Er potensialet til polykarboksylisk superplasticizer stort?

I Kina opptar polykarboksylat superplasticizers for tiden over 85% av markedsandelen. De er ikke bare mye brukt i ferdigblandet betong, men spiller også en uerstattelig rolle i prefabrikert betong. I overskuelig fremtid vil polykarboksylat superplasticizers fortsette å være et samlingspunkt for forskere av betongtilsetninger både nasjonalt og internasjonalt.

Mr. Wang Xiaoqing, grunnleggeren av Borida, har personlig erfart og deltatt i hele reisen med polykarboksylat-superplastisatorer fra starten til deres nåværende bemerkelsesverdige utvikling. Nylig, under et ukentlig bedriftsmøte, påpekte han at de nye utfordringene knyttet til betongråstoff og ingeniørkrav vil vedvare på sikt. Derfor er oppgaven for betongtilsetningsarbeidere fortsatt skremmende, og forskningen på polykarboksylat-superplastiserende midler fortsetter å blomstre.

Pågående forskningsinnsats

Polykarboksylat-supermyknere er tredje generasjon supermyknere, etter lignosulfonat- og naftalenbaserte supermyknere. Deres egenskaper inkluderer lav dosering (omtrent 0.20 % fast innhold), høye vannreduksjonshastigheter (ikke mindre enn 25 %, opp til 35 %), betydelige forbedringseffekter (28-dagsforbedring av trykkstyrken på ikke mindre enn 30 %), og minimal innvirkning på betongsvinn (28-dagerskrymping som ikke overstiger 110 %). I tillegg produseres polykarboksylat superplasticizers uten skadelige materialer som formaldehyd. Deres molekylære struktur kan utformes fleksibelt, noe som gir mulighet for potensiell syntese av produkter med forskjellige funksjoner, inkludert langsom frigjøring, anti-klebing og lav luft-medrivende egenskaper, noe som har gjort dem mye foretrukket.

I møtet la Wang Xiaoqing vekt på at ikke bare selvkomprimerende betong og høyfast eller ultrahøystyrkebetong er avhengig av polykarboksylat-superplastiserende midler for lave vann-sementforhold (0.30– 0.45) og ultralave vann-sementforhold (0.15–0.30), men vanlig betong er også avhengig av deres støtte. Utviklingen av polykarboksylat superplasticizers i Kina har gjennomgått seks stadier: innledende kontakt, prøvebruk av import, uavhengig forskning og utvikling, produktstandardisering og bruksnormalisering, kraftig markedsføring og storskala produksjon og anvendelse. Men ettersom polykarboksylat-superplastiserende midler ennå ikke fullt ut har oppfylt de nye kravene til betongteknikk og de nye utfordringene som råvarer utgjør, kan forskningsinnsatsen ikke lempes.

Nye utfordringer krever ny teknologi

Til tross for betydelige prestasjoner innen forskning, produksjon og anvendelse av betongtilsetninger i Kina, gjenstår det mange utfordringer. Polykarboksylat-supermyknere brukes for å forbedre bearbeidbarheten (flytbarhet, kohesivitet og vannretensjon) til betongblandinger, men ingeniørmiljøet er svært bekymret for deres effekter på luft-medriving, herdetid og de mekaniske egenskapene, deformasjonen og holdbarheten til herdet betong. Videre er de statlige beskrivelsene av betongblandinger - som tynne, tykke, klebrige og flytende - ikke bare relatert til kvaliteten på andre råmaterialer, men også til egenskapene til polykarboksylat-superplastisatorene som brukes. Forskere og produsenter av polykarboksylat-supermyknere må derfor ikke senke innsatsen og bør fortsette å utforske disse områdene i dybden.

