Polikarboksilāta molekulu darbības mehānisms

1. Izkliedēšanas darbība

Ja cementu sajauc ar ūdeni, daļiņas pievelk viena otru, veidojot flokulētu struktūru, kas starp cementa daļiņām var iekapsulēt 10%-30% ūdens. Šis notvertais ūdens nevar brīvi pārvietoties vai nodrošināt eļļošanu, negatīvi ietekmējot cementa pastas plūstamību. Polikarboksilāta molekulas adsorbējas uz cementa daļiņu virsmas, radot negatīvu lādiņu, kas rada elektrostatisko atgrūšanos. Šī darbība veicina cementa daļiņu izkliedi, izjaucot flokulēto struktūru un atbrīvojot notverto ūdeni, lai piedalītos plūsmā. Tas izskaidro polikarboksilāta superplastifikatoru ūdens daudzumu samazinošo efektu; tie uzlabo ūdens izmantošanu, patvaļīgi nepalielinot vai nesamazinot kopējo ūdens saturu. Turklāt kompleksu veidošanās starp COO²⁻ un Ca²⁺ joniem samazina kalcija jonu koncentrāciju cementa pastā, aizkavējot Ca(OH)2 kristalizāciju un samazinot CSH gēla veidošanos, tādējādi palēninot cementa hidratācijas procesu. Līdz ar to polikarboksilāta molekulām ir arī zināma aizkavējoša iedarbība. Interesanti, ka agrīnas stiprības polikarboksilāta šķīdumu izstrāde var būt sarežģīta to raksturīgo aizkavējošo īpašību dēļ. Lai panāktu šo efektu, lielākā daļa tirgū pieejamo agrīnas stiprības piedevu ir atkarīgas no sajaukšanas ar tādiem līdzekļiem kā nātrija nitrīts un trietanolamīns.

2.Eļļošanas darbība

Polikarboksilāta superplastifikatoru sānu ķēdes satur hidroksilgrupas un ētera grupas (-COCC), kurām piemīt hidrofilitāte. Šīs grupas veido ūdeņraža saites ar ūdens molekulām, veidojot ūdens plēvi uz cementa daļiņu virsmas. Šai ūdens plēvei ir lieliskas eļļošanas īpašības, kas efektīvi samazina pretestību starp cementa daļiņām un palielina betona plūstamību.

3. Steriskā kavējuma efekts

Polikarboksilāta superplastifikatoru sazarotajai struktūrai ir telpiska konfigurācija mikroskopiskā līmenī. Līdzīgi kā animācijas "mazajam apaļīgajam" varonim, kura saritinātie mati neļauj saskarties ar "lielajām kuplajām" cementa daļiņām aiz tiem, jo ​​tuvāk cementa daļiņas atrodas viena otrai, jo lielāks ir steriskais traucējošais efekts.

Šis efekts uzlabo betona noturību noslīdējumā. Cementa daļiņu izmērs ir mikrometru diapazonā, savukārt polikarboksilāta molekulas ir nanometru diapazonā, kas ir aptuveni par trim kārtām mazākas. Viena cementa daļiņa var adsorbēt vairākas polikarboksilāta molekulas. Polikarboksilāta molekulas shematiskais attēlojums atgādina ķemmi. Sākotnēji "mazais apaļīgais" varonis nonāk traģiskā situācijā, nespējot nokratīt muskuļoto "lielo apaļīgo", kurš galu galā kliedz un uzvar viņu. Lai gan polikarboksilāta molekulas aizkavē hidratācijas procesu, adsorbējoties uz cementa daļiņām, tās galu galā apņems hidratācijas produkti, zaudējot savu efektivitāti. Kopumā polikarboksilāta molekulu adsorbcijas darbība nemaina cementa īpašības; tas tikai maina betona plūsmas uzvedību, neietekmējot tā vēlāko izturību.