تأثیر ساختارهای فوق روان کننده پلیکربوکسیلات بر عملکرد آن در مواد مبتنی بر سیمان
فوق روان کننده های پلی کربکسیلات، که در سال ۱۹۸۱ اختراع شدند، به دلیل نرخ بالای کاهش آب و حفظ خوب اسلامپ بتن در دوزهای پایین، به طور گسترده به عنوان یک افزودنی فوق روان کننده در مخلوطهای بتن استفاده میشوند. این فوق روان کننده بتن مزایای زیادی نسبت به روان کننده بتنها و فوق روان کننده های مبتنی بر لیگنوسولفونات، ملامین و نفتالین دارد، مانند پراکنده کردن ذرات سیمان بدون طولانی کردن زمان گیرش. ساختار شیمیایی فوق روان کننده پلی کربکسیلات، شامل گروههای اتصال دهنده، زنجیره اصلی، زنجیره جانبی، وزن مولکولی و معماری مولکولی، تأثیر زیادی بر عملکرد مواد مبتنی بر سیمان و در نهایت بر کارایی بتن دارد. این بررسی به رابطه بین ساختار شیمیایی پلی کربکسیلات ها و عملکرد آنها در مواد مبتنی بر سیمان و همچنین به اثر فوق روان کننده بر بتن میپردازد.
به طور کلی، ظرفیت جذب فوق روان کننده پلی کربکسیلاتها با گروههای مالئیک انیدرید، فسفات و سیلانول بالاتر از گروه –COO− است و کمتر تحت تأثیر یونهای سولفات (SO₄²⁻) قرار میگیرد. پراکندگی اولیه آنها با محتوای گروه اتصال دهنده افزایش مییابد. PCهایی با زنجیره اصلی بلند، زنجیرههای جانبی بلند یا وزن مولکولی بزرگ، جریانپذیری و حفظ اسلامپ بتن بالاتری در خمیر سیمان نشان میدهند. اثر تأخیری PC بر هیدراتاسیون سیمان با طول زنجیره اصلی افزایش مییابد. علاوه بر این، فوق روان کننده بتنهای پلی کربکسیلات هیپرشاخهدار و ستارهشکل، توانایی پراکندگی بهتری نسبت به انواع معمولی نشان میدهند.
این بررسی اثرات گروه اتصال دهنده، زنجیره اصلی، زنجیره جانبی، وزن مولکولی و معماری مولکولی را بر رفتار جذب و توانایی پراکندگی PCها در مواد مبتنی بر سیمان بررسی میکند تا پایهای نظری برای طراحی مولکولی و بهینهسازی عملکرد آنها و افزایش کارایی بتن فراهم کند.
گروههای اتصال دهنده
هنگامی که فوق روان کننده پلی کربکسیلات با ذرات سیمان در آب برخورد میکند، گروههای اتصال دهنده روی زنجیره اصلی آن، مانند –COO−، گروه سیلانول، گروه سولفونیک (–SO₃−) و گروه فسفات (–PO₄²−)، ابتدا روی سطح ذرات سیمان جذب میشوند. ظرفیت جذب این نوع فوق روان کننده بتن روی سطح سیمان نه تنها به چگالی بار بستگی دارد بلکه به قدرت اتصال با Ca²⁺ نیز وابسته است. افزودنی فوق روان کننده با چگالی بار بالا، نرخ جذب بالا و کاهش آب اولیه خوبی نشان میدهد اما مصرف سریعتر و از دست دادن کارایی بتن بیشتری دارد. در مقابل، PC با چگالی بار پایین، نرخ جذب متوسط، کاهش نرخ کاهش آب و تأخیر هیدراتاسیون قابل توجهی نشان میدهد.
