Polikarboksilat Süperakışkanlaştırıcıların Gelişim Durumu
Nov 03, 2023
Polikarboksilat süper akışkanlaştırıcıların gelişim durumu
1. Arka plan süper akışkanlaştırıcı, adından da anlaşılacağı gibi, betonun aynı çökmesini korurken, karıştırma sırasındaki su tüketimini azaltabilen bir beton katkı maddesidir. Dünyada kullanılan en eski süper akışkanlaştırıcı, 20. yüzyılın 30'lu yıllarının başlarında kağıt hamuru atık sıvısından elde edilen sodyum lignosülfonattır, ancak su azaltma oranı düşüktür.
Daha sonra, Japonya'dan Dr. Kenichi Hattori, ilk olarak naftalin sülfonatın formaldehit kondensatını beton dağıtıcı olarak kullandı ve ardından melamin sülfonat formaldehit kondensatı ve sülfonat ve formaldehit kondensatının diğer beton süper plastikleştiricileri ortaya çıktı. Birinci nesil süper akışkanlaştırıcılarla karşılaştırıldığında, su azaltma oranı büyük ölçüde iyileştirilmiştir, ancak çökme tutma etkisi zayıftır ve ürün süreci kararsızdır.
80'li yılların başında, en yeni nesil süper akışkanlaştırıcılar - polikarboksilik asit süper akışkanlaştırıcılar da Japonya tarafından geliştirildi. Önceki iki nesil süper akışkanlaştırıcılarla karşılaştırıldığında, polikarboksilik asit süper akışkanlaştırıcılar düşük dozaja, yüksek su azaltma oranına, zamanla küçük çökme kaybına ve önemli iyileştirme etkisine sahiptir. Aynı zamanda, yeşil çevre koruması ve iyi ürün stabilitesi gibi birçok avantaja sahiptir ve şu anda dünyanın en ileri teknolojiye sahip, en yüksek teknoloji içeriğine sahip, en iyi uygulama beklentisine sahip ve beton süper akışkanlaştırıcının en iyi kapsamlı performansıdır.
2. Polikarboksilat süper akışkanlaştırıcının etki mekanizması 1
Moleküler yapı açısından bakıldığında, polikarboksilik asit süperplastikleştirici, ana zincirde birden fazla aktif grup, güçlü polarite ve yan zincirlerde hidrofilik polieter bölümleri olan, aralarında hidrofilikliğe sahip polieter bölümlerinin daha uzun olduğu ve sayının daha fazla olduğu tarak tipindedir. hidrofobikliğe sahip moleküler segmentler daha kısa ve sayı daha küçüktür. Polimer yan zincirindeki polietilen bağlantı yapısı (aşı zinciri olarak da bilinir), su azaltma oranı ve çökme üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve bu da çökme kaybını büyük ölçüde engelleyebilmektedir.
En yaygın polikarboksilat süperplastikleştirici makromonomer olan HPEG2400'ün moleküler yapısı aşağıdaki gibidir:
CH2=CH(CH3) (OCH2CH2)nOH
Alkali katalitik koşullar altında başlangıç maddesi olarak alil alkol ve etilen oksit halka açma ilavesi ile elde edilir, bu nedenle alil alkol etoksietilen eter olarak da adlandırılır. Yağ alkolü etoksietilen eter AEO ve MOA gibi temizlik ve diğer alanlarda kullanılan yaygın yüzey aktif maddelerimiz ile aynı yapısal özelliklere sahiptir, dolayısıyla yüzey aktif madde olarak da adlandırılabilir. Bundan sonra, bir polikarboksilik asit süper plastikleştirici elde etmek için akrilik asit ve maleik anhidrit gibi doymamış asitlerle reaksiyona sokulması için bir başlatıcı olarak kullanılır.
Etki mekanizması da yüzey aktif maddelerinkine benzer: yüzey aktif madde etkisi, kompleksleşme, elektrostatik itme ve stereo itme yoluyla çimento parçacıklarının topaklaşma yapısını engeller veya yok eder. Polikarboksilat süperplastikleştiricinin dispersiyon ve stabilizasyon etkisi esas olarak sterik engelleme ve elektrostatik itme arasındaki etkileşimin sonucudur. Bunlar arasında elektrostatik itme, başlangıç dağılımını sağlar ve sterik engelleme, akışın tutulmasını sağlar.
