Is het potentieel van polycarboxylische superplastificeerder groot?

In China bezetten polycarboxylaat-superweekmakers momenteel meer dan 85% van het marktaandeel. Ze worden niet alleen veel gebruikt in stortklaar beton, maar spelen ook een onvervangbare rol in prefab beton. In de nabije toekomst zullen polycarboxylaat-superplastificeerders een aandachtspunt blijven voor onderzoekers van betonmengsels, zowel nationaal als internationaal.

De heer Wang Xiaoqing, de oprichter van Borida, heeft persoonlijk het hele traject van polycarboxylaat-superplastificeermiddelen meegemaakt en eraan deelgenomen, vanaf het begin tot aan hun huidige opmerkelijke ontwikkeling. Onlangs wees hij er tijdens een wekelijkse bedrijfsbijeenkomst op dat de nieuwe uitdagingen die verband houden met concrete grondstoffen en technische vereisten op de lange termijn zullen blijven bestaan. Daarom blijft de taak voor werkers in betonmengsels lastig, en blijft het onderzoek naar polycarboxylaat-superplastificeermiddelen floreren.

Voortdurende onderzoeksinspanningen

Polycarboxylaat-superweekmakers zijn de derde generatie superweekmakers, na de superweekmakers op basis van lignosulfonaat en naftaleen. Hun kenmerken omvatten een lage dosering (ongeveer 0,20% vaste stofgehalte), hoge waterreductiepercentages (niet minder dan 25%, oplopend tot 35%), significante verbeteringseffecten (28-verbetering van de druksterkte per dag van niet minder dan 30%) en een minimale impact op de betonkrimp (28-dagkrimp mag niet groter zijn dan 110%). Bovendien worden polycarboxylaat-superweekmakers geproduceerd zonder schadelijke materialen zoals formaldehyde. Hun moleculaire structuur kan flexibel worden ontworpen, waardoor de potentiële synthese van producten met verschillende functies mogelijk wordt, waaronder langzame afgifte, antikleefeigenschappen en lage luchtmeevoeringseigenschappen, waardoor ze algemeen de voorkeur genieten.

Tijdens de bijeenkomst benadrukte Wang Xiaoqing dat niet alleen zelfverdichtend beton en beton met hoge sterkte of ultrahoge sterkte afhankelijk zijn van polycarboxylaat-superweekmakers voor lage water-cementverhoudingen (0.30– 0.45) en ultra-lage water-cementverhoudingen (0.15–0,30), maar gewoon beton is ook afhankelijk van hun ondersteuning. De ontwikkeling van polycarboxylaat-superplastificeerders in China heeft zes fasen doorlopen: eerste contact, proefgebruik van geïmporteerde producten, onafhankelijk onderzoek en ontwikkeling, productstandaardisatie en toepassingsnormalisatie, krachtige promotie en grootschalige productie en toepassing. Omdat polycarboxylaat-superplastificeermiddelen echter nog niet volledig voldoen aan de nieuwe eisen van de betontechniek en de nieuwe uitdagingen die grondstoffen met zich meebrengen, kunnen de onderzoeksinspanningen niet worden verslapt.

Nieuwe uitdagingen vereisen nieuwe technologieën

Ondanks aanzienlijke prestaties op het gebied van onderzoek, productie en toepassing van betonmengsels in China, blijven er nog tal van uitdagingen bestaan. Polycarboxylaat-superplastificeermiddelen worden gebruikt om de verwerkbaarheid (vloeibaarheid, cohesie en waterretentie) van betonmengsels te verbeteren, maar de technische gemeenschap maakt zich grote zorgen over hun effecten op het meevoeren van lucht, de uithardingstijd en de mechanische eigenschappen, vervorming en duurzaamheid van geharde betonmengsels. concreet. Bovendien houden de toestandsbeschrijvingen van betonmengsels, zoals dun, dik, kleverig en vloeibaar, niet alleen verband met de kwaliteit van andere grondstoffen, maar ook met de kenmerken van de gebruikte polycarboxylaat-superweekmakers. Onderzoekers en producenten van polycarboxylaat-superweekmakers mogen hun inspanningen dus niet verslappen en moeten deze gebieden diepgaand blijven onderzoeken.

De omstandigheden van cement lijken vaak op een ‘blinde doos’, omdat het een uitdaging is om informatie te verkrijgen over de klinker in cement, de soorten en verhoudingen van gemengde materialen, en zelfs de componenten van grondstoffenslijphulpmiddelen, klinkerslijphulpmiddelen en versterkers. Onderzoeksteams ontwikkelen polycarboxylaat-slijphulpmiddelen om de compatibiliteit tussen cement en polycarboxylaat-superweekmakers te garanderen. De onomkeerbare trend om rivierzand te vervangen door kunstzand vormt een andere uitdaging. Als reactie hierop optimaliseren veel onderzoekers de moleculaire structuur van polycarboxylaat-superweekmakers om de prestaties te verbeteren en speciale functies te verlenen, waaronder het selecteren van typen en molecuulgewichten van grote monomeren, het introduceren van verschillende functionele groepen en het aanpassen van de zuur-etherverhouding en het totale molecuulgewicht. Het onderzoeken van de mogelijkheid om polycarboxylaat-superweekmakers te compounderen met bepaalde functionele mengsels om hoge waterreductiepercentages te garanderen en tegelijkertijd te voldoen aan behoeften zoals anti-inzakking, anti-kleefkracht en gecontroleerde hardingssterkte is ook de moeite waard, op voorwaarde dat hun compatibiliteit en oplosbaarheid kan worden gegarandeerd.

Koolstofarm wordt een belangrijke ontwikkelingsrichting

Met de maatschappelijke ontwikkeling is de vraag naar concrete materialen met betrekking tot kostenbesparingen, afvalvermindering, energie-efficiëntie, emissiereductie en een laag koolstofgehalte steeds groter geworden. Tegelijkertijd zijn polycarboxylaat-superweekmakers door deskundigen erkend vanwege hun rol bij het terugdringen van emissies en een laag koolstofgehalte in de betonindustrie.

De koolstofemissies tijdens de bereiding van polycarboxylaat-superweekmakers zijn relatief laag, en vergeleken met de emissiereductie-effecten die worden veroorzaakt door hun effectieve toepassing in beton, kunnen deze emissies als verwaarloosbaar worden beschouwd. Sun Zhenping merkte op dat de productie van één ton silicaatcement – ​​van de extractie van grondstoffen via de verwerking van grondstoffen, het calcineren van klinkers tot het vermalen van producten – ongeveer 0,85 ton kooldioxide genereert. Als 's werelds grootste cementproducent staat China voor dringende taken op het gebied van energiebesparing en emissiereductie in de cementindustrie. Om het energieverbruik te verlagen en de CO2-uitstoot in de cementindustrie te verminderen, is het gebruik van betonhulpstoffen en superweekmakers cruciaal. Minerale mengsels die door eenvoudige verwerking uit verschillende vaste afvalstoffen worden gevormd, zijn bijzonder essentieel voor de dispergerende werking van polycarboxylaat-superweekmakers.

Tijdens de toepassing van polycarboxylaat-superweekmakers is het essentieel om rekening te houden met zowel hun adsorptie- en dispergerende effecten op cementdeeltjes, als met de invloed van aanvullende materialen zoals vliegas, slakpoeder, kalksteenpoeder en residuen op hun adsorptie. Hoewel sommige aanvullende materialen een lagere adsorptiesnelheid kunnen hebben dan cement, kan de adsorptie van steenkoolgangsteenpoeder en inferieure vliegas aanzienlijk zijn. De ontwikkeling van alkali-geactiveerde bindmiddelen en koolstofarme cementen (zoals LC3-cement) kan nieuwe uitdagingen met zich meebrengen voor de toepassing van polycarboxylaat-superweekmakers, omdat speciale structuren zoals metakaolien en bij lage temperatuur gecalcineerde klei hun adsorptiesnelheid zouden kunnen verhogen, waardoor hun dispergerende eigenschappen zouden worden beïnvloed. effecten in beton.

In de context van de nationale nadruk op energiebesparing, emissiereductie en de groene en intelligente transformatie van de bouwsector, vertegenwoordigen de uitdagingen waarmee de betonindustrie wordt geconfronteerd met betrekking tot polycarboxylaat-superplastificeerders zowel moeilijkheden als kansen. Gezien de sterke ontwerpbaarheid van de moleculaire structuur van polycarboxylaat-superweekmakers, kunnen deze uitdagingen verdere ontwikkeling in de industrie stimuleren. Een van de belangrijkste richtingen voor de toekomstige ontwikkeling van polycarboxylaat-superweekmakers zal het aanpakken van compatibiliteitsproblemen met betonmengsels zijn onder koolstofarme scenario's. Om dit te bereiken kunnen wijzigingen worden aangebracht in de moleculaire structuur van polycarboxylaat-superweekmakers, of kan compounding met andere soorten mengsels worden onderzocht om de compatibiliteit te verbeteren, hoewel deze oplossingen nog steeds diepgaand onderzoek vereisen.