חומר הכנה של חומר פלסטי-על של חומצה פוליקרבוקסילית

לחומרי פלסטיק-על של פוליקרבוקסילטים, כנציגי הדור השלישי של חומרים להפחתת מים בסין, יש יתרונות על פני סוכני הדור הראשון המיוצגים על ידי ליגנוסולפונטים ולסוכני הדור השני המיוצגים על ידי נפתלין סולפונטים, כולל שיעורי הפחתת מים גבוהים, שמירה מצוינת על שפל, ו כוח משופר. חומרי פלסטיי-על של פוליקרבוקסילטים מתאימים במיוחד להכנת בטון שקוף בעל עמידות גבוהה, זרימה גבוהה, שימור גבוה ובטון שקוף. עקרונות ההכנה, השיטות ואמצעי הזהירות לשימוש בחומרי פלסטי-על של פוליקרבוקסילטים הם כדלקמן, בתקווה לספק השראה לכולם.

1. חומרי גלם

חומצה אקרילית (AA), נתרן מתאקרילט (MAS), אמוניום פרסולפט (APS) הם ריאגנטים כימיים זמינים מסחרית; מונומר פוליאוקסיאתילן הוא מתוצרת עצמית, עם דרגות פילמור של כ-9, 23 ו-35; המלט בשימוש הוא P.O42.5R.

2. שיטת הכנה

ממיסים חומצה אקרילית, נתרן מתאקרילט, אמוניום פרסולפט ומונומר פוליאוקסיאתילן במים מופחתים כדי להכין תמיסות של 20%. בבקבוק תלת צווארי המצויד במערבל, מעבה ריפלוקס ומדחום, הוסיפו את המונומרים ואת היזם טיפה בקבוצות. לאחר ההוספה, שמרו על התגובה ב-75 מעלות למשך תקופה מסוימת. לאחר השלמת התגובה, כוונן את ה-pH ל-7-8 באמצעות תמיסת NaOH של 20% לקבלת חומר פלסטי-על צהוב או חום-אדמדם של פוליקרבוקסילאט בריכוז משוער של 20%.

3. מנגנון פעולה

1. כאשר ה-Superplasticizer מתווסף לבטון, הקבוצות ההידרופוביות שלו נספגות בצורה כיוונית על פני משטחי חלקיקי המלט, בעוד שקבוצות הידרופיליות מצביעות לעבר התמיסה המימית, ויוצרות שכבה מונו-מולקולרית או רב-מולקולרית ספיגה. בשל הספיחה הכיוונית של החומר הפעיל, משטח משחת הצמנט נושא כמו מטענים, וכתוצאה מכך לדחייה הדדית. זה לא רק שומר על מערכת המים המלט בתרחיף יציב יחסית, אלא גם עוזר לפזר את המבנה הפלקולנט שנוצר במהלך הערבוב הראשוני עם מים, ובכך לשחרר את המים הכלואים בתוך המבנה הפלקולנטי ולהשיג הפחתת מים. תוספת פלסטייזר העל משפרת את יכולת העבודה של בטון טרי ומפחיתה משמעותית את נפח הנקבוביות בתוך אבן הצמנט עקב ירידה גדולה ביחס המים-צמנט, מה שמוביל לאבן צמנט צפופה יותר וחוזק לחיצה משופר של הבטון. ה-Superplasticizer משפיע גם על מהירות ההידרציה וזמן ההתקבעות של המלט.
2. האפקט של הפחתת המים הוא תפקיד חשוב שממלא חומר השטח בתהליך הידרציה של המלט. פלסטייזר העל יכול להפחית את צריכת המים ליחידה מבלי להשפיע על יכולת העבודה של הבטון, או לשפר את יכולת העבודה מבלי לשנות את צריכת המים, או להשיג את שתי ההשפעות מבלי לשנות באופן משמעותי את תכולת האוויר של התערובת. נכון לעכשיו, החומרים להפחתת המים המשמשים בבטון הם כולם פעילי שטח, במיוחד פעילי שטח אניונים.
3. לאחר ערבוב של מלט ומים, נוצר מבנה פקקולנטי העוטף הרבה מי ערבוב, ובכך מפחית את יכולת העבודה של הבטון הטרי (המכונה גם עבידות, המתייחס ליכולת של בטון טרי להישאר אחיד, קומפקטי ולמנוע הפרדה במהלך ערבוב, שינוע ומזיגה). כדי לשמור על יכולת העבודה הרצויה במהלך הבנייה, יש צורך להגדיל את כמות מי הערבוב. עם זאת, הגדלת כמות המים תוביל להיווצרות נקבוביות מוגזמת בתוך מבנה אבן הצמנט, ופוגעת קשות בתכונות הפיזיקליות והמכניות של בטון מוקשה. על ידי הוספת כמות מתאימה של חומר פלסטי-על במהלך הכנת הבטון, ניתן להפחית השפעה זו ביעילות.

