Är potentialen hos polykarboxylisk supermjukgörare stor?

I Kina upptar polykarboxylat superplasticizers för närvarande över 85% av marknadsandelen. De används inte bara i stor utsträckning i färdigblandad betong utan spelar också en oersättlig roll i prefabricerad betong. Inom överskådlig framtid kommer polykarboxylatsupermjukgörare att fortsätta att vara en samlingspunkt för forskare av betongtillsatser både nationellt och internationellt.

Wang Xiaoqing, grundaren av Borida, har personligen upplevt och deltagit i hela resan med polykarboxylat-supermjukgörare från starten till deras nuvarande anmärkningsvärda utveckling. Nyligen, under ett veckovis företagsmöte, påpekade han att de nya utmaningarna i samband med konkreta råvaror och tekniska krav kommer att bestå på lång sikt. Därför är uppgiften för betongtillsatsarbetare fortfarande skrämmande, och forskningen om polykarboxylat-supermjukgörare fortsätter att blomstra.

Pågående forskningsinsatser

Polykarboxylat-supermjukgörare är den tredje generationen av supermjukgörare, efter lignosulfonat- och naftalenbaserade supermjukgörare. Deras egenskaper inkluderar låg dosering (ungefär 0.20 % fast innehåll), höga vattenreduktionsgrader (inte mindre än 25 %, upp till 35 %), betydande förbättringseffekter (28-dagars förbättring av tryckhållfastheten på minst 30 %) och minimal påverkan på betongens krympning (28-dagkrympning som inte överstiger 110 %). Dessutom framställs polykarboxylat-supermjukgörare utan skadliga material såsom formaldehyd. Deras molekylära struktur kan utformas flexibelt, vilket möjliggör den potentiella syntesen av produkter med olika funktioner, inklusive egenskaper med långsam frisättning, anti-stick och låga luftindragande egenskaper, vilket har gjort dem allmänt gynnade.

På mötet betonade Wang Xiaoqing att inte bara självkompakterande betong och höghållfast eller ultrahöghållfast betong är beroende av polykarboxylat-supermjukgörare för låga vattencementförhållanden (0.30– 0.45) och ultralåga vatten-cementförhållanden (0.15–0.30), men vanlig betong beror också på deras stöd. Utvecklingen av polykarboxylatsupermjukgörare i Kina har genomgått sex steg: inledande kontakt, provanvändning av import, oberoende forskning och utveckling, produktstandardisering och applikationsnormalisering, kraftfull marknadsföring och storskalig produktion och tillämpning. Men eftersom polykarboxylat-supermjukgörare ännu inte fullt ut har uppfyllt de nya kraven för betongteknik och de nya utmaningar som råvarorna innebär, kan forskningsinsatserna inte lätta på.

Nya utmaningar kräver ny teknik

Trots betydande framgångar inom forskning, produktion och applicering av betongtillsatser i Kina kvarstår många utmaningar. Polykarboxylat-supermjukgörare används för att förbättra bearbetbarheten (flytbarhet, kohesivitet och vattenretention) hos betongblandningar, men ingenjörssamfundet är mycket oroad över deras effekter på luftindragning, härdningstid och de mekaniska egenskaperna, deformationen och hållbarheten hos härdad betong. Dessutom är de statliga beskrivningarna av betongblandningar - såsom tunna, tjocka, klibbiga och flytande - relaterade inte bara till kvaliteten på andra råmaterial utan också till egenskaperna hos de polykarboxylat-supermjukgörare som används. Således får forskare och producenter av polykarboxylat-supermjukgörare inte dämpa sina ansträngningar och bör fortsätta att utforska dessa områden på djupet.

