Situazione di sviluppo dei superfluidificanti policarbossilati

Situazione di sviluppo dei superfluidificanti policarbossilati

1. Il superfluidificante di fondo, come suggerisce il nome, è un additivo per calcestruzzo in grado di ridurre il consumo di acqua di impasto mantenendo la stessa massa di calcestruzzo. Il primo superfluidificante utilizzato al mondo è il ligninsolfonato di sodio, che veniva estratto dal liquido di scarto della pasta di legno all'inizio degli anni '30 del XX secolo, ma il tasso di riduzione dell'acqua è basso.

Successivamente, il dottor Kenichi Hattori del Giappone ha utilizzato per la prima volta il condensato di formaldeide del naftalene solfonato come disperdente del calcestruzzo, quindi sono comparsi il condensato di formaldeide melammina solfonato e altri superfluidificanti concreti del solfonato e del condensato di formaldeide. Rispetto alla prima generazione di superfluidificanti, il tasso di riduzione dell'acqua è notevolmente migliorato, ma l'effetto di ritenzione della slump è scarso e il processo del prodotto è instabile.

All'inizio degli anni '80, anche il Giappone ha sviluppato l'ultima generazione di superfluidificanti: i superfluidificanti a base di acido policarbossilico. Rispetto alle due generazioni precedenti di superfluidificanti, i superfluidificanti dell'acido policarbossilico hanno un basso dosaggio, un elevato tasso di riduzione dell'acqua, una piccola perdita di slump nel tempo e un significativo effetto di miglioramento. Allo stesso tempo, presenta molti vantaggi come la protezione dell'ambiente verde e la buona stabilità del prodotto, ed è attualmente il contenuto più all'avanguardia e tecnologico al mondo, la migliore prospettiva applicativa e la migliore prestazione completa di un superfluidificante per calcestruzzo.

2. Meccanismo d'azione del superfluidificante policarbossilato 1

Dal punto di vista della struttura molecolare, il superfluidificante dell'acido policarbossilico è del tipo a pettine, con più gruppi attivi sulla catena principale, forte polarità e segmenti di polietere idrofili nelle catene laterali, tra i quali i segmenti di polietere con idrofilicità sono più lunghi e il numero è maggiore , mentre i segmenti molecolari con idrofobicità sono più corti e il numero è minore. La struttura a maglie del polietilene (nota anche come catena ad innesto) sulla catena laterale del polimero ha un effetto significativo sulla velocità di riduzione dell'acqua e sullo slump, che può inibire in larga misura la perdita di slump.

Essendo il macromonomero superfluidificante policarbossilato più comune, la struttura molecolare di HPEG2400 è la seguente:
CH2=CH(CH3) (OCH2CH2)n OH

Si ottiene con l'alcol allilico come agente di partenza, in condizioni catalitiche alcaline, e con l'aggiunta dell'apertura dell'anello di ossido di etilene, quindi è anche chiamato alcol allilico etossietilene etere. Ha le stesse caratteristiche strutturali dei nostri comuni tensioattivi utilizzati nella pulizia e in altri campi, come l'alcol grasso etossietilene etere AEO e MOA, quindi può anche essere chiamato tensioattivo. Successivamente, viene utilizzato come starter per reagire con acidi insaturi come l'acido acrilico e l'anidride maleica per ottenere un superfluidificante dell'acido policarbossilico.
Anche il suo meccanismo d'azione è simile a quello dei tensioattivi: ostacola o distrugge la struttura di flocculazione delle particelle di cemento attraverso l'azione tensioattiva, la complessazione, la repulsione elettrostatica e la stereorepulsione. L'effetto di dispersione e stabilizzazione del superfluidificante policarbossilato è principalmente il risultato dell'interazione tra ostacolo sterico e repulsione elettrostatica. Tra questi, la repulsione elettrostatica fornisce la dispersione iniziale e l'impedimento sterico fornisce la ritenzione del flusso.