Sentez işleminde propilen oksit parçaları eklenir ve molekül polioksietilen yapısından polieter yapısına dönüşür. Propilen oksit segmentine getirilen çok sayıda dallanmış zincir yapısı nedeniyle, TPEG tarafından üretilen polikarboksilat süper plastikleştirici, su azaltma oranı ve çökme koruması açısından HPEG'ye göre belirli avantajlara sahiptir.
2. Çeşitli süper akışkanlaştırıcı türlerinin performansının karşılaştırılması
3. Polikarboksilik asit süper plastikleştirici 1'in performans özellikleri, katı içeriği 38-40%, PH6-7, düşük dozaj, yüksek su azaltma oranı, %30'dan fazla su azaltma oranı;
2. Çökme hafif olduğunda kayıp küçüktür ve hazır betonun çökme kaybı oranı 1 saatte %5'ten az ve 2 saatte %10'dan azdır;
3. Geliştirme etkisi önemlidir, betonun 3D basınç dayanımı %50~110 artar, 28D basınç dayanımı %40~80 artar ve 90D basınç dayanımı %30~60 artar;
4. Betonun işlenebilirliği mükemmeldir, ayrışma ve su sızıntısı yoktur ve betonun görünümü ve rengi aynıdır. Yüksek kaliteli beton hazırlamak için kullanıldığında beton iyi bir yapışma özelliğine sahiptir ve karıştırılması kolaydır;
5. Gaz içeriği orta düzeydedir, betonun elastik modülü üzerinde olumsuz bir etkisi yoktur ve donma direnci ve dayanıklılığı iyidir;
6. Büyük hacimli beton ve yaz inşaatına elverişli olan çimentonun erken aşamasında hidrasyon ısısını azaltabilir;
7. Mükemmel uyarlanabilirlik, çimento ve katkı maddesinin iyi uyumluluğu, iyi sıcaklık uyumu ve farklı çimento ve katkı çeşitleriyle iyi uyumluluk;
8. Betonun büzülmesini önemli ölçüde azaltabilen düşük büzülme ve donma-çözülme direnci ve karbonizasyon direnci sıradan betonunkinden önemli ölçüde daha iyidir; Betonun hacimsel stabilitesini ve uzun vadeli dayanıklılığını önemli ölçüde artırır;
9. Alkali içeriği çok düşüktür ve alkali içeriği %0.2'ye eşit veya daha azdır, bu da alkali agrega reaksiyonunun oluşmasını etkili bir şekilde önleyebilir;
10. Ürün iyi bir stabiliteye sahiptir, uzun süreli depolama sırasında tabakalaşma ve çökelme olayı meydana gelmez ve düşük sıcaklıkta kristalleşme çökelmesi olmaz;
11. Ürün yeşil ve çevre dostudur, formaldehit içermez ve çevre dostu bir üründür;
12. Ekonomik faydalar iyidir, projenin kapsamlı maliyeti diğer ürün türlerinden daha düşüktür ve aynı dayanım koşulları altında çimentodan %15-25 oranında tasarruf edilebilir.
3. Piyasa görünümü
Mevcut pazar durumuna göre Çin'in polikarboksilik asit süper akışkanlaştırıcılara yönelik yıllık talebi 4 milyon ton ~ 5 milyon ton arasındadır. Aynı zamanda ulusal hükümetin yüksek hızlı tren ve metro gibi büyük ölçekli projelerine sürekli yatırım yapmasıyla talep giderek artıyor. Süperakışkanlaştırıcıların sentezi için önemli bir hammadde olan süperakışkanlaştırıcıların büyük monomerlerine olan talep yılda yaklaşık 600000 tondur. Büyük pazar talebi, basit sentez süreci, büyük ölçekli üretime uygun, düşük maliyet ve çevre dostu çevre koruma gibi bir dizi olumlu koşul, polikarboksilik asit süper plastikleştiricilerin hızla gelişmesini sağlamıştır.