Betingelsene for sement ligner ofte på en "blind boks", da det er utfordrende å få informasjon om klinker i sement, typer og forhold mellom blandede materialer, og til og med komponentene i råstoffslipehjelpemidler, klinker-slipehjelpemidler og forsterkere. Forskningsteam utvikler polykarboksylat-slipehjelpemidler for å sikre kompatibilitet mellom sement- og polykarboksylat-supermyknere. Den irreversible trenden med å erstatte elvesand med produsert sand byr på en annen utfordring. Som svar optimerer mange forskere den molekylære strukturen til polykarboksylat-superplastiserende midler for å forbedre ytelsen og gi spesielle funksjoner, inkludert å velge typer og molekylvekter av store monomerer, introdusere forskjellige funksjonelle grupper og justere syre-eterforholdet og total molekylvekt. Å undersøke muligheten for å blande polykarboksylat-supermyknere med visse funksjonelle tilsetningsstoffer for å sikre høye vannreduksjonshastigheter samtidig som de oppfyller behov som anti-slump, anti-stick og kontrollert herdestyrke er også verdt å forsøke, forutsatt at deres kompatibilitet og løselighet kan sikres.

Lavkarbon blir en viktig utviklingsretning

Med samfunnsutviklingen har kravene til betongmaterialer med hensyn til kostnadsbesparelser, avfallsreduksjon, energieffektivitet, utslippsreduksjon og lavt karbon øket. Samtidig har polykarboksylat superplasticizers blitt anerkjent av eksperter for deres rolle i utslippsreduksjon og lavkarbon i betongindustrien.

Karbonutslippene under fremstillingen av polykarboksylat-supermyknere er relativt lave, og sammenlignet med utslippsreduksjonseffektene som frembringes av deres effektive anvendelse i betong, kan disse utslippene anses som ubetydelige. Sun Zhenping bemerket at produksjonen av ett tonn silikatsement – ​​fra råvareekstraksjon gjennom råmaterialebehandling, klinkerkalsinering, til produktmaling – genererer omtrent 0.85 tonn karbondioksid. Som verdens største sementprodusent står Kina overfor presserende oppgaver innen energisparing og utslippsreduksjon i sementindustrien. For å senke energiforbruket og redusere karbonutslipp i sementindustrien er bruk av betongtilsetninger og supermyknere avgjørende. Mineraltilsetninger dannet fra forskjellige faste avfall gjennom enkel bearbeiding er spesielt viktige for spredningsvirkningen til polykarboksylat-supermyknere.

Under påføring av polykarboksylat-superplastiserende midler er det viktig å vurdere både deres adsorpsjons- og spredningseffekter på sementpartikler, så vel som påvirkningen av tilleggsmaterialer som flyveaske, slaggpulver, kalksteinspulver og avgangsmasser på deres adsorpsjon. Mens noen tilleggsmaterialer kan ha lavere adsorpsjonshastigheter enn sement, kan adsorpsjonen av kullgangpulver og dårligere flyveaske være betydelig. Utviklingen av alkaliaktiverte bindemidler og lavkarbonsementer (som LC3-sement) kan introdusere nye utfordringer for bruk av polykarboksylat-superplastiserende midler, ettersom spesielle strukturer som metakaolin og lavtemperaturkalsinert leire kan øke deres adsorpsjonshastigheter, og dermed påvirke spredningen av dem. effekter i betong.

I sammenheng med nasjonal vektlegging av energisparing, utslippsreduksjon og den grønne og intelligente transformasjonen av byggenæringen, representerer utfordringene betongindustrien står overfor i forhold til polykarboksylat-superplastiserere både vanskeligheter og muligheter. Gitt den sterke designbarheten til molekylstrukturen til polykarboksylat-supermyknere, kan disse utfordringene stimulere til videre utvikling i industrien. En av hovedretningene for fremtidig utvikling av polykarboksylat superplasticizers vil være å løse kompatibilitetsproblemer med betongblandinger under lavkarbon-scenarier. For å oppnå dette kan det gjøres modifikasjoner av den molekylære strukturen til polykarboksylat-superplastiserende midler, eller blanding med andre typer tilsetningsstoffer kan utforskes for å forbedre kompatibiliteten, selv om disse løsningene fortsatt krever dyptgående forskning.