiivseid laenguid katioonkiht (kaltsiumioonid), moodustades nn topelt-ioonikihi. Kui osakeste vaheline kaugus on palju suurem kui kahekordsete ioonikihtide vaheline kaugus, on elektrostaatiline varjestusjõud domineeriv. Ilmselgelt aglomereeruvad neutraalsed osakesed pindpinevuse ja elektrostaatilise tõuke kadumise mõjul ning tsemendilobri voolavus on väga madal. Pärast superplastifikaatori lisamist võivad tsemendiosakeste pinnale adsorbeerunud superplastifikaatori makromolekulaarsed ahelad aeglaselt vähendada positiivsete ioonide kontsentratsiooni negatiivselt laetud osakeste läheduses, suurendades seeläbi varjestuskihi mõju. Suureneb ka osakeste vaheline tõukejõudude ulatus. Üldiselt on elektrostaatiline tõrjumine endiselt olemas ja hajutab osakesed. Lisaks, kui vett redutseeriv aine vähendab pindpinevust, väheneb ka pindpinevusest põhjustatud osakeste vaheline nake.

Polükarboksülaadi superplastifikaatori makromolekulaarsed ahelad on tavaliselt poogitud erinevate aktiivsete rühmadega, nagu teatud pikkusega polüoksüetüleenahelad, karboksüülrühmad, sulfoonhapperühmad, -COOH ja -SO3Na jne, mis võivad tsemendiosakesi hajutada ja hajutada. Liikuvust mõjutavad polaarsed rühmad. Just ülalnimetatud aktiivsete rühmade toime tõttu on polükarboksülaadi superplastifikaatoril teiste superplastifikaatorite omast erinev vett redutseeriv mehhanism. Mitte ainult vee vähendamise efekt on ilmne, vaid ka languse kadu on väga väike (vähem kui 1 cm 1 tunni jooksul). Erinevate rühmade proportsioonid ja ahelate pikkused mõjutavad superplastifikaatori dispergeeritavust.