Welche Eigenschaften hat Polycarboxylat-Fließmittel?

Welche Eigenschaften hat Polycarboxylat-Fließmittel?

Die Erforschung von Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmitteln muss sechs große Probleme lösen

Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmittel (PCE) genießen seit ihrer Einführung in den späten 1980er Jahren bei Forschern und technischen Anwendern aufgrund ihrer geringen Dosierung, hohen Wasserreduktionsrate (nicht weniger als 25 %), guten Verstärkungswirkung, starken molekularen Einstellbarkeit usw. hohes Ansehen keine Verwendung von Formaldehyd im Syntheseprozess usw. Insbesondere nach der Popularisierung von PCE in Chinas Hochgeschwindigkeitsbahn- und Staudammprojekten zu Beginn des 21. Jahrhunderts gibt es seit langem eine Welle von Forschungen zu PCE . Insbesondere nachdem Chinas Hochgeschwindigkeitseisenbahn- und Staudammprojekte zu Beginn des 21. Jahrhunderts begannen, die Anwendung von PCE populär zu machen, entstand eine Welle in der PCE-Forschung, die lange Zeit nicht nachgelassen hat. In Bezug auf die Forschung zu PCE konzentrierten sich die meisten Wissenschaftler auf die Erklärung seines Wirkmechanismus, die weitere Verbesserung seiner Leistung, die Entwicklung abgeleiteter Produkte und die Optimierung seiner Anwendungstechnologie mit dem Ziel, die Probleme der tatsächlichen Bautechnologie vollständig zu lösen von Zementbeton, Verbesserung der Gesamtleistung von Beton (hohe Verarbeitbarkeit, hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und hohe Haltbarkeit) und maximale Verwirklichung der Ziele Geld sparen, Recycling, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung. Bisher wurden zwar einige Ergebnisse in der PCE-Forschung erzielt, aber da das Wissen über PCE noch gering ist, müssen noch weitere Probleme gelöst werden! Hier stellen wir sechs Hauptprobleme im Zusammenhang mit der PCE-Forschung vor, die gerne kritisiert und korrigiert werden.

Schwierigkeiten 1: PCE-Mechanismus

Durch die Beimischung von PCE-Zementpaste wird die Fließfähigkeit erheblich verbessert. Forscher gehen im Allgemeinen davon aus, dass PCE auf der Oberfläche von Zementpartikeln adsorbiert wird und dass die Carbonsäuregruppen an der Hauptkette von PCE-Molekülen, die auf der Oberfläche benachbarter Zementpartikel adsorbiert sind, durch das Prinzip der Abstoßung homogener Ladung und der Seitenkette eine Dispersion bewirken Die Anzahl der PCE-Moleküle kann einen räumlichen Widerstand bieten, sodass PCE eine hervorragende Dispersionsleistung aufweist. Doch wie wird PCE auf der Oberfläche von Zementpartikeln adsorbiert? Ob dies das Ergebnis einer elektrostatischen Wirkung oder einer Entropiezunahme ist, ist noch unklar. Darüber hinaus ist die Dauer der Hydratationsinduktionsperiode des Zementleims mit PCE im Vergleich zu der des Zementleims ohne PCE verlängert, was sich makroskopisch in der verzögerten Abbindezeit des Zementleims äußert. Wie realisiert PCE dann die Verzögerung von Zementleim? Warum wird die Hydratationsrate von Zementleim mit PCE später beschleunigt?

Schwierigkeit 2: Interpolation von PCE

Plank et al. kamen zu dem Schluss, dass PCE in einige Hydratationsprodukte eingelagert sein könnte. Was ist der Mechanismus der PCE-Interkalation? Einige Wissenschaftler glauben, dass PCE-Moleküle in der flüssigen Phase von Zementleim Orte für die Keimbildung von hydratisiertem Calciumsilikat (CSH) darstellen könnten. Ist dies also einer der Gründe für das Auftreten von Interkalation? Darüber hinaus weist die Mineralphase Montmorillonit, wie Bentonit und Montmorillonit, ebenfalls eine laminare Struktur auf. Kann das Verständnis der Gründe für die Einlagerung von PCE also bei der Entwicklung von schlammresistentem PCE hilfreich sein?

Schwierigkeit 3: PCE mit früher Stärke

Gegenwärtig gibt es mehr Forschungsergebnisse zu PCE mit früher Stärke, und eine kleine Anzahl von PCE-Produkten mit früher Stärke ist auf dem Markt erschienen, aber es gibt immer noch Zweifel am Mechanismus von PCE mit früher Stärke. Zahlreiche Testergebnisse zeigen, dass der Einbau von PCE die Hydratation des Zements in unterschiedlichem Maße verzögert, die kumulative Hydratationswärmefreisetzung des Zementleims im Frühstadium verringert und gleichzeitig die Entstehung von CH bei der frühen Aushärtung verringert aus Zementleim. Es ist umstritten, welchen Wirkungsmechanismus frühfestes PCE hat und ob diese Art von PCE tatsächlich die Hydratation von Zementleim fördert.

