Forschungsfortschritte in der Synthesetechnologie von Polycarboxylat-Superplastifikatoren

Polycarboxylat-Wasserreduzierer(PCE) hat eine hohe Mischkapazität und eine hohe Wasserreduktionsrate (>40 %), was die Verarbeitbarkeit, die mechanischen Eigenschaften und die Haltbarkeit von Beton deutlich verbessern kann. Es ist zu einem Hochleistungs- oder Ultrahochleistungsbeton geworden. Eine der wesentlichen Komponenten bei der Gestaltung des Betonmischungsverhältnisses. PCE besteht normalerweise aus einer Hauptkette, die eine anionische Gruppe (wie eine Carboxylgruppe, eine Sulfonsäuregruppe, eine Phosphatgruppe usw.) enthält, und einer Seitenkette mit einer neutralen Pfropfladung. Das Anion wird hauptsächlich als Adsorptionsgruppe an den positiv geladenen Zementpartikeln adsorbiert. Die Oberfläche sorgt für elektrostatische Abstoßung und die Seitenkette für räumliche Abstoßungskraft. Die synergistische Wirkung der beiden unterbricht den Flockungszustand zwischen den Zementpartikeln und verbessert die Dispergierbarkeit des Zementschlamms. Eine Vielzahl modifizierter PCEs (wie Seitenketten, Pfropfdichten, verankernde funktionelle Gruppen und Rückgratlängen) zeigen unterschiedliche Wirkungen und können für Betone mit unterschiedlichen Leistungsanforderungen verwendet werden. Da die Qualität der Betonrohstoffe immer weiter abnimmt und die Leistungsanforderungen weiter steigen, reagiert PCE immer empfindlicher auf Betonmischungsverhältnisse und Produktionsbedingungen wie Zementart, Wasser-Zement-Verhältnis, Betriebstemperatur und Mischzeit. Die Inkompatibilität von PCE und Geliermaterialien, die aus Carboxyl- und Polyethylenoxid-Seitenketten (PEO) bestehen, wird immer deutlicher. Ultrahochleistungsbeton stellt immer höhere Anforderungen an die PCE-Leistung, und es ist eine Reihe von PCE mit hoher Leistung und Schrumpfung und Viskositätsreduzierung entstanden. PCE wird hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: eine ist ein Polyester-PCE, das durch Copolymerisation oder Veresterung/Umesterung in wässriger Lösung aus α-Methoxy-Poly(ethylenglykol)-Methacrylat (MPEG-MA) synthetisiert wird; der andere Typ ist die radikalische Copolymerisation von α-Allyl-α-Methoxy- oder β-Hydroxypolyethylenglykolether und Maleinsäureanhydrid als Schlüsselmonomere durch Masse- oder Wasserlösung oder Isoprenoxidation. Polyether-PCE wird durch Copolymerisation von Diol, Acrylsäure und α-Methacryloyl-α-methoxy oder α-Hydroxypolyethylenglykolether synthetisiert. Verschiedene funktionelle Gruppen in PCE haben unterschiedliche Wirkungen: Die Carbonsäuregruppe wirkt wasserreduzierend und verzögernd, die Sulfonsäuregruppe wirkt dispergierend, die -OH-Hydroxylgruppe wirkt verzögernd und imprägnierend benetzend, während die polyethoxylierte Gruppe im Fluss verbleibt. Sexuelle Wirkung. Die Wasserreduzierungsrate von Ester-PCE und die Fähigkeit, die Zementhydratation zu hemmen, sind etwas geringer als die von Ether-PCE. Der radikalische Polymerisationsprozess ist einfach und die Synthesebedingungen sind mild, aber der Polymerisationsgrad wird aufgrund der irreversiblen Reaktion reduziert und das Syntheseprodukt ist schwer zu kontrollieren.Durch die lebende radikalische Polymerisation (RAFT) kann der Block-PCE mit kontrolliertem Molekulargewicht und enger Molekulargewichtsverteilung hergestellt werden.