Förhållandena för cement liknar ofta en "blind låda", eftersom det är utmanande att få information om klinker i cement, typer och förhållanden av blandade material, och till och med komponenterna i råmaterialsliphjälpmedel, klinkersliphjälpmedel och förstärkare. Forskarlag utvecklar polykarboxylatsliphjälpmedel för att säkerställa kompatibilitet mellan cement- och polykarboxylatsupermjukgörare. Den oåterkalleliga trenden att ersätta flodsand med tillverkad sand utgör en annan utmaning. Som svar optimerar många forskare den molekylära strukturen hos polykarboxylatsupermjukgörare för att förbättra prestanda och ge speciella funktioner, inklusive att välja typer och molekylvikter för stora monomerer, introducera olika funktionella grupper och justera syra-eterförhållandet och total molekylvikt. Att undersöka möjligheten att blanda polykarboxylat-supermjukgörare med vissa funktionella tillsatser för att säkerställa höga vattenreduktionshastigheter samtidigt som man möter behov som anti-slump, anti-stick och kontrollerad härdningsstyrka är också värt att försöka, förutsatt att deras kompatibilitet och löslighet kan säkerställas.

Low Carbon blir en viktig utvecklingsriktning

Med samhällsutvecklingen har kraven på betongmaterial vad gäller kostnadsbesparingar, avfallsminskning, energieffektivitet, utsläppsminskningar och låga koldioxidutsläpp ökat alltmer. Samtidigt har polykarboxylat-supermjukgörare erkänts av experter för sin roll i utsläppsminskning och låga koldioxidutsläpp i betongindustrin.

Kolutsläppen under framställningen av polykarboxylat-supermjukgörare är relativt låga, och jämfört med de utsläppsreducerande effekterna av deras effektiva applicering i betong kan dessa utsläpp anses vara försumbara. Sun Zhenping noterade att produktionen av ett ton silikatcement - från råmaterialextraktion genom råmaterialbearbetning, klinkerförbränning till produktmalning - genererar cirka 0,85 ton koldioxid. Som världens största cementproducent står Kina inför brådskande uppgifter inom energibesparing och utsläppsminskning inom cementindustrin. För att sänka energiförbrukningen och minska koldioxidutsläppen inom cementindustrin är användningen av betongtillsatser och supermjukgörare avgörande. Mineraltillsatser som bildas av olika fasta avfall genom enkel bearbetning är särskilt viktiga för dispergeringsverkan av polykarboxylat-supermjukgörare.

Under appliceringen av polykarboxylat-supermjukgörare är det viktigt att beakta både deras adsorptions- och dispergeringseffekter på cementpartiklar, såväl som inverkan av kompletterande material såsom flygaska, slaggpulver, kalkstenspulver och avfallsavfall på deras adsorption. Även om vissa tilläggsmaterial kan ha lägre adsorptionshastigheter än cement, kan adsorptionen av kolgangepulver och sämre flygaska vara betydande. Utvecklingen av alkaliaktiverade bindemedel och lågkolhaltiga cement (såsom LC3-cement) kan introducera nya utmaningar för appliceringen av polykarboxylat-supermjukgörare, eftersom speciella strukturer som metakaolin och lågtemperaturbränd lera kan öka deras adsorptionshastigheter och därigenom påverka deras spridning. effekter i betong.

I samband med nationell betoning på energibesparing, utsläppsminskning och den gröna och intelligenta omvandlingen av byggbranschen, representerar utmaningarna som betongindustrin står inför i förhållande till polykarboxylat superplasticizers både svårigheter och möjligheter. Med tanke på den starka designbarheten hos molekylstrukturen hos polykarboxylatsupermjukgörare, kan dessa utmaningar stimulera ytterligare utveckling i branschen. En av de viktigaste inriktningarna för framtida utveckling av polykarboxylat-supermjukgörare kommer att vara att ta itu med kompatibilitetsproblem med betongblandningar under lågkolscenarier. För att uppnå detta kan modifieringar göras i den molekylära strukturen hos polykarboxylat-supermjukgörare, eller blandning med andra typer av tillsatser kan utforskas för att förbättra kompatibiliteten, även om dessa lösningar fortfarande kräver djupgående forskning.