علاوه بر چگالی بار، نوع گروه اتصال دهنده نیز عملکرد PC را در مواد مبتنی بر سیمان به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار میدهد. برای مثال، فسفات (–PO₄²−) و گروههای سیلانول شناختهشدهاند که هماهنگی بهتری با Ca²⁺ نسبت به گروههای –COO− دارند و بنابراین، اثر پراکندگی بهتر و مقاومت بالاتری نسبت به یون سولفات نشان میدهند.
گروه کربوکسیل
گروه –COO− روی زنجیره اصلی فوق روان کننده پلی کربکسیلات از طریق کمپلکسسازی با Ca²⁺ یا جاذبه الکترواستاتیک روی سطح ذرات سیمان جذب میشود. افزایش تعداد گروههای –COO− ظرفیت جذب PC را افزایش میدهد، که به معنای افزایش جریانپذیری خمیر سیمان و بهبود اسلامپ بتن است. با این حال، محتوای بالای –COO− میتواند منجر به خونریزی آب زیاد و زمان گیرش طولانی در بتن شود.
در محلول با غلظت یونی پایین، شکلگیری PC با محتوای –COO− بالا به دلیل نیروی الکترواستاتیک کشیدهتر است، در حالی که در محلولهای با غلظت نمک بالا، PC بیشتری در حالت پیچخورده وجود دارد. این به دلیل خنثیسازی گروههای با بار منفی روی زنجیره اصلی PC توسط یونها (مانند Na⁺، K⁺، Ca²⁺) است که نیروی دافعه الکترواستاتیک بین مولکولهای PC را کاهش میدهد. بنابراین، محتوای بهینه –COO− روی مولکولهای PC برای پراکنده کردن سیمان به طور کارآمد وجود دارد. با این حال، مقدار بهینه برای PCهایی با ساختارهای شیمیایی متفاوت کاملاً متفاوت است.
گروههای سیلانول
گروههای سیلانول روی سطوح C-S-H از طریق پیوند Si-O-Si جذب میشوند. جذب آنها فرآیندی برگشتناپذیر است. بنابراین، فوق روان کننده بتن سیلانولدار ظرفیت جذب PC و جریانپذیری اولیه خمیر سیمان را افزایش میدهد اما توانایی حفظ اسلامپ بتن را کاهش میدهد. مطالعات نشان دادهاند که PCهای سیلانولدار جذب قویتری روی سیمان نسبت به PC مرجع دارند و جریانپذیری اولیه (۵ دقیقه) خمیر سیمان را افزایش میدهند. با این حال، توانایی حفظ اسلامپ PCهای سیلانولدار ضعیف است. این به دلیل جذب قویتر PCهای سیلانولدار روی سیمان در ابتدا است که منجر به باقی ماندن کمتر این نوع افزودنی فوق روان کننده در محلول منفذی میشود.
گروههای دیگر
گروه –SO₃− برای بهبود عملکرد فوق روان کننده بتن در مواد مبتنی بر سیمان مانند پراکندگی و کاهش آب مفید است. PC بهترین عملکرد پراکندگی را در مواد مبتنی بر سیمان نشان میدهد وقتی محتوای –SO₃− به اشباع نزدیک شود. گروه –PO₄²− با پیوند P-O عامل کمپلکسسازی بهتری است و توانایی اتصال –PO₄²− با Ca²⁺ قویتر از –COO− است، بنابراین PC با –PO₄²− ویسکوزیته تعلیقهای آبی غلیظ را کاهش میدهد. همچنین، زنجیره اصلی PC با –PO₄²− در محلول منفذی سیمان کشیده میشود که مقدار جذب آن روی ذرات سیمان و توانایی کاهش آب را افزایش میدهد. PCهای اصلاحشده با فسفات عملکرد پراکندگی برتری نسبت به PCهای معمولی در خمیر سیمان نشان میدهند و در نهایت باعث بهبود کارایی بتن میشوند.
