Udviklingssituation for polycarboxylat-superplastificeringsmidler

Udviklingssituation for polycarboxylat superplastificeringsmidler

1. Baggrunds-superplastificeringsmiddel er, som navnet antyder, et betontilsætningsstof, der kan reducere vandforbruget ved blanding og samtidig bevare den samme betonnedgang. Verdens tidligste brugte superplastificeringsmiddel er natriumlignosulfonat, som blev udvundet af papirmasseaffaldsvæske i begyndelsen af ​​30'erne af det 20. århundrede, men vandreduktionshastigheden er lav.

Efterfølgende brugte Dr. Kenichi Hattori fra Japan først formaldehydkondensatet af naphthalensulfonat som et betondispergeringsmiddel, og derefter dukkede melaminsulfonatformaldehydkondensatet og andre betonsuperplastificeringsmidler af sulfonat og formaldehydkondensat op. Sammenlignet med den første generation af superplastificeringsmidler er vandreduktionshastigheden væsentligt forbedret, men slumpretentionseffekten er dårlig, og produktprocessen er ustabil.

I begyndelsen af ​​80'erne blev den seneste generation af superplastificeringsmidler - polycarboxylsyre-superplastificeringsmidler også udviklet af Japan. Sammenlignet med de foregående to generationer af superplastificeringsmidler har polycarboxylsyre-superplastificeringsmidlerne lav dosering, høj vandreduktionshastighed, lille faldtab over tid og betydelig forbedringseffekt. Samtidig har det mange fordele såsom grøn miljøbeskyttelse og god produktstabilitet og er i øjeblikket verdens mest banebrydende, højeste teknologiske indhold, den bedste anvendelsesmuligheder og den bedste omfattende ydeevne af en betonsuperplasticizer.

2. Virkningsmekanisme af polycarboxylat superplastificeringsmiddel 1

Set fra molekylærstrukturens perspektiv er polycarboxylsyre-superplastificeringsmidlet kamtype med flere aktive grupper på hovedkæden, stærk polaritet og hydrofile polyethersegmenter i sidekæderne, blandt hvilke polyethersegmenterne med hydrofilicitet er længere, og antallet er mere , mens de molekylære segmenter med hydrofobicitet er kortere og antallet er mindre. Polyethylenforbindelsesstrukturen (også kendt som podekæden) på polymersidekæden har en signifikant effekt på vandreduktionshastigheden og slumpen, hvilket kan hæmme slumptabet i vid udstrækning.

Som den mest almindelige polycarboxylat superplastificeringsmiddel makromonomer er HPEG2400's molekylære struktur som følger:
CH2=CH(CH3) (OCH2CH2)n OH

Det opnås ved allylalkohol som startmiddel under alkaliske katalytiske betingelser og ethylenoxid-ringåbningstilsætning, så det kaldes også allylalkohol-ethoxyethylenether. Det har de samme strukturelle egenskaber som vores almindelige overfladeaktive stoffer, der bruges til rengøring og andre områder, såsom fedtalkohol ethoxyethylene ether AEO og MOA, så det kan også kaldes et overfladeaktivt middel. Derefter bruges det som en starter til at reagere med umættede syrer såsom akrylsyre og maleinsyreanhydrid for at opnå en polycarboxylsyre superplastificeringsmiddel.
Dens virkningsmekanisme ligner også overfladeaktive stoffers: den hindrer eller ødelægger flokkuleringsstrukturen af ​​cementpartikler gennem overfladeaktive virkninger, kompleksdannelse, elektrostatisk frastødning og stereoafstødning. Dispersions- og stabiliseringseffekten af ​​polycarboxylat superplastificeringsmiddel er hovedsageligt resultatet af interaktionen mellem sterisk hindring og elektrostatisk frastødning. Blandt dem giver elektrostatisk frastødning indledende spredning, og sterisk hindring giver strømningsretention.

I synteseprocessen indføres propylenoxidsegmenter, og molekylet ændres fra polyoxyethylenstruktur til polyetherstruktur. På grund af det store antal forgrenede kædestrukturer, der bringes ind i propylenoxidsegmentet, har polycarboxylat-superplastificeringsmidlet fremstillet af TPEG visse fordele i forhold til HPEG med hensyn til vandreduktionshastighed og slumpbevaring.
2. Sammenligning af ydeevnen af ​​forskellige typer superplastificeringsmidler

3. Ydeevneegenskaber for polycarboxylsyre-superplastificeringsmiddel 1, faststofindhold 38-40%, PH6-7, lav dosering, høj vandreduktionshastighed, vandreduktionshastighed på mere end 30%;
2. Når slumpen er let, er tabet lille, og slumptabsraten for færdigblandet beton er mindre end 5 % på 1 time og mindre end 10 % på 2 timer;
3. Forbedringseffekten er betydelig, 3D-trykstyrken af ​​beton øges med 50~110%, 28D-trykstyrken øges med 40~80%, og 90D-trykstyrken øges med 30~60%;
4. Betonens bearbejdelighed er fremragende, der er ingen adskillelse og vandlækage, og betonens udseende og farve er ensartet. Når den bruges til at fremstille højkvalitetsbeton, har betonen god sammenhæng og er let at blande;
5. Gasindholdet er moderat, der er ingen negativ indvirkning på betonens elasticitetsmodul, og frostbestandigheden og holdbarheden er god;
6. Det kan reducere hydreringsvarmen i den tidlige fase af cement, hvilket er befordrende for store volumen beton og sommerbyggeri;
7. Fremragende tilpasningsevne, god forenelighed af cement og blanding, god temperaturtilpasningsevne og god forenelighed med forskellige sorter af cement og blanding;
8. Lavt svind, som kan reducere svindet af beton væsentligt, og frost-tø-modstanden og karboniseringsmodstanden er væsentligt bedre end almindelig betons; Betydeligt forbedre den volumetriske stabilitet og langsigtede holdbarhed af beton;
9. Alkaliindholdet er meget lavt, og alkaliindholdet er mindre end eller lig med 0,2 %, hvilket effektivt kan forhindre forekomsten af ​​alkaliaggregatreaktion;
10. Produktet har god stabilitet, ingen stratifikations- og udfældningsfænomen forekommer under langtidsopbevaring og ingen krystallisationsudfældning ved lav temperatur;
11. Produktet er grønt og miljøvenligt, indeholder ikke formaldehyd og er et miljøvenligt produkt;
12. De økonomiske fordele er gode, de samlede omkostninger ved projektet er lavere end for andre typer produkter, og cementen kan spares med 15-25 % under samme styrkeforhold.

3. Markedsudsigter

At dømme ud fra den nuværende markedssituation er Kinas årlige efterspørgsel efter polycarboxylsyre-superplastificeringsmidler mellem 4 millioner tons ~ 5 millioner tons. Samtidig stiger efterspørgslen støt med den fortsatte investering i storskalaprojekter fra den nationale regering, såsom højhastighedstog og metro. Som et nøgleråmateriale til syntese af superplastificeringsmidler er efterspørgslen efter store monomerer af superplastificeringsmidler omkring 600,000 tons om året. En række gunstige forhold, såsom stor markedsefterspørgsel, enkel synteseproces, egnet til produktion i stor skala, lave omkostninger og grøn miljøbeskyttelse har fået polycarboxylsyre-superplastificeringsmidler til at udvikle sig hurtigt.