Onderzoeksvoortgang in de synthesetechnologie van polycarboxylaat-superplastificeerder

Polycarboxylaat waterverminderaar(PCE) heeft een hoge mengcapaciteit en een hoge waterreductiesnelheid (>40%), wat de verwerkbaarheid, mechanische eigenschappen en duurzaamheid van beton aanzienlijk kan verbeteren. Het is een high performance of ultra high performance geworden. Een van de essentiële componenten in het ontwerp van betonmengverhouding. PCE bestaat meestal uit een hoofdketen met een anionische groep (zoals een carboxylgroep, een sulfonzuurgroep, een fosfaatgroep, enz.) en een zijketen van een neutrale entlading. Het anion wordt voornamelijk geadsorbeerd op de positief geladen cementdeeltjes als een adsorptiegroep. Het oppervlak zorgt voor elektrostatische afstoting en de zijketen zorgt voor ruimtelijke afstotende kracht. De synergetische werking van de twee verbreekt de flocculatietoestand tussen de cementdeeltjes en verbetert de dispergeerbaarheid van de cementbrij. Verschillende gemodificeerde PCE's (zoals zijketens, entdichtheden, verankerende functionele groepen en ruggengraatlengtes) vertonen verschillende effecten en kunnen worden gebruikt voor beton met verschillende prestatievereisten. Naarmate de kwaliteit van betongrondstoffen blijft afnemen en de prestatievereisten blijven toenemen, is PCE gevoeliger voor betonmengverhoudingsparameters en productieomstandigheden zoals cementtype, water-cementverhouding, bedrijfstemperatuur, mengtijd. De onverenigbaarheid van PCE en gelerende materialen bestaande uit carboxyl- en polyethyleenoxide (PEO) zijketens wordt steeds prominenter. Ultra-high performance beton stelt steeds hogere eisen aan PCE-prestaties en er is een reeks van krimp- en viscositeitsverminderende PCE met hoge prestaties en hoge prestaties ontstaan. PCE wordt voornamelijk onderverdeeld in twee categorieën: de ene is een polyestertype PCE gesynthetiseerd door α-methoxypoly(ethyleenglycol)methacrylaat (MPEG-MA) door copolymerisatie van waterige oplossing of verestering/transesterificatie; het andere type is de vrije radicalencopolymerisatie van α-allyl-α-methoxy of β-hydroxypolyethyleenglycolether en maleïnezuuranhydride als sleutelmonomeren door bulk- of waterige oplossing, of isopreenoxidatie. Polyether type PCE wordt gesynthetiseerd door copolymerisatie van diol, acrylzuur en α-methacryloyl-α-methoxy of α-hydroxypolyethyleenglycolether. Verschillende functionele groepen in PCE hebben verschillende effecten: de carbonzuurgroep fungeert als een waterreducerend en vertragend middel, de sulfonzuurgroep fungeert als een dispersie, de -OH hydroxylgroep fungeert als een vertragend en impregnerend bevochtigend middel, terwijl de gepolyethoxyleerde groep in de stroming blijft. Seksueel effect. De waterreducerende snelheid van ester PCE en het vermogen om cementhydratatie te remmen zijn iets lager dan die van ether PCE. Het vrije radicalen polymerisatieproces is eenvoudig en de syntheseomstandigheden zijn mild, maar de polymerisatiegraad wordt verminderd door de onomkeerbare reactie en het syntheseproduct is moeilijk te controleren.Met behulp van levende radicalaire polymerisatie (RAFT) kan het blok PCE worden bereid met een gecontroleerd moleculair gewicht en een smalle molecuulgewichtsverdeling.