Чи великий потенціал полікарбоксильного суперпластифікатора?

У Китаї полікарбоксилатні суперпластифікатори в даний час займають понад 85% частки ринку. Вони не тільки широко використовуються в товарному бетоні, але також відіграють незамінну роль у збірному бетоні. У доступному для огляду майбутньому полікарбоксилатні суперпластифікатори продовжуватимуть залишатися центром уваги дослідників бетонних добавок як усередині країни, так і за кордоном.

Пан Ван Сяоцін, засновник Borida, особисто відчув і брав участь у всьому шляху полікарбоксилатних суперпластифікаторів від їх створення до їх нинішнього надзвичайного розвитку. Нещодавно, під час щотижневої зустрічі компанії, він зазначив, що нові проблеми, пов’язані з бетонною сировиною та інженерними вимогами, залишаться в довгостроковій перспективі. Таким чином, завдання для робітників з добавок до бетону залишається складним, і дослідження полікарбоксилатних суперпластифікаторів продовжують процвітати.

Поточні дослідження

Полікарбоксилатні суперпластифікатори є третім поколінням суперпластифікаторів після суперпластифікаторів на основі лігносульфонатів і нафталіну. Їхні характеристики включають низьке дозування (приблизно 0.20% вміст твердої речовини), високі показники зменшення води (не менше ніж 25%, досягаючи до 35%), значні ефекти покращення (28-день покращення міцності на стиск не менше 30%) і мінімальний вплив на усадку бетону (28-денна усадка не перевищує 110%). Крім того, полікарбоксилатні суперпластифікатори виробляються без шкідливих речовин, таких як формальдегід. Їхню молекулярну структуру можна гнучко розробляти, що дозволяє потенційно синтезувати продукти з різними функціями, включаючи властивості повільного вивільнення, антипригарності та властивості низького залучення повітря, що зробило їх широко популярними.

Під час зустрічі Ван Сяоцін підкреслив, що не тільки самоущільнюваний бетон, а також бетон високої або надвисокої міцності покладаються на полікарбоксилатні суперпластифікатори для низького водоцементного співвідношення (0.30– 0.45) і наднизькі водоцементні коефіцієнти (0.15–0.30), але звичайний бетон також залежить від їх підтримки. Розробка полікарбоксилатних суперпластифікаторів у Китаї пройшла шість етапів: початковий контакт, пробне використання імпорту, незалежні дослідження та розробки, стандартизація продукту та нормалізація застосування, енергійне просування, а також великомасштабне виробництво та застосування. Однак, оскільки полікарбоксилатні суперпластифікатори ще не повністю відповідають новим вимогам бетонної техніки та новим викликам, пов’язаним із сировиною, дослідницькі зусилля не можна послаблювати.

Нові виклики вимагають нових технологій

Незважаючи на значні досягнення в дослідженні, виробництві та застосуванні домішок для бетону в Китаї, залишаються численні проблеми. Полікарбоксилатні суперпластифікатори використовуються для покращення працездатності (текучості, когезії та водоутримання) бетонних сумішей, але інженерне співтовариство дуже стурбоване їхнім впливом на повітровтягнення, час схоплювання та механічні властивості, деформацію та довговічність твердої суміші. бетон. Крім того, характеристики стану бетонних сумішей, таких як тонка, густа, липка та текуча, пов’язані не лише з якістю іншої сировини, але й з характеристиками використовуваних полікарбоксилатних суперпластифікаторів. Таким чином, дослідники та виробники полікарбоксилатних суперпластифікаторів не повинні послаблювати свої зусилля і повинні продовжувати глибоко досліджувати ці області.

