การสังเคราะห์และคุณสมบัติทางเทคนิคของสารลดน้ำพิเศษของกรดโพลีคาร์บอกซิลิก
Sep 29, 2024
สารโพลีคาร์บอกซิเลต สารลดน้ำพิเศษได้รับการออกแบบด้วยโครงสร้างโมเลกุลเทียม โดยมีส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพในสัดส่วนสูงและช่วงน้ำหนักโมเลกุลที่เข้มข้น ผลที่ได้คือ สารลดน้ำพิเศษโพลีคาร์บอกซิเลทไม่เพียงแต่ให้อัตราการลดน้ำที่สูงขึ้นและการกักเก็บการตกตะกอนเป็นเวลานานเมื่อเทียบกับสารลดน้ำพิเศษอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังต้องใช้ปริมาณที่น้อยกว่าอีกด้วย

เนื่องจากข้อได้เปรียบทางเทคนิคที่สำคัญ สารลดน้ำพิเศษโพลีคาร์บอกซิเลทจึงกลายเป็นตัวแทนของสารลดน้ำรุ่นใหม่ที่กำลังพัฒนาทั่วโลก ในญี่ปุ่น สารลดน้ำพิเศษโพลีคาร์บอกซิเลทได้เข้ามาแทนที่สารลดน้ำพิเศษที่มีแนฟทาลีนในคอนกรีตเชิงพาณิชย์แล้ว
สารลดน้ำพิเศษประสิทธิภาพสูงที่ใช้โพลีคาร์บอกซิเลทเป็นสารลดน้ำประสิทธิภาพสูงรุ่นที่สาม ถัดจากสารลดน้ำพิเศษธรรมดาที่แสดงด้วยแคลเซียมจากไม้ และสารลดน้ำพิเศษประสิทธิภาพสูงแสดงโดยแนฟทาลีน ปัจจุบันมีความก้าวหน้าที่สุดในโลก โดยมีเนื้อหาทางเทคโนโลยีสูงสุด โอกาสในการใช้งานที่ดีที่สุด และประสิทธิภาพที่ครอบคลุมที่เหมาะสมที่สุด สารลดน้ำพิเศษประสิทธิภาพสูงประเภทโพลีคาร์บอกซิเลท DH-4005 เป็นตัวแทนของเทคโนโลยีชั้นนำของผลิตภัณฑ์ลดน้ำที่มีอยู่ในปัจจุบัน การเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ในประเทศและต่างประเทศที่คล้ายคลึงกันแสดงให้เห็นว่าสารลดน้ำพิเศษประสิทธิภาพสูงโพลีคาร์บอกซิเลทบรรลุระดับขั้นสูงระดับสากลในด้านตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางเทคนิคและความคุ้มค่า
การสังเคราะห์แบบหยาบ:ละลายกรดอะคริลิก โซเดียมเมทัลลิลซัลโฟเนต แอมโมเนียมเพอร์ซัลเฟต และโพลีเอทิลีนไกลคอล อัลลิล โมโนเมอร์ในน้ำปราศจากไอออนเพื่อทำสารละลายที่เป็นน้ำ 20% ในขวดแบบสามคอที่ติดตั้งเครื่องกวน คอนเดนเซอร์ไหลย้อน และเทอร์โมมิเตอร์ ให้เติมโมโนเมอร์และตัวเริ่มปฏิกิริยาเป็นชุด หลังจากเติมเสร็จแล้ว ให้คงปฏิกิริยาไว้ที่ 75 องศาเป็นระยะเวลาหนึ่ง เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสิ้น ให้ปรับ pH เป็น 7–8 ด้วยสารละลาย NaOH 20% เพื่อให้ได้สารลดน้ำพิเศษโพลีคาร์บอกซิเลทสีเหลืองหรือสีน้ำตาลแดงที่มีความเข้มข้นประมาณ 20%
ประสิทธิภาพทางเทคนิค:
| รายการ | พีซี (รุ่นมาตรฐาน) | PC (ประเภทหน่วงเวลา) |
|---|---|---|
| รูปร่าง | ของเหลวสีน้ำตาลอ่อน | ของเหลวสีน้ำตาลอ่อน |
| ความหนาแน่น (กรัม/มิลลิลิตร) | 1.07 ± 0.02 | 1.07 ± 0.02 |
| เนื้อหาที่เป็นของแข็ง (%) | 20 ± 2 | 20 ± 2 |
| ความสามารถในการไหลของซีเมนต์เพสต์ (ซีเมนต์อ้างอิง) (มม.) | มากกว่าหรือเท่ากับ 250 (W/C=0.29) | มากกว่าหรือเท่ากับ 250 (W/C=0.29) |
| ค่า pH | 6–8 | 6–8 |
| ปริมาณไอออนคลอไรด์ (%) | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.02 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.02 |
| ปริมาณอัลคาไล (Na2O + 0.658K2O) (%) | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.2 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.2 |
| รายการ | พีซี (รุ่นมาตรฐาน) | PC (ประเภทหน่วงเวลา) |