4. אמצעי זהירות לשימוש

1. חומרי פלסטיק פוליקרבוקסיליטים צריכים להימנע ממגע ארוך טווח עם חומרי ברזל. מכיוון שמוצרים אלו הם לרוב חומציים, מגע ממושך עם ברזל עלול לגרום לתגובות איטיות, וכתוצאה מכך לשינוי צבע ולפגיעה בביצועים.
2. חומרי פלסטיק-על של פוליקרבוקסילטים רגישים לשינויים בחומרי גלם. שינויים משמעותיים באיכות של חול, אבן וחומרים משלימים כגון אפר וסיגים יכולים להשפיע על הביצועים של בטון המכיל חומרי פלסטי-על של פוליקרבוקסילאט. לכן יש צורך בבדיקה חוזרת והתאמת המינון על סמך חומרי הגלם שהשתנו כדי להגיע לתוצאות מיטביות.
3. עדיין קיימות בעיות תאימות עם סוגים מסוימים של מלט, מה שעלול לגרום לשיעורי הפחתת מים נמוכים יותר ואובדן שפל גבוה יותר. כאשר נתקלים בתאימות לקויה, נדרשות התאמות של מינון התערובות בתערובות בטון לביצועים מיטביים.
4. בשל קצב הפחתת המים הגבוה של חומרי פלסטיק-על של פוליקרבוקסילטים, צניחת הבטון רגישה במיוחד לצריכת מים. לכן, חיוני לשלוט בקפדנות על כמות המים המשמשת. עודף מים עלול להוביל להפרדה, דימום, התקשות ותכולת אוויר גבוהה מדי.
5. כאשר משתמשים בחומרי פלסטי-על של פוליקרבוקסילטים, רצוי להגדיל את זמן הערבוב בצורה מתאימה (בדרך כלל בערך כפול מזה של תערובות מסורתיות) כדי לנצל טוב יותר את השפעת המכשול המרחבי של פלסטי-העל.
6. חומרי פלסטיק-על של פוליקרבוקסילטים רגישים במיוחד לתכולת הבוץ של אגרגטים. תכולת בוץ גבוהה יכולה להפחית את היעילות שלהם, ולכן יש לשלוט בקפדנות על איכות האגרגטים. אם תכולת הבוץ עולה, יש להעלות את המינון של חומר פלסטי-על של פוליקרבוקסילאט.
7. כאשר יש תנודות טמפרטורות משמעותיות בין יום ללילה, חשוב לעקוב אחר שינויים בשפל הבטון ולהתאים את מינון התערובות בזמן (לפי העיקרון של מינון נמוך יותר בטמפרטורות נמוכות ומינון גבוה יותר בטמפרטורות גבוהות).
8. אין לערבב חומרי פלסטיק על פוליקרבוקסילטים עם חומרי פלסטיק על בסיס נפתלין. יש להימנע מערבוב, ויש לנקות ביסודיות כל ציוד שהיה בשימוש עם חומרי פלסטיק-על של נפתלין כדי למנוע אובדן יעילות של חומרי-העל של פוליקרבוקסילטים.
9. במהלך בדיקה (ייצור), כאשר המינון הבסיסי מושג רק ומתקיימת יכולת העבודה הראשונית של הבטון, עדיין עלול להיות הפסד משמעותי לאורך זמן. לכן, במהלך הבדיקה (ייצור), רצוי להעלות את המינון (כדי להגיע לרמה רוויה) כדי לפתור את נושא אובדן השפל.
10. מכיוון שלחומרי פלסטי-על של פוליקרבוקסילטים יש שיעורי הפחתת מים ופיזור גבוהים, יש להעריך את יכולת העבודה של בטון בעיקר באמצעות מדדי יכולת זרימה ולא צניחה בלבד.
11. בעת הפחתת כמות החומרים הצמנטיים, חיוני להקפיד על בקרה קפדנית יותר על יחס המים-צמנט במהלך הייצור. אם מתרחש אובדן שפל משמעותי, יש לתקן זאת על ידי הגדלת מינון התערובת או הוספתו שוב, במקום על ידי הוספת מים, שיכולים להפחית משמעותית את החוזק.
12. חוזק הבטון נקבע בעיקר על ידי יחס מים-צמנט. חומרי פלסטיק-על של פוליקרבוקסילטים, בשל קצב הפחתת המים הגבוה שלהם, יכולים בקלות להוריד את צריכת המים בתמהיל הייצור, ובכך להפחית את יחס המים-צמנט ואת העלות הכוללת של הבטון. יש לבצע התאמות במינון התערובות בזמן אמת על סמך תנאי חומר הגלם ותנודות הטמפרטורה המשפיעות על יכולת העבודה של הבטון.