Borida texniklari polikarboksilik kislota superplastifikatorining ta'sir qilish mexanizmi va tayyorlash printsipini tahlil qiladilar.

Bizga ma'lumki, polikarboksilatli superplastifikatorlarni betonsozlikda qo'llash tobora keng tarqalmoqda. Naftalin sulfonat va sulfonatlangan melamin formaldegid kondensatlari kabi an'anaviy superplastifikatorlar bilan solishtirganda, polikarboksilat superplastifikatorlari past dozalarda betonning dispers tizimiga yuqori disperslik, suyuqlik va barqarorlikni ta'minlab, cho'kishning yo'qolishini oldini oladi. Bundan tashqari, sanoat naftalin narxining ko'tarilishi, naftalin asosidagi superplastifikatorlarning uzoq ishlab chiqarish tsikli va atrof-muhitning jiddiy ifloslanishi polikarboksilatga asoslangan superplastifikatorlarni qo'llashni talab qiladi. Ammo polikarboksilat superplastikizatorlarining ta'sir qilish mexanizmi va tayyorlash tamoyillarini bilasizmi?

Polikarboksilatli superplastifikatorlarni tadqiq qilish jarayoni, xususan, ularni tayyorlash tamoyillari, ta'sir qilish mexanizmi va tegishli jihatlari bo'yicha nisbatan kam to'liq sharhlar mavjud. Shu sababli, Borida mutaxassislarni polikarboksilatli superplastifikatorlarni tayyorlash tamoyillari, ta'sir qilish mexanizmi va kelajakdagi istiqbollari bo'yicha tadqiqotning borishini ko'rib chiqishni taklif qiladi.

1. Polikarboksilatli superplastifikatorlarni tayyorlash tamoyillari

Polikarboksilatga asoslangan yuqori samarali superplastifikatorlar sulfonik guruhlar, karboksil guruhlar, aminokislotalar va polioksietilen yon zanjirlari bo'lgan makromolekulyar birikmalardir. Ular suvli eritmada erkin radikal sopolimerlanish orqali sintezlanib, taroqsimon shakldagi yuqori molekulyar sirt faol moddani hosil qiladi.

Asosiy xom ashyo: metakril kislota, akril kislota, etil akrilat, gidroksietil akrilat, natriy allilsulfonat, metil metakrilat, metoksipolietilen glikol metakrilat, etoksillangan polietilen glikol akrilat, allil eter va boshqalar. peroksid, azobisizobutironitril ishlatiladi. Zanjir o'tkazuvchi moddalarga 3-merkaptopropion kislotasi, merkaptoasetik kislota va izopropanol kiradi.

Sintez usuli: Mexanik aralashtirgich, termometr va tushirish moslamasi bilan jihozlangan reaksiya idishida monomer eritmasi, inisiator eritmasi va zanjir uzatuvchi eritma tomchilab qo'shiladi. Polimerizatsiya monomerlarini tanlashda sopolimerlanish reaktivlik nisbatlarini to'liq hisobga olish kerak. Reaktsiya harorati ishlatiladigan monomerlar turiga bog'liq va odatda 0-60 daraja oralig'iga to'g'ri keladi. Monomer eritmasi 1-2 soat davomida tomchilab qo‘shiladi, so‘ngra doimiy haroratda qo‘shimcha 1-soatlik reaksiyaga kirishiladi. Neytrallash uchun suv qo'shgandan so'ng, mahsulot chiqariladi.

2. Polikarboksilatli superplastikizatorlarning ta'sir qilish mexanizmi

Polikarboksilat asosidagi yuqori samarali superplastifikatorlar ko'plab ajoyib afzalliklarga ega bo'lgan superplastiklashtiruvchining yangi turi bo'lib, ularning aniq ta'sir mexanizmi hali to'liq tushunilmagan. Bu erda ba'zi istiqbollar:

Kechiktiruvchi ta'sir: Karboksil guruhi Ca²⁺ ionlari (R-COO⁻–Ca²⁺) bilan komplekslar hosil qilib, eritmadagi Ca²⁺ ionlarining kontsentratsiyasini kamaytiradigan, Ca(OH)₂ kristallanishini kechiktiruvchi, sekinlashtiruvchi komponent vazifasini bajaradi. CHS jellari va shu bilan tsementning hidratsiyasini kechiktiradi.

