Meccanismo d'azione delle molecole di policarbossilato

1.Azione di dispersione

Quando il cemento viene miscelato con l'acqua, le particelle si attraggono tra loro, formando una struttura flocculata che può incapsulare il 10%-30% dell'acqua tra le particelle di cemento. Questa acqua intrappolata non può muoversi liberamente o fornire lubrificazione, influenzando negativamente la fluidità della pasta di cemento. Le molecole di policarbossilato si adsorbono sulla superficie delle particelle di cemento, impartendo una carica negativa che crea repulsione elettrostatica. Questa azione favorisce la dispersione delle particelle di cemento, disgregando la struttura flocculata e liberando l'acqua intrappolata per partecipare al flusso. Ciò spiega l'effetto di riduzione dell'acqua dei superfluidificanti policarbossilati; migliorano l'utilizzo dell'acqua senza aumentare o diminuire arbitrariamente il contenuto totale di acqua. Inoltre, la formazione di complessi tra gli ioni COO²⁻ e Ca²⁺ riduce la concentrazione di ioni calcio nella pasta di cemento, ritardando la cristallizzazione di Ca(OH)₂ e riducendo la formazione di gel CSH, rallentando così il processo di idratazione del cemento. Di conseguenza, le molecole di policarbossilato presentano anche un certo grado di effetto ritardante. È interessante notare che lo sviluppo di soluzioni di policarbossilati a resistenza iniziale può essere difficile a causa delle loro proprietà ritardanti intrinseche. La maggior parte degli additivi ad alta resistenza disponibili sul mercato si basano sulla combinazione con agenti come nitrito di sodio e trietanolammina per ottenere questo effetto.

2.Azione lubrificante

Le catene laterali dei superfluidificanti policarbossilati contengono gruppi ossidrile ed etere (-COCC) che mostrano idrofilicità. Questi gruppi formano legami idrogeno con le molecole d'acqua, creando un film d'acqua sulla superficie delle particelle di cemento. Questo film d'acqua ha eccellenti proprietà lubrificanti, riducendo efficacemente la resistenza tra le particelle di cemento e aumentando la scorrevolezza del calcestruzzo.

3. Effetto di ostacolo sterico

La struttura ramificata dei superfluidificanti policarbossilati ha una configurazione spaziale a livello microscopico. Similmente al personaggio "piccolo paffuto" di un'animazione, i cui capelli arricciati impediscono il contatto con le particelle di cemento "grandi paffute" dietro di esso, più le particelle di cemento sono vicine tra loro, maggiore è l'effetto di ostacolo sterico.

Questo effetto migliora la ritenzione della deformabilità del calcestruzzo. La dimensione delle particelle di cemento è nell'ordine dei micrometri, mentre le molecole di policarbossilato sono nell'ordine dei nanometri, circa tre ordini di grandezza più piccole. Una singola particella di cemento può adsorbire diverse molecole di policarbossilato. La rappresentazione schematica di una molecola di policarbossilato ricorda un pettine. Inizialmente, il personaggio del "piccolo paffuto" finisce in una situazione tragica, incapace di scrollarsi di dosso il muscoloso "grande paffuto", che alla fine grida e lo sconfigge. Sebbene le molecole di policarbossilato ritardino il processo di idratazione adsorbendosi sulle particelle di cemento, alla fine verranno avvolte dai prodotti di idratazione, perdendo la loro efficacia. Nel complesso l'azione di adsorbimento delle molecole di policarbossilato non altera le proprietà del cemento; modifica semplicemente il comportamento di scorrimento del calcestruzzo senza influenzarne la resistenza successiva.