聚羧酸系分散剂的新工艺
通过对聚羧酸系外加剂分子结构的设计,既可降低混凝土的用水量,又有助于混凝土施工作业。
在混凝土行业中,使用化学外加剂提高混凝土性能,已是一项广为接受的应用实践。引气剂、早强剂和减水剂都已成为有价值的添加剂,提供给混凝土生产商。有 时,减水剂特别有助于满足两项具有竞争性的要求,即在混凝土浇筑过程中所需的良好工作性,以及混凝土耐久性和其他各种硬化性能要求所需的低水胶比 。
减水剂这个产品术语的使用已有很多年了。ASTM C494标准中,把减水剂分成若干类:A类为减水剂;D类为缓凝型减水剂;E类为早强型减水剂;F类为高效型减水剂;G类为高效缓凝型减水剂。
此外,ASTM在ASTM C1017标准中,还包括了生产流动性混凝土所用的化学外加剂。该标准的重点是,在不降低用水量的状况下,生产高坍落度混凝土拌合物时,如何使用化学外加 剂。在大多数情况下,ASTM C494标准中分类为F型和G型的化学外加剂,被ASTM C1017标准规定用于生产流动性混凝土。这些高效减水剂不仅仅只是起减水作用,它们还会分散水泥颗粒。这种分散作用既可降低用水量,又可产生较高的坍落 度,或者两者兼而有之。因此,这类高效减水剂能提供的应用灵活性更大,产品也更有价值。
聚羧酸系分散剂
近十年来,分散剂化学已取得了重大的进展。其中包括在混凝土行业的所有产品领域中,均广泛引进和应用聚羧酸系分散剂。在此之前,大多数分散剂的化学性能只 局限于对分子的改性。但是,聚羧酸系分散剂的应用,已为开发各种新分子结构铺平了道路。聚羧酸系新分子结构不仅会影响混凝土的各种具体性能,而且还可以为 混凝土定制各种性能。这对于混凝土行业无疑是个巨大的技术进步。应用各种开发出的新分子结构,能单独分散波特兰水泥颗粒,而以前所用的分散剂,大多只是其 他工业的副产品而已。
只有为混凝土的应用专门设计的分子,才能使混凝土产品真正受益。在进行聚羧酸分子结构设计时,应使用户更深入地懂得,为什么它能在混凝土行业的应用中,会 有如此多的可靠性和灵活性。聚羧酸是具有梳状结构的聚合物,其命名本身就意味着其分子结构的特征,即由一个主杆和接枝多个侧链组成的,就像一个梳头的梳 子,其分子结构,使这类分散剂具有极佳的分散效果。此外,还必须让其能吸附在水泥颗粒的表面。聚羧酸分子的主杆起两个功能作用,其一是给结合部位定位,即 吸附在水泥颗粒表面,其二是使分子结构中的侧链位置固定。接枝的侧链起位阻效应,使被分散的水泥颗粒重新凝聚。
早期合成分散剂的生产工艺性质,决定了一位化学师掌控分散剂分子结构的能力,是有局限性的。通常,从分子结构设计的角度来看,要获得各种分散剂的分子结构 是颇为复杂的,而且,对其生产工艺的掌控也颇为困难。但是,要取得聚羧酸系分散剂的化学性能,有极其丰富的可能性。化学师可设计出一种具有良好减水效果的 分散剂,同时,又能在较长的时间段内,使混凝土保持很良好的工作性能。
但是,只有当我们真正弄请混凝土拌合物中其他材料的性能时,聚羧酸强大灵活的化学性能才对我们有帮助。总之,我们通 常所见到的多种多样的混凝土行为特性,都是可以探根寻源到水泥和骨料中其矿物学的多样性。这就为化学师,从一种既定的材料中发现的最根本的矿物学的角度出 发,来优化一种分散剂的性能,打开了产品设计的大门。这类下一代分散剂的设计依据,就是对聚羧酸的任何一个设计参数,进行精心和智能化控制,或通过定制的 配方进行控制,或两种方法综合运用。可以肯定的是,改变性能的博弈,通常是看其结果,而非过程。
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