Schwierigkeit 4: Einstellungsförderndes PCE

Derzeit handelt es sich bei den auf dem Markt verbreiteten Sorten von Schnellabbindemitteln hauptsächlich um flüssige, alkalifreie Schnellabbindemittel vom Typ Aluminiumsulfat. Diese Art von Schnellabbindemitteln hat weniger Einfluss auf die Festigkeit des Betons im Spätstadium, aber die Die Anpassungsfähigkeit an die zementären Materialien ist nicht sehr gut. Besteht dann die Hoffnung, einen promotorischen PCE zu entwickeln, der die schnelle Keimbildung von CSH im Zementleim in einem frühen Stadium fördern kann, ohne die Entwicklung der Festigkeit des ausgehärteten Zementleims zu einem späteren Zeitpunkt zu beeinträchtigen? Der Wirkungsmechanismus flüssiger, alkalifreier Schnellhärter auf Aluminiumsulfatbasis besteht möglicherweise darin, der flüssigen Phase mehr lösliches SO42- zuzuführen und so die Bildung von Calcit-Aluminiumoxid (AFt) im Zementleim zu fördern. Ist es daher möglich, ein prokoagulierendes PCE herzustellen, das eine sehr kleine Menge an der Oberfläche von Zementpartikeln adsorbiert und Calciumionen komplexiert und so die CSH-Keimbildung durch Copolymerisation von Carbonsäuremonomeren mit langen Seitenketten, nichtionischen Monomeren und Makromonomeren fördert?

Herausforderung 5: Schwundreduzierendes PCE

Nach dem Betongießen kommt es zu einer Reihe von Schwindungen, wie z. B. plastischem Trocknungsschwund, chemischem Schwinden, Selbstschrumpfung und Härtungstrocknungsschrumpfung, die zu Schwindungsrissen führen, die die mechanischen Eigenschaften und die Haltbarkeit der Struktur erheblich beeinträchtigen. Eine Vielzahl von Tests hat gezeigt, dass der Einsatz wirksamer Schwindungsreduzierer das plastische Trocknungsschwinden, das Selbstschwinden und das Erhärtungs-Trocknungsschwinden von Beton um mehr als 40 % reduzieren kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit schwerwiegender Risse in Betonkonstruktionen verringert wird. Bezüglich des Wirkungsmechanismus des Schwindungsreduzierungsmittels ist allgemein anerkannt, dass (1) die Beimischung des Schwindungsreduzierungsmittels die Oberflächenspannung der flüssigen Phase im Beton erheblich verringert; (2) Die Beimischung eines schwindungsmindernden Mittels trägt dazu bei, die Verdunstung von Wasser im Beton zu verlangsamen. und (3) die Beimischung von Schwindungsreduzierungsmittel verändert die Porenstruktur der Paste im Beton. Unabhängig vom Wirkungsmechanismus von Schwindungsreduzierern beeinflusst ihre größere Beimischung (1 % bis 3 %) die Motivation der Ingenieure, sie einzusetzen. Da die wässrige Lösung von PCE zudem über eine niedrige Oberflächenspannung verfügt, hoffte man auf die erfolgreiche Entwicklung und Produktion von schrumpfreduzierendem PCE. Bisher gab es jedoch keine großflächigen schrumpfungsreduzierten PCE-Produkte.

Schwierigkeit 6: PCE-Anpassungsfähigkeit

Obwohl der Marktanteil von PCE in der chinesischen Wasserreduktionsmittelindustrie 80 % überschritten hat, gibt es immer noch einige Betonhersteller, die keine andere Wahl haben, als PCE durch Wasserreduktionsmittel auf Naphthalinbasis oder aliphatische Wasserreduktionsmittel zu ersetzen. Der Grund dafür ist, dass die Anpassungsfähigkeit der aktuellen PCE-Produkte angesichts unterschiedlicher Regionen der Betonrohstoffe schwierig ist, um den Anforderungen gerecht zu werden. China ist ein riesiges Land, die PCE-Förderung und Anwendung verschiedener Rohstoffe und anderer Zusatzstoffe ist angesichts des Landes selbst mit dem Einsatz erfahrener Compoundierungstechnologie manchmal immer noch ratlos. Diese Schwierigkeiten hängen hauptsächlich mit der Anpassungsfähigkeit von PCE zusammen. Die Modellierung der Auswirkungen verschiedener PCE-Typen auf verschiedene Rohstoffe und andere Zusatzstoffe mithilfe neuronaler Netze kann für Unternehmen bei der Entwicklung und Anwendung von PCE von großem Nutzen sein.
 

Die Informationen stammen vom einheimischen Zhihu. Zeitschrift „Beton- und Zementprodukte“.

Quelle: Sun Zhenping
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