Nel processo di sintesi vengono introdotti segmenti di ossido di propilene e la molecola cambia dalla struttura di poliossietilene alla struttura di polietere. A causa del gran numero di strutture a catena ramificata introdotte nel segmento dell'ossido di propilene, il superfluidificante policarbossilato prodotto da TPEG presenta alcuni vantaggi rispetto a HPEG in termini di velocità di riduzione dell'acqua e conservazione della slump.
2. Confronto delle prestazioni di vari tipi di superfluidificanti

3. Caratteristiche prestazionali del superfluidificante dell'acido policarbossilico 1, contenuto di solidi 38-40%, PH6-7, basso dosaggio, elevato tasso di riduzione dell'acqua, tasso di riduzione dell'acqua superiore al 30%;
2. Quando lo slump è leggero, la perdita è piccola e il tasso di perdita di slump del calcestruzzo preconfezionato è inferiore al 5% in 1 ora e inferiore al 10% in 2 ore;
3. L'effetto di miglioramento è significativo, la resistenza alla compressione 3D del calcestruzzo è aumentata del 50~110%, la resistenza alla compressione 28D è aumentata del 40~80% e la resistenza alla compressione 90D è aumentata del 30~60%;
4. La lavorabilità del calcestruzzo è eccellente, non vi è segregazione e perdite d'acqua e l'aspetto e il colore del calcestruzzo sono uniformi. Quando viene utilizzato per preparare calcestruzzo di alta qualità, il calcestruzzo ha una buona coesione ed è facile da miscelare;
5. Il contenuto di gas è moderato, non vi sono effetti negativi sul modulo elastico del calcestruzzo e la resistenza al gelo e la durabilità sono buone;
6. Può ridurre il calore di idratazione nella fase iniziale del cemento, il che favorisce il calcestruzzo di grandi volumi e la costruzione estiva;
7. Eccellente adattabilità, buona compatibilità di cemento e additivi, buona adattabilità alla temperatura e buona compatibilità con diverse varietà di cemento e additivi;
8. Basso ritiro, che può ridurre significativamente il ritiro del calcestruzzo, e la resistenza al gelo-disgelo e la resistenza alla carbonizzazione sono significativamente migliori di quelle del calcestruzzo ordinario; Migliorare significativamente la stabilità volumetrica e la durabilità a lungo termine del calcestruzzo;
9. Il contenuto di alcali è molto basso e il contenuto di alcali è inferiore o uguale a 0,2%, il che può prevenire efficacemente il verificarsi di reazioni aggregate di alcali;
10. Il prodotto ha una buona stabilità, non si verificano fenomeni di stratificazione e precipitazione durante lo stoccaggio a lungo termine e nessuna precipitazione di cristallizzazione a bassa temperatura;
11. Il prodotto è ecologico e rispettoso dell'ambiente, non contiene formaldeide ed è un prodotto rispettoso dell'ambiente;
12. I vantaggi economici sono buoni, il costo complessivo del progetto è inferiore a quello di altri tipi di prodotti e il cemento può essere risparmiato del 15-25% alle stesse condizioni di resistenza.

3. Prospettive di mercato

A giudicare dall'attuale situazione del mercato, la domanda annuale della Cina di superfluidificanti a base di acido policarbossilico è compresa tra 4 e 5 milioni di tonnellate. Allo stesso tempo, con i continui investimenti in progetti su larga scala del governo nazionale come la ferrovia ad alta velocità e la metropolitana, la domanda è in costante aumento. Essendo una materia prima chiave per la sintesi di superfluidificanti, la domanda di grandi monomeri di superfluidificanti è di circa 600,000 tonnellate all'anno. Una serie di condizioni favorevoli come la grande domanda del mercato, il processo di sintesi semplice, adatto alla produzione su larga scala, il basso costo e la protezione dell'ambiente verde hanno fatto sì che i superfluidificanti dell'acido policarbossilico si sviluppassero rapidamente.