Умови цементу часто нагадують «сліпий ящик», оскільки складно отримати інформацію про клінкер у цементі, типи та співвідношення змішаних матеріалів і навіть компоненти допоміжних речовин для помелу сировини, допоміжних речовин для помелу клінкеру та покращувачів. Дослідницькі групи розробляють полікарбоксилатні шліфувальні добавки для забезпечення сумісності між цементом і полікарбоксилатними суперпластифікаторами. Незворотна тенденція заміни річкового піску промисловим піском становить ще одну проблему. У відповідь на це багато дослідників оптимізують молекулярну структуру полікарбоксилатних суперпластифікаторів, щоб підвищити ефективність і надати спеціальні функції, включаючи вибір типів і молекулярних мас великих мономерів, введення різних функціональних груп і коригування співвідношення кислота-ефір і загальної молекулярної маси. Вивчення можливості змішування полікарбоксилатних суперпластифікаторів з певними функціональними домішками для забезпечення високих показників зменшення води, одночасно задовольняючи такі потреби, як захист від осідання, захист від прилипання та контрольована міцність при схоплюванні, також варто спробувати, якщо можна забезпечити їх сумісність і розчинність.

Низький рівень вуглецю стає важливим напрямком розвитку

З розвитком суспільства вимоги до бетонних матеріалів щодо економії коштів, зменшення відходів, енергоефективності, скорочення викидів та низького вмісту вуглецю все більше підвищуються. У той же час полікарбоксилатні суперпластифікатори були визнані експертами за їх роль у зниженні викидів і низькому вмісті вуглецю в бетонній промисловості.

Викиди вуглецю під час приготування полікарбоксилатних суперпластифікаторів є відносно низькими, і в порівнянні з ефектами скорочення викидів, спричиненими їх ефективним застосуванням у бетоні, ці викиди можна вважати незначними. Сунь Чженпін зазначив, що виробництво однієї тонни силікатного цементу — від видобутку сировини до переробки сировини, кальцинування клінкеру та подрібнення продукту — генерує приблизно 0,85 тонн вуглекислого газу. Як найбільший у світі виробник цементу, Китай стикається з невідкладними завданнями щодо енергозбереження та скорочення викидів у цементній промисловості. Для зниження енергоспоживання та скорочення викидів вуглецю в цементній промисловості використання бетонних добавок і суперпластифікаторів має вирішальне значення. Мінеральні домішки, утворені з різних твердих відходів шляхом простої обробки, особливо важливі для диспергуючої дії полікарбоксилатних суперпластифікаторів.

Під час застосування полікарбоксилатних суперпластифікаторів важливо враховувати як їхню адсорбційну, так і диспергуючу дію на частинки цементу, а також вплив на їхню адсорбцію додаткових матеріалів, таких як летюча зола, шлаковий порошок, вапняковий порошок і хвости. У той час як деякі додаткові матеріали можуть мати нижчі показники адсорбції, ніж цемент, адсорбція порошку кам’яного вугілля та нижчої золи-винесення може бути значною. Розробка лужно-активованих в’яжучих речовин і цементів з низьким вмістом вуглецю (таких як цемент LC3) може створити нові проблеми для застосування полікарбоксилатних суперпластифікаторів, оскільки спеціальні структури, такі як метакаолін і низькотемпературна кальцинована глина, можуть збільшити швидкість їх адсорбції, тим самим впливаючи на їх диспергування. ефекти в бетоні.

У контексті національного акценту на енергозбереженні, скороченні викидів та екологічній та розумній трансформації будівельної галузі, проблеми, з якими стикається бетонна промисловість щодо полікарбоксилатних суперпластифікаторів, представляють як труднощі, так і можливості. Враховуючи сильну можливість проектування молекулярної структури полікарбоксилатних суперпластифікаторів, ці проблеми можуть стимулювати подальший розвиток галузі. Одним із головних напрямків майбутнього розвитку полікарбоксилатних суперпластифікаторів буде вирішення проблем сумісності з бетонними сумішами за низьковуглецевих сценаріїв. Щоб досягти цього, можна внести модифікації в молекулярну структуру полікарбоксилатних суперпластифікаторів або дослідити суміш з іншими типами домішок для покращення сумісності, хоча ці рішення все ще потребують глибоких досліджень.