اثرات یون سولفات
در طول هیدراتاسیون سیمان، SO₄²− از سولفاتهای کلسیم حلشده و سولفاتهای قلیایی میتواند اثر فوق روان کننده بر بتن را به طور قابل توجهی مختل کند به دلیل جذب رقابتی. با این حال، ظرفیت جذب مالئیک انیدرید، فسفات و گروه سیلانول بالاتر از –COO− است زیرا انرژی اتصال بالاتری با Ca²⁺ دارند. بنابراین، کارایی آنها کمتر تحت تأثیر SO₄²− قرار میگیرد. گروه –PO₄²− عامل کمپلکسسازی بهتری نسبت به –COO− است. PC دیکربوکسیلات دارای بار آنیونی بالاتر و اندازه فضایی کوچکتری نسبت به PC کربوکسیلات است که میتواند لایه پلیمری متراکمتری روی سطح ذرات سیمان تشکیل دهد. بنابراین، PC دیکربوکسیلات و فسفات، مقاومتر نسبت به SO₄²− نسبت به کربوکسیلات هستند. علاوه بر این، پلیمرهای هیدروسلولبل سیلانولدار میتوانند از طریق پیوندهای کووالانسی به ژل C-S-H چسبیده شوند و پیوند شیمیایی سیلانول (–Si-OH) برگشتناپذیری تشکیل دهند. بنابراین، کارایی PC سیلانولدار به سختی تحت تأثیر SO₄²− قرار میگیرد.
توانایی PC برای مقاومت در برابر SO₄²− نه تنها به چگالی بار PC و انرژی اتصال با Ca²⁺ مربوط است بلکه به توزیع گروههای عملکردی نیز وابسته است. توزیع –COO− در طول زنجیره اصلی PC اهمیت زیادی دارد. برای بار جهانی یکسان، هر چه توابع نزدیکتر باشند، PC کمتر حساس به SO₄²− است.
زنجیره اصلی
شکلگیری زنجیره اصلی
زنجیره اصلی فوق روان کننده پلی کربکسیلات (PC) معمولاً از اسیدهای اکریلیک، متاکریلیک، مالئیک، وینیل، آلیل و غیره تشکیل شده است. این نوع افزودنی فوق روان کننده بتن شکلگیری جذب کاملاً متفاوتی در محلولهای مختلف نشان میدهد. شکلگیری PC در محلول آبی به دلیل دافعه الکترواستاتیک بین گروههای با بار منفی (مانند –COO،–SO₃) کشیدهتر است. با این حال، یونها در محلولهای آبی با غلظت نمک بالا میتوانند با گروههای با بار منفی روی زنجیره اصلی ترکیب شوند و بار PC را خنثی کنند و دافعه الکترواستاتیک بین مولکولهای PC را کاهش دهند. فیلم آب سطح PC به تدریج نابود میشود و زنجیره اصلی هیدروفوبیک در معرض قرار گرفته شروع به پیچخوردن میکند.
شکلگیری فوق روان کننده بتن با درجه هیدروفوبیسیته مولکولی متفاوت است. حضور گروههای هیدروفوبیک انرژی اتصال بین مولکولهای PC و سطح C2S را کاهش داده، شعاع چرخش کل مولکول و زنجیره اصلی PC جذبشده روی سطح C2S را کاهش میدهد. این نشان میدهد که حضور گروههای هیدروفوبیک روی زنجیره اصلی PC شکلگیری جذب را کرویتر کرده و ضخامت لایه جذب را کمی افزایش میدهد. اصلاح هیدروفوبیک زنجیره اصلی PC، که شکلگیری PC را پیچخوردهتر میکند، مقدار جذب کمتر و لایه جذب نازکتری روی ذرات سیمان ، بهویژه در محلولهای نمکی ایجاد میکند.