|---|---|---|
| อัตราการลดการใช้น้ำ (%) | 25–45 | 25–45 |
| อัตราส่วนอัตราการตกเลือด (%) | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 20 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 20 |
| การตกต่ำเพิ่มขึ้น (มม.) | >100 | >100 |
| การเก็บรักษาความตกต่ำ (1 ชม.) (มม.) | มากกว่าหรือเท่ากับ 160 | มากกว่าหรือเท่ากับ 160 |
| ปริมาณอากาศ (%) | 2.0–5.0 | 2.0–5.0 |
| การตั้งค่าความแตกต่างของเวลา (นาที) | การตั้งค่าเริ่มต้น: -90 ถึง +90; การตั้งค่าสุดท้าย: -90 ถึง +90 | การตั้งค่าเริ่มต้น: +150; การตั้งค่าสุดท้าย: +150 |
|
รายการ |
พีซี (รุ่นมาตรฐาน) | PC (ประเภทหน่วงเวลา) |
|---|---|---|
| อัตราส่วนกำลังอัด (%) | 1d: มากกว่าหรือเท่ากับ 180 | ไม่มีข้อกำหนด |
| 3d: มากกว่าหรือเท่ากับ 165 | มากกว่าหรือเท่ากับ 155 | |
| 7d: มากกว่าหรือเท่ากับ 155 | มากกว่าหรือเท่ากับ 145 | |
| 28d: มากกว่าหรือเท่ากับ 135 | มากกว่าหรือเท่ากับ 130 | |
| ความทนทาน | อัตราการหดตัว 28d (%) น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 |
| 200 โมดูลัสไดนามิกสัมพัทธ์การแช่แข็ง-ละลาย (%) มากกว่าหรือเท่ากับ 60 | มากกว่าหรือเท่ากับ 60 | |
| ความสามารถในการซึมผ่านของไอออนคลอไรด์ (C) | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1,000 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1,000 |
| อัตราส่วนความลึกของคาร์บอเนต (%) | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 | น้อยกว่าหรือเท่ากับ 100 |
| การกัดกร่อนของเหล็กเสริม | ไม่มี | ไม่มี |
| ปริมาณทั่วไป (%) | 0.8–1.5% ของวัสดุประสานทั้งหมด | - |
ผลการลดน้ำเป็นบทบาทสำคัญของสารลดแรงตึงผิวในกระบวนการไฮเดรชั่นของซีเมนต์ เครื่องลดน้ำสามารถลดปริมาณน้ำที่ใช้ต่อหน่วยได้โดยไม่กระทบต่อความสามารถในการทำงานของคอนกรีต หรือสามารถปรับปรุงความสามารถในการทำงานของคอนกรีตได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนการใช้น้ำ หรือผลกระทบทั้งสองอย่างสามารถทำได้พร้อมกันโดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงปริมาณอากาศของส่วนผสมอย่างมีนัยสำคัญ ปัจจุบันสารลดน้ำคอนกรีตที่ใช้ทั้งหมดเป็นสารลดแรงตึงผิว โดยเฉพาะสารลดแรงตึงผิวแบบประจุลบ
เมื่อปูนซีเมนต์ผสมกับน้ำ จะเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่น ส่งผลให้โครงสร้างการตกตะกอนบางส่วนดักจับน้ำผสมไว้จำนวนมาก จึงลดความสามารถในการทำงานของคอนกรีตสด (หรือที่เรียกว่าความสามารถในการทำงาน ซึ่งหมายถึงความสามารถของคอนกรีตสดให้คงความสม่ำเสมอ) และมีขนาดกะทัดรัดโดยไม่มีการแยกระหว่างการผสม การขนส่ง และการเท) เพื่อรักษาความสามารถในการทำงานที่ต้องการในระหว่างการก่อสร้าง จะต้องเพิ่มปริมาณน้ำผสมตามนั้น อย่างไรก็ตาม การเพิ่มปริมาณน้ำอาจทำให้เกิดช่องว่างมากเกินไปในโครงสร้างซีเมนต์เพสต์ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของคอนกรีตชุบแข็ง หากสามารถปล่อยน้ำที่ติดอยู่ได้ ปริมาณการใช้น้ำของคอนกรีตจะลดลงอย่างมาก ด้วยการผสมสารลดน้ำในปริมาณที่เหมาะสมในระหว่างกระบวนการเตรียมคอนกรีต จึงสามารถบรรลุผลนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
