Situación de desarrollo de superplastificantes de policarboxilato

Situación de desarrollo de los superplastificantes de policarboxilato.

1. El superplastificante de fondo, como su nombre indica, es un aditivo para hormigón que puede reducir el consumo de agua de la mezcla manteniendo el mismo asentamiento del hormigón. El superplastificante más antiguo utilizado en el mundo es el lignosulfonato de sodio, que se extraía del líquido residual de la pulpa a principios de los años 30 del siglo XX, pero la tasa de reducción de agua es baja.

Posteriormente, el Dr. Kenichi Hattori de Japón utilizó por primera vez el condensado de formaldehído de naftaleno sulfonato como dispersante de hormigón, y luego aparecieron el condensado de melamina sulfonato formaldehído y otros superplastificantes concretos de sulfonato y condensado de formaldehído. En comparación con la primera generación de superplastificantes, la tasa de reducción de agua ha mejorado mucho, pero el efecto de retención del asentamiento es deficiente y el proceso del producto es inestable.

A principios de los años 80, Japón también desarrolló la última generación de superplastificantes: los superplastificantes de ácido policarboxílico. En comparación con las dos generaciones anteriores de superplastificantes, los superplastificantes de ácido policarboxílico tienen una dosis baja, una alta tasa de reducción de agua, una pequeña pérdida de asentamiento con el tiempo y un efecto de mejora significativo. Al mismo tiempo, tiene muchas ventajas, como la protección ambiental ecológica y la buena estabilidad del producto, y actualmente es el contenido de tecnología más avanzada y de mayor tecnología del mundo, la mejor perspectiva de aplicación y el mejor rendimiento integral de un superplastificante de concreto.

2. Mecanismo de acción del superplastificante policarboxilato 1

Desde la perspectiva de la estructura molecular, el superplastificante de ácido policarboxílico es de tipo peine, con múltiples grupos activos en la cadena principal, fuerte polaridad y segmentos de poliéter hidrófilos en las cadenas laterales, entre los cuales los segmentos de poliéter con hidrofilicidad son más largos y el número es mayor. , mientras que los segmentos moleculares con hidrofobicidad son más cortos y el número es menor. La estructura de enlace de polietileno (también conocida como cadena de injerto) en la cadena lateral del polímero tiene un efecto significativo sobre la tasa de reducción de agua y el asentamiento, lo que puede inhibir la pérdida de asentamiento en gran medida.

Como macromonómero superplastificante de policarboxilato más común, la estructura molecular de HPEG2400 es la siguiente:
CH2=CH(CH3) (OCH2CH2)n OH

Se obtiene mediante alcohol alílico como agente de partida, en condiciones catalíticas alcalinas y adición de apertura de anillo de óxido de etileno, por lo que también se denomina éter etoxietileno de alcohol alílico. Tiene las mismas características estructurales que nuestros tensioactivos comunes utilizados en limpieza y otros campos, como el éter etoxietilénico de alcohol graso AEO y MOA, por lo que también se le puede llamar tensioactivo. Posteriormente, se utiliza como iniciador para reaccionar con ácidos insaturados como el ácido acrílico y el anhídrido maleico para obtener un superplastificante de ácido policarboxílico.
Su mecanismo de acción también es similar al de los tensioactivos: dificulta o destruye la estructura de floculación de las partículas de cemento mediante acción tensioactiva, complejación, repulsión electrostática y estereorrepulsión. El efecto de dispersión y estabilización del superplastificante de policarboxilato es principalmente el resultado de la interacción entre el impedimento estérico y la repulsión electrostática. Entre ellos, la repulsión electrostática proporciona la dispersión inicial y el impedimento estérico proporciona la retención del flujo.

En el proceso de síntesis, se introducen segmentos de óxido de propileno y la molécula cambia de una estructura de polioxietileno a una estructura de poliéter. Debido a la gran cantidad de estructuras de cadena ramificada introducidas en el segmento de óxido de propileno, el superplastificante de policarboxilato producido por TPEG tiene ciertas ventajas sobre HPEG en términos de tasa de reducción de agua y preservación del asentamiento.
2. Comparación del rendimiento de varios tipos de superplastificantes.

3. Características de rendimiento del superplastificante de ácido policarboxílico 1, contenido de sólidos 38-40%, PH6-7, dosis baja, alta tasa de reducción de agua, tasa de reducción de agua de más del 30%;
2. Cuando el asentamiento es ligero, la pérdida es pequeña y la tasa de pérdida de asentamiento del concreto premezclado es inferior al 5% en 1 hora y menos del 10% en 2 horas;
3. El efecto de mejora es significativo, la resistencia a la compresión 3D del hormigón aumenta entre un 50 y un 110%, la resistencia a la compresión 28D aumenta entre un 40 y un 80% y la resistencia a la compresión 90D aumenta entre un 30 y un 60%;
4. La trabajabilidad del concreto es excelente, no hay segregación ni fugas de agua, y la apariencia y el color del concreto son uniformes. Cuando se utiliza para preparar hormigón de alta calidad, el hormigón tiene buena cohesión y es fácil de mezclar;
5. El contenido de gas es moderado, no hay efectos adversos sobre el módulo elástico del hormigón y la resistencia a las heladas y la durabilidad son buenas;
6. Puede reducir el calor de hidratación en la etapa inicial del cemento, lo que favorece la construcción de hormigón de gran volumen y de verano;
7. Excelente adaptabilidad, buena compatibilidad de cemento y aditivos, buena adaptabilidad a la temperatura y buena compatibilidad con diferentes variedades de cemento y aditivos;
8. Baja contracción, que puede reducir significativamente la contracción del hormigón, y la resistencia al congelamiento y deshielo y la resistencia a la carbonización son significativamente mejores que las del hormigón ordinario; Mejorar significativamente la estabilidad volumétrica y la durabilidad a largo plazo del hormigón;
9. El contenido de álcali es muy bajo y el contenido de álcali es inferior o igual a 0.2%, lo que puede prevenir eficazmente la aparición de una reacción de agregado alcalino;
10. El producto tiene buena estabilidad, no se producen fenómenos de estratificación ni precipitación durante el almacenamiento a largo plazo, ni precipitación por cristalización a baja temperatura;
11. El producto es ecológico y respetuoso con el medio ambiente, no contiene formaldehído y es un producto respetuoso con el medio ambiente;
12. Los beneficios económicos son buenos, el costo integral del proyecto es menor que el de otros tipos de productos y el cemento se puede ahorrar en un 15-25% en las mismas condiciones de resistencia.

3. Perspectivas del mercado

A juzgar por la situación actual del mercado, la demanda anual de China de superplastificantes de ácido policarboxílico está entre 4 y 5 millones de toneladas. Al mismo tiempo, con la continua inversión en proyectos a gran escala del gobierno nacional, como el tren de alta velocidad y el metro, la demanda aumenta constantemente. Como materia prima clave para la síntesis de superplastificantes, la demanda de grandes monómeros de superplastificantes es de aproximadamente 600000 toneladas por año. Una serie de condiciones favorables, como la gran demanda del mercado, el proceso de síntesis simple, adecuado para la producción a gran escala, el bajo costo y la protección ambiental ecológica, han hecho que los superplastificantes de ácido policarboxílico se desarrollen rápidamente.