سختی زنجیره اصلی
افزودنی فوق روان کننده پلی کربکسیلات با زنجیره اصلی سفت، چرخش آزاد مولکولی آن را محدود کرده و زنجیره اصلی را کشیدهتر میکند. بنابراین، مقدار جذب آن روی سطح ذرات سیمان افزایش مییابد. زنجیره اصلی سفت PC تغییر شکل کمتری از آب خالص به محلول منفذی نشان میدهد. در نتیجه، گروههای اتصال دهنده بیشتری میتوانند به طور مؤثر روی ذرات سیمان جذب شوند. واحدهای استایرن و متیل میتوانند سختی زنجیره اصلی را افزایش دهند، در حالی که اکریلات اتیل و n-بوتیل اکریلات به شیوه مقابل عمل میکنند.
با افزایش محتوای گروه متیل، مقدار جذب افزایش مییابد. زنجیره اصلی PC با محتوای گروه متیل پایینتر، عملکرد پراکندگی اولیه بهتری نشان میدهد که بهبود قابل توجهی در کارایی بتن ایجاد میکند.
طول زنجیره اصلی
به جز زنجیره اصلی سفت PC، طول زنجیره اصلی نیز عملکرد این فوق روان کننده بتن را تحت تأثیر قرار میدهد. درجه پلیمریزاسیون زنجیره اصلی پایینتر، جریانپذیری خمیر سیمان بالاتر است و این موضوع روی اسلامپ بتن اثر مستقیم دارد. جریانپذیری سیمان پورتلند معمولی با افزایش طول زنجیره اصلی PC تا نقطه خاصی افزایش مییابد. اثر فوق روان کننده بر بتن در این حالت به گونهای است که تأخیر در هیدراتاسیون سیمان با کاهش طول زنجیره اصلی واضحتر میشود.
درجه تأخیر PC روی خمیر سیمان، که توسط تأخیر پیک هیدراتاسیون اصلی و گرمای اگزوترمیک کل در ۲ روز نشان داده میشود، تقریباً به طور خطی با مقدار جذبشده PC توسط ذرات سیمان مرتبط است. PCهایی با زنجیره اصلی کوتاهتر تأخیر قویتری روی هیدراتاسیون اولیه C3S نشان میدهند به دلیل جذب قوی و بزرگ روی سطح ذرات C3S. این موضوع نشاندهنده نقش مهم طراحی زنجیره اصلی در بهینهسازی افزودنی فوق روان کننده و افزایش کارایی بتن است.
زنجیره جانبی
نوع زنجیره جانبی
به طور کلی، فوق روان کننده های پلی کربکسیلات مبتنی بر آلیل اتر عملکرد حفظ اسلامپ بتن بهتری نسبت به انواع مبتنی بر متاکریلات نشان میدهند. با توجه به پایداری پیوند بین تنه پلیمر و زنجیره جانبی، PCهایی با پیوند اتر مانند متآلیل (HPEG)، آلیل اتر (APEG)، وینیل اتر (VPEG) یا ایزوپرنول اتر (IPEG) پایدارتر از PCهای مبتنی بر استر اکریلیک یا متاکریلیک (MPEG) در محلول منفذی سیمان هستند.
ارزش تعادل هیدروفیلی-لیپوفیلی (HLB) بالاتر PCها، هیدروفیلی بیشتر PC را نشان میدهد که به عنوان یک افزودنی فوق روان کننده بتن اثر کاهش ویسکوزیته پلاستیک قویتری در خمیر سیمان با نسبت آب به سیمان پایین دارد. PC مبتنی بر MPEG جذب بالاتری و پراکندگی قویتری نسبت به APEG-PC در خمیر سیمان نشان میدهد، در حالی که ظرفیت جذب APEG-PC روی سیلیس فیوم کمی بالاتر از MPEG-PC است. زنجیرههای جانبی شامل استرهای هیدروکسی آلکیل متاکریلیک اسید یا وینیل اترها، اثر پراکندگی خوبی روی سیمان حاوی رس دارند.
طول زنجیره جانبی
زنجیره جانبی PC مانع فضایی فراهم میکند و ذرات سیمان را مجبور به جدایی میکند. در تئوری، زنجیرههای جانبی بلندتر مانع فضایی بهتری