Introduction et analyse du superplastifiant (avec la formule à la fin.)

Introduction et analyse du superplastifiant (avec la formule à la fin.)

Analyse de la formulation du superplastifiant

|Analyse et détection Le processus d'hydratation du ciment Portland est généralement divisé en cinq étapes : pré-induction, induction, accélération, décélération et stabilisation. La fonction du superplastifiant est essentiellement de prolonger la période d'induction de l'hydratation du ciment, principalement en retardant l'hydratation du ciment et de l'eau pour atteindre l'objectif de retardement. La plupart des superplastifiants sont des tensioactifs anioniques, et après avoir été incorporés au béton, les ions négatifs du superplastifiant –SO42-,-COO- seront adsorbés sur les particules de ciment sous l'action du Ca{{ chargé positivement. 4}} minerai des particules de ciment, formant la distribution ionique de la double couche électrique de diffusion (potentiel Zeta), et formant la distribution ionique de la double couche électrique de diffusion sur la surface, de sorte que les particules de ciment soient dispersées sous l'action de répulsion électrostatique et rendre le béton fluide. Plus la valeur absolue du potentiel zêta est élevée, meilleure est la réduction d’eau.

1. Classification du superplastifiant

1.1 Superplastifiant à haute efficacité polyalkylarylsulfonate Le principe de synthèse du superplastifiant naphtalène est réalisé par sulfonation, hydrolyse, condensation et neutralisation du naphtalène industriel, de l'acide sulfurique concentré, du formaldéhyde et de l'alcali dans certaines conditions de réaction. Selon différentes matières premières, il est divisé en trois catégories : superplastifiant à base de naphtalène, superplastifiant à base de méthylnaphtalène et superplastifiant à base d'anthracène. Parmi eux, le superplastifiant naphtalène (principalement le condensat de B-naphtalène sulfonate formaldéhyde) est principalement synthétisé avec du naphtalène industriel, le superplastifiant méthylnaphtalène est principalement synthétisé avec du méthylnaphtalène ou de l'huile de lavage contenant une haute teneur en méthylnaphtalène, et le superplastifiant anthracène est fabriqué avec de l'huile d'anthracène comme principale matière première synthétique.

Le superplastifiant naphtalène a une forte adaptabilité à différentes variétés de ciment, mélangé avec un dosage de ciment de 0, 75 % de ce type d'agent superplastifiant, peut économiser 15 à 20 % du dosage de ciment, le superplastifiant naphtalène à haute efficacité a un fort effet de dispersion sur le ciment, peut provoquer l'affaissement du béton de référence de 6 ~ 8 cm à 18 ~ 22 cm, mais la perte d'affaissement du béton est rapide, souvent 30 ~ 60 minutes pour perdre de la fluidité. Surtout lors de la construction dans un environnement à haute température comme l’été, cela affecte sérieusement la maniabilité du béton.

L'inconvénient majeur du superplastifiant naphtalène à haute efficacité est qu'il a de mauvaises performances de rétention d'affaissement et peut être mélangé avec un retardateur (tripolyphosphate de sodium, citrate de sodium, tartrate de potassium et de sodium, gluconate de sodium, saccharose) pour réduire la perte d'affaissement. Il peut également être combiné avec du lignosulfonate pour maintenir un certain entraînement d'air et réduire la perte d'affaissement du béton.

La quantité de superplastifiant et la teneur en sulfate du ciment affectent conjointement la fluidité du coulis de ciment. L'ajout d'une quantité appropriée de sulfate peut réduire la chaleur d'hydratation du ciment, retarder la réaction d'hydratation du ciment, améliorer la compatibilité du superplastifiant naphtalène avec le ciment et réduire la perte de fluidité au fil du temps. Lorsqu'il y a une quantité appropriée de superplastifiant naphtalène dans le coulis de ciment, l'effet du sulfate est plus évident.