Polar guruhlarning yaqinligi: Karboksil (-COOH), gidroksil (-OH), aminokislota (-NH₂) va polioksialkilen (-OR)n guruhlari suv bilan kuchli yaqinliklarga ega. Adsorbsiya, dispersiya, namlash va moylash kabi sirt faol ta'sirlar orqali ular tsement zarrachalariga tarqalish va suyuqlikni ta'minlaydi. Tsement zarralari orasidagi ishqalanish qarshiligini kamaytirish va tsement-suv chegarasida bo'sh energiyani kamaytirish orqali ular yangi betonning ish qobiliyatini oshiradi. Bir vaqtning o'zida polikarboksilat birikmalari tsement zarralari yuzasiga adsorbsiyalanib, karboksilat ionlari orqali manfiy zaryadlarni beradi. Bu zarrachalar orasidagi elektrostatik repulsiyani keltirib chiqaradi, tsement pastasini flokulyatsiya qilish tendentsiyasini oldini oladi (DLVO nazariyasi) va tsement va suv o'rtasidagi aloqa maydonini oshirib, tsementning to'liq namlanishiga yordam beradi. Tsement zarralarini tarqatish jarayonida aglomeratlar ichida ushlangan suv chiqariladi, bu ish qobiliyatini yaxshilaydi va zarur bo'lgan aralashtirish suvi miqdorini kamaytiradi.

Sterik to'siq ta'siri: Polikarboksilat molekulalari tsement zarralari yuzasiga taroqsimon konfiguratsiyada adsorbsiyalanib, jel materiali yuzasida adsorbsion qatlam hosil qiladi. Tsement zarralari ustidagi polimer adsorbsion qatlamlari bir-biriga yaqinlashganda, polimer zanjirlari orasidagi sterik to'siq zarrachalarning aglomeratsiyasini oldini oladi. Bu polikarboksilat superplastifikatorlarining boshqa tizimlarga nisbatan yuqori dispersiyaga ega bo'lishining asosiy sabablaridan biridir.

Zeta potentsiali va dispersiyani ushlab turish: Polikarboksilat asosidagi yuqori samarali superplastifikatorlarning dispersiyani ushlab turish mexanizmini tsement pastasida aralashtirish vaqti va zeta potentsiali o'rtasidagi munosabatni kuzatish orqali tushunish mumkin. Umuman olganda, naftalin yoki melamin asosidagi yuqori samarali superplastifikatorlar bo'lgan beton 60 daqiqadan so'ng sezilarli darajada cho'kishni yo'qotadi, polikarboksilatli superplastifikatorlar bo'lgan beton esa kamroq pasayish yo'qotadi. Bu farq superplastiklashtiruvchi va tsement zarralari o'rtasidagi adsorbsiya modeli turlicha bo'lganligi sababli yuzaga keladi. Yuqori molekulyar adsorbsion qatlam va tsement zarralari o'rtasidagi o'zaro ta'sir zeta potentsialida ozgina o'zgarish bilan ham sterik, ham elektrostatik repulsiyaga olib keladi.

Tsement dispersiyasi mexanizmi bo'yicha tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, dispersiyani ionli itarilish bilan tushuntiruvchi DLVO nazariyasi ko'pincha eksperimental natijalarga mos kelmaydi. Sterik to'siq effekti polikarboksilatli superplastifikatorlarning tsementdagi dispersiv ta'sirini muvaffaqiyatli tushuntiradi. Polimer tsement zarralari yuzasiga adsorbsiyalanadi, yon zanjirlar eritma ichiga cho'ziladi. Ushbu yon zanjirlar sterik to'siq hosil qiladi, zarrachalarning yaqin aloqa qilishiga to'sqinlik qiladi, shu bilan ularning tarqalishi va barqarorligini ta'minlaydi. Ushbu mexanizm bugungi kunda keng tarqalgan. Uzoq yon zanjirli polimerlar past zeta potentsial va yuqori sterik repulsiyani namoyon qiladi, bu esa mukammal dispersiyaga olib keladi. Shu bilan birga, yon zanjirning haddan tashqari uzunligi dispers zarrachalarning sirt yon zanjirlari orasidagi chalkashlikka olib kelishi mumkin, bu esa zarrachalar aglomeratsiyasiga olib keladi.