Sintesi e proprietà tecniche dei superfluidificanti degli acidi policarbossilici
Sep 29, 2024
Superfluidificanti policarbossilatisono progettati con strutture molecolari artificiali, caratterizzate da un'elevata percentuale di componenti efficaci e da un intervallo di peso molecolare concentrato. Di conseguenza, i superfluidificanti policarbossilati non solo offrono un tasso di riduzione dell’acqua più elevato e un prolungato mantenimento della slump rispetto ad altri superfluidificanti, ma richiedono anche dosaggi inferiori.
Grazie ai loro significativi vantaggi tecnici, i superfluidificanti policarbossilati sono diventati una varietà rappresentativa della nuova generazione di riduttori d'acqua che si stanno sviluppando in tutto il mondo. In Giappone, i superfluidificanti a base di policarbossilati hanno già sostituito i superfluidificanti a base di naftalene nel calcestruzzo commerciale.
I superfluidificanti ad alte prestazioni a base di policarbossilati rappresentano la terza generazione di riduttori d'acqua ad alte prestazioni, dopo i superfluidificanti ordinari rappresentati dal calcio del legno e i superfluidificanti ad alta efficienza rappresentati dalla naftalene. Sono attualmente i più avanzati al mondo, caratterizzati dal più alto contenuto tecnologico, dalle migliori prospettive applicative e dalle prestazioni globali più ottimali. Il superfluidificante ad alte prestazioni in policarbossilato di tipo DH-4005 rappresenta la tecnologia leader dei prodotti per la riduzione dell'acqua oggi disponibile. Confronti con prodotti simili nazionali e internazionali hanno dimostrato che i superfluidificanti ad alte prestazioni a base di policarbossilato raggiungono livelli avanzati a livello internazionale negli indicatori di prestazione tecnica e nel rapporto costo-efficacia.
Sintesi approssimativa:Sciogliere l'acido acrilico, il metallil solfonato di sodio, il persolfato di ammonio e il monomero di polietilenglicole allile in acqua deionizzata per ottenere una soluzione acquosa al 20%. In un pallone a tre colli dotato di agitatore, condensatore a riflusso e termometro, aggiungere i monomeri e l'iniziatore in lotti. Una volta completata l'aggiunta, mantenere la reazione a 75 gradi per un certo periodo. Al termine della reazione, regolare il pH su 7–8 con una soluzione di NaOH al 20% per ottenere un superfluidificante policarbossilato giallo o bruno-rossastro con una concentrazione di circa il 20%.
Prestazioni tecniche:
| Articolo | PC (tipo standard) | PC (tipo ritardato) |
|---|---|---|
| Aspetto | Liquido marrone chiaro | Liquido marrone chiaro |
| Densità (g/ml) | 1.07 ± 0.02 | 1.07 ± 0.02 |
| Contenuto solido (%) | 20 ± 2 | 20 ± 2 |
| Fluidità della pasta di cemento (cemento di riferimento) (mm) | Maggiore o uguale a 250 (C/C=0,29) | Maggiore o uguale a 250 (C/C=0,29) |
| pH | 6–8 | 6–8 |
| Contenuto di ioni cloruro (%) | Inferiore o uguale a 0.02 | Inferiore o uguale a 0.02 |
| Contenuto di alcali (Na2O + 0.658K2O) (%) | Inferiore o uguale a 0.2 | Inferiore o uguale a 0.2 |
| Articolo | PC (tipo standard) | PC (tipo ritardato) |
|---|---|---|
| Tasso di riduzione dell'acqua (%) | 25–45 | 25–45 |
| Rapporto tasso di sanguinamento (%) | Minore o uguale a 20 | Minore o uguale a 20 |
| Aumento del crollo (mm) | >100 | >100 |
| Ritenzione della slump (1 ora) (mm) | Maggiore o uguale a 160 | Maggiore o uguale a 160 |
| Contenuto d'aria (%) | 2.0–5.0 | 2.0–5.0 |
| Impostazione della differenza oraria (min) | Impostazione iniziale: da -90 a +90; Impostazione finale: da -90 a +90 | Impostazione iniziale: +150; Impostazione finale: +150 |
|
Articolo |
PC (tipo standard) | PC (tipo ritardato) |
|---|---|---|
| Rapporto di resistenza alla compressione (%) | 1d: maggiore o uguale a 180 | Nessun requisito |
| 3d: Maggiore o uguale a 165 | Maggiore o uguale a 155 | |
| 7d: Maggiore o uguale a 155 | Maggiore o uguale a 145 | |
| 28d: Maggiore o uguale a 135 | Maggiore o uguale a 130 | |
| Durabilità | 28d Tasso di restringimento (%) Inferiore o uguale a 100 | Minore o uguale a 100 |
| 200 Modulo dinamico relativo gelo-disgelo (%) Maggiore o uguale a 60 | Maggiore o uguale a 60 | |
| Permeabilità agli ioni cloruro (C) | Minore o uguale a 1000 | Minore o uguale a 1000 |
| Rapporto di profondità di carbonatazione (%) | Minore o uguale a 100 | Minore o uguale a 100 |
| Corrosione del rinforzo in acciaio | Nessuno | Nessuno |
| Dosaggio comune (%) | 0,8–1,5% del totale dei materiali cementizi | - |
L'effetto di riduzione dell'acqua è un ruolo essenziale svolto dai tensioattivi nel processo di idratazione del cemento. I riduttori d'acqua possono ridurre la quantità di acqua utilizzata per unità senza compromettere la lavorabilità del calcestruzzo; oppure, possono migliorare la lavorabilità del calcestruzzo senza modificare il consumo di acqua; oppure entrambi gli effetti possono essere ottenuti contemporaneamente senza alterare in modo significativo il contenuto di aria dell'additivo. Attualmente, tutti i riduttori d'acqua per calcestruzzo utilizzati sono tensioattivi, in particolare tensioattivi anionici.
Quando il cemento viene miscelato con acqua, si verifica una reazione di idratazione che dà luogo ad alcune strutture flocculanti che intrappolano una notevole quantità di acqua di impasto, riducendo così la lavorabilità del calcestruzzo fresco (nota anche come lavorabilità, che si riferisce alla capacità del calcestruzzo fresco di rimanere uniforme e compattare senza segregazione durante la miscelazione, il trasporto e il versamento). Per mantenere la lavorabilità desiderata in fase di costruzione, la quantità di acqua d'impasto dovrà essere aumentata di conseguenza. Tuttavia, l’aumento della quantità di acqua può creare vuoti eccessivi nella struttura della pasta di cemento, influenzando significativamente le proprietà fisiche e meccaniche del calcestruzzo indurito. Se l'acqua intrappolata può essere rilasciata, il consumo di acqua del calcestruzzo può essere notevolmente ridotto. Incorporando una quantità adeguata di agente riduttore d'acqua durante il processo di preparazione del calcestruzzo, questo effetto può essere ottenuto in modo efficace.