Le condensat de mélamine formaldéhyde sulfoné, également connu sous le nom de superplastifiant de résine de mélamine soluble dans l'eau, a un effet de réduction d'eau significatif (le taux de réduction d'eau est supérieur à 25 %, légèrement inférieur au superplastifiant à haute efficacité au naphtalène), bonne performance de dispersion du ciment, résistance précoce significative effet, bonne adaptation à la cuisson à la vapeur et au durcissement, et n'affecte fondamentalement pas les caractéristiques du temps de prise du béton et de la teneur en gaz.

Inconvénients : La perte d’affaissement est rapide dans le béton et l’adaptabilité aux variétés de ciment n’est pas très bonne. De plus, il existe également des inconvénients tels qu'un coût de production élevé et une difficulté à fabriquer de la poudre.

Modification chimique :

L'urée partielle est utilisée pour remplacer la mélamine afin de préparer un superplastifiant à haute efficacité avec un taux de réduction d'eau élevé, réduisant ainsi les coûts. La modification chimique du superplastifiant lignosulfonate de sodium pour le p-aminolignosulfonate peut être résumée en trois aspects, à savoir : (1) une forte oxydation du lignosulfonate modifié, de sorte que le groupe retardateur (-OH) et la liaison éther (-O-) dans le lignosulfonate soient oxydés. en groupes carboxyle (-COOH) avec peu de retard, de manière à réduire l'effet retardateur du lignosulfonate et à améliorer sa dispersion et sa plage de dosage. (2) Les groupes chimiques de la molécule de lignosulfonate sont utilisés pour se co-condenser avec du formaldéhyde, du naphtalène sulfonate ou du sulfonate de mélamine pour préparer des superplastifiants. (3) copolymérisation par greffage de lignosulfonate avec d'autres produits chimiques pour améliorer les performances d'application du lignosulfonate.

1.2 Les acides polycarboxyliques sont des superplastifiants à haute efficacité,

et les polycarboxylates ont une structure moléculaire unique en nid d'abeille. Ce type de superplastifiant a un faible dosage, un taux de réduction d'eau pouvant atteindre 30 % à 40 %, une faible perte d'affaissement et une bonne adaptabilité à divers types de ciment et d'adjuvants. Les superplastifiants d'acide polycarboxylique sont généralement divisés en deux catégories, l'une est le polyoxyéthylène sulfonate d'anhydride maléique : l'anhydride maléique est la branche de liaison principale avec différentes chaînes ramifiées polyoxyvinyle (EO) ou polyoxypropyle (PO), et l'autre est le système acrylate acrylate : avec l'acide méthacrylique. comme branche de maillon principal avec différentes chaînes ramifiées (EO) ou (PO). Il comprend des séries d'acides polycarboxyliques et des polypolymères avec des groupes terminaux acide sulfonique.

1.3 Superplastifiant d'acide sulfamique Le superplastifiant d'acide sulfamique est le produit de la condensation d'aminoarylsulfonate, de phénols et de formaldéhyde, dans lequel des composés phénoliques, notamment des monophénols (tels que le phénol), des polyphénols (tels que le résorcinol, l'hydroquinone) ou des alkylphénols (crésol, éthylphénol), du bisphénol (bisphénol A, bisphénol S) ou des dérivés nucléophiles substitués des composés ci-dessus. Le formaldéhyde peut également être remplacé par d'autres composés aldéhydiques ou des composés pouvant produire des aldéhydes, tels que l'acétaldéhyde, le furfural, le paraformaldéhyde, etc.

1.4 Le superplastifiant d'amidon peut être transformé en superplastifiant retardateur (superplastifiant OES) après éthérification de l'amidon après éthérification, qui présente les caractéristiques d'une bonne dispersion, d'une bonne rétention d'affaissement, d'un effet retardateur évident sur le coulis de ciment et n'affecte pas l'hydratation ultérieure et peut être utilisé comme excellent superplastifiant super-retardant et à haut rendement pour le ciment. Le superplastifiant OES est un tensioactif polymère anionique typique, dont le groupe dominant est un groupe carboxyle et contient des liaisons éther et des groupes hydroxyle. Les groupes hydroxyle carboxyle forment facilement des complexes avec les ions calcium à la surface des particules de ciment dans des milieux alcalins et forment des liaisons hydrogène avec les surfaces de ciment pour empêcher l'hydratation, ce qui a un effet retardateur sur le ciment.

1.5 Superplastifiant composite multi-composants à haute efficacité 1.5.1 La fonction principale du composant de rétention d'affaissement est de réduire la perte d'affaissement précoce du mélange de béton, ainsi que sa classification et ses caractéristiques :

Le calcium du bois, le sucre calcique, la mélasse, adaptés au transport sur de courtes distances, l'acide hydroxycarboxylique et ses sels (tels que l'acide citrique, le gluconate de calcium, etc.), peuvent généralement contrôler la perte d'affaissement du béton frais en 1 heure, l'inconvénient est que il est facile de conduire à une ségrégation concrète et la maniabilité n'est pas bonne ;

Les sels inorganiques (tels que l'acide borique et divers phosphates) présentent l'inconvénient d'évoluer avec le temps et la température et leur effet retardateur est instable. Les polymères réactifs (chaînes moléculaires avec lactones, groupes anhydride), les particules de poudre insolubles dans l'eau sont continuellement dissoutes et libérées dans un environnement alcalin, de sorte que leur concentration dans le coulis de ciment soit relativement constante, afin d'éviter la perte d'affaissement. Composants entraîneurs d'air

C'est un tensioactif hydrophobe, qui adhère à la surface des minuscules bulles formées en mélangeant le mélange lors de l'agitation, de sorte que le film liquide des bulles soit ferme et stable. La principale différence entre celui-ci et le superplastifiant est que le tensioactif du superplastifiant se produit principalement à l'interface entre le liquide et le solide, tandis que l'agent entraîneur d'air agit à l'interface entre le gaz et le liquide.

Les principaux composants de l'entraînement de l'air sont : (1) les résines de colophane, telles que les thermopolymères de colophane, les savons de colophane, (2) les sulfonates d'alkylbenzène, tels que le sulfonate d'alkylbenzène, l'éthoxylate d'alkylphénol, etc. ; (3) les sulfonates d'alcool gras, tels que l'éther de polyoxyéthylène d'alcool gras, le sulfonate de polyoxyéthylène de sodium d'alcool gras, etc.; (4) Autres : tels que les sels de protéines, les sulfonates de pétrole, etc.

2. Introduction aux agents réducteurs d'eau courants

Tableau 1 Agents réducteurs d'eau courants

Article Principaux ingrédients Aspect
Poudre brune de lignosulfonate de calcium
Poudre brun foncé de polyméthineanthracènesulfonate de sodium AF
FND 2-condensat de naphtalène sulfonate de formaldéhyde, poudre jaune clair
Résine liquide de mélamine formaldéhyde sulfonée SM (40%)
Poudre jaune clair de polycarboxylate HC-200K
Liquide série sulfamate AN3000 (32%)
Poudre jaune clair de superplastifiant phénolique PA

3. Formule de référence de l'agent réducteur d'eau
3.1 Formule de référence (concentré) de l'agent réducteur d'eau lignosulfonate

Ingrédients Contenu Ingrédients Description
Lignosulfonate de sodium 26.0-30.0 % d'agent réducteur d'eau
Alcool isopropylique {{0}}.5-1,0 % de solubilisant
Acétone 1.5-2,5 % de solvant, modifier la tension superficielle
Citrate de sodium 2.0-5.0 % de retardateur
Hydroxyde de sodium 1.0-3..0 % ajusteur de pH
Pigment 0.02-0, 10 % de colorant