מצב יישום ובעיות קיימות של חומר מפחית מים בפוליקרבוקסילאט

מצב יישום ובעיות של חומרים להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסיל

ני לין

מצב יישום ובעיות של חומרים להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסיל

ני לין

(Liaoning Petrochemical Planning and Design Institute Co., Ltd, Shenyang 110004, Liaoning)

המצב הנוכחי והבעיות של חומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסיל נסקרים, ונחשב כי הסינתזה של חומר מפחית מים בחומצה פוליקרבוקסילית עם תכולה גבוהה של חומר מוצק על ידי שימוש ביכולת העיצוב של המבנה המולקולרי של חומר מפחית מים בחומצה פוליקרבוקסילית היא הכיוון של הפיתוח העתידי של חומר להפחתת מים של חומצה פוליקרבוקסילית.

חומר הפחתת מים; חומצה פוליקרבוקסילית; מבנה מולקולרי

בהשוואה לחומרים מסורתיים להפחתת מים נפתלין, מלמין וחומצה סולפאמית, היתרונות של חומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסיל טמונים בתאימות וביכולת העבודה המצוינת שלו לבטון, המעניק חוזק ועמידות גבוהים למלט, ולחומר להפחתת מים בעל ביצועים גבוהים בחומצה פוליקרבוקסיל יש מצוין ביצועים טכניים ומאפייני הגנת הסביבה, שיכולים לספק את הדרישות של בניית בניין בטון. חומר להפחתת מים של חומצה פוליקרבוקסילית הוא חומצה אקרילית או חומצה מתאקרילית בתור השרשרת הראשית, המושתלת באורכים שונים של שרשרת צדדית של פוליאתר, או אנהידריד מאלאיי בתור השרשרת הראשית המושתלת באורכים שונים של שרשרת צד של הכנת פוליאתר, כלומר, השניים לעיל. מסלולים סינתטיים משמשים למוצרים במורד הזרם של הפוליאתר של תחמוצת האתילן, כגון אתר פוליאתילן גליקול מונומתיל, אליל אלכוהול פוליאוקסיאתילן/פוליאוקסיפרופילן אתר, אתתר אתילן אוקסיד עם איזופטנול אתוקסיד, אתר אתוקסידלי איזובוטילי אלכוהול וכן הלאה. אתר פוליאוקסיאתילן, אלכוהול איזובוטילן פוליאוקסיאתילן אתר וכו'.

1 סטטוס מחקר מקומי וזר של חומר מפחית מים בחומצה פוליקרבוקסילית
1.1 מחקר זר על חומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסילית
בתחום של חומר הפחתת מים ביעילות גבוהה, מוסדות מחקר מדעיים זרים היו במוקד המחקר ממערכת הנפתלין של חומר הפחתת מים ביעילות גבוהה ועד למערכת החומצות הפוליקרבוקסיליות של חומרי הפחתת המים בעלי הביצועים הגבוהים, ולכן הפוליקרבוקסיליים. חומר הפחתת מים חומצי אירופה, ארה"ב, יפן ומדינות אחרות נמצאות כיום במוקד של חומר הפחת מים בעל ביצועים גבוהים של כיוון המחקר, והוצא לשוק מגוון סוגים של חומרי הפחתת מים בעלי יעילות גבוהה [1-3]. באמצעות חיפוש של מגזינים זרים בשנים האחרונות שפורסמו ניתן למצוא מאמרים ביעילות גבוהה של חומרי הפחתת מים, חוקרים באירופה, ארצות הברית ויפן שפורסמו על ידי מערכת החומצות הפוליקרבוקסיליות של חומרי הפחתת מים ביעילות גבוהה כיוון היישום של מאמר המחקר המדעי גדל משנה לשנה, המיקוד של המחקר מתרכז בעיקר כיצד לשפר את קלות הפעילות של הבטון וכן לאחר התקשות חוזק הבטון, ושיטות אחרות ליישום של חומר מפחית מים, וכן הלאה. .

בתחום יישום חומרי הפחתה במים של חומצה פוליקרבוקסילית, יפן מקדימה כעת את כל מדינות העולם, ותוצאות המחקר והיישום הולכות ונעשות בוגרות יותר. בשנת 1995, השימוש בחומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסילית ביפן חרג מהחומר המסורתי להפחתת מים בעל יעילות גבוהה על בסיס נפתלין, ועד לשנת 2001, כמות החומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסילית היווה יותר מ-80% מהשימוש של חומר להפחתת מים ביעילות גבוהה, המותגים המפורסמים כוללים את Kao, Nippon Paper [4] וכו'. בתחילת שנות התשעים, גם אירופה וארה"ב החלו להתמקד בפיתוח של חומר להפחתת מים חומצה פוליקרבוקסילית, ובכמות של חומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסיל היה גם כ-80% מהשימוש בחומרים להפחתת מים ביעילות גבוהה בשנת 2008, שזו הפעם הראשונה שחומר להפחתת מים חומצה פוליקרבוקסילית יושם בעולם. בשנת 2008, השימוש בחומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסילית היווה כ-20% מהכמות הכוללת של חומר מפחית מים באירופה ובארצות הברית [5], וישנם מותגים מפורסמים רבים, כמו חברת GRACE בארצות הברית, חברת SIKA בשוויץ וכן הלאה. תחומי היישום העיקריים של חומרים להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסיל באירופה, אמריקה ויפן כוללים את השילוב של בטון בעל חוזק גבוה, בטון בעל נזילות גבוהה, בטון חוזק אולטרה גבוה, בטון המוני, בטון מיוחד ובטון בלתי מתפזר במים. בהשוואה לחומרים אחרים להפחתת מים בעלי יעילות גבוהה, היתרונות של חומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסילית הם: קצב הפחתת מים גבוה, אובדן שפל קטן של בטון, צמיגות נמוכה של בטון וקל לזרימה. לכן, חומרים להפחתת מים בחומצה פולקרבוקסילית נמצאים בשימוש יותר ויותר בתחום ההנדסה. לדוגמה, באירופה ובארצות הברית בתחום היישומים ההנדסיים, באמצעות חומר להפחתת מים בחומצה פוליקרבוקסילית הצליחו לגבש בטון בעל חוזק וביצועים גבוהים במיוחד מעל C100, ובבניינים רבי קומות, באמצעות שיטת חיזוק הסיבים יכול אפילו לגרום לחוזק הבטון לעלות ל-200 MPa.

1.2 מחקר על חומר מפחית מים עם חומצה פוליקרבוקסילית בסין
סין משתמשת בחומר הפחתת מים בעל יעילות גבוהה על בסיס נפתלין במשך כ-20 שנה בערך, החיסרון של סוג זה של הפחתת מים הוא שקצב הפחתת המים, אובדן השקיעה של המלט מהיר מדי, ולכן קשה לעמוד במגוון. דרישות בנייה ביישומים הנדסיים. בנוסף, מחיר חומרי הגלם של הפחתת מי נפתלין סינתטיים גדל והמשאבים יורדים, לכן, פיתוח חלופות לחומר מפחית מי נפתלין עם ביצועים טובים יותר ומחיר נמוך יותר הופך להיות דחוף יותר ויותר. נכון לעכשיו, באמצעות מאמצים מתמשכים של חוקרים, סין פיתחה וייצרה בהצלחה חומר להפחתת מים חומצה פוליקרבוקסילית, והפכה למין חשוב בתחום תוספי הבטון בסין. לאורך השנים ניסו המחלקות הרלוונטיות בסין לקדם את היישום של בטון בעל ביצועים גבוהים על ידי תיקון התקנים וביצוע פרויקטי פיילוט, אך שיעור הבטון בעל הביצועים הגבוהים בצריכה הכוללת של בטון בתחום הבנייה הוא עדיין לא גבוה, ולפי הסטטיסטיקה, כמות הבטון בעל הביצועים הגבוהים היא פחות מ-1% מסך הצריכה השנתית של בטון, ושטח היישום מוגבל לבטון של בניינים בעלי טווח גבוה במיוחד. וגשרים מרכזיים מהחוף.

מול שוק חומרי הפחתת המים הענק בעלי הביצועים הגבוהים של סין, יש יותר מעשר חברות זרות מוכרות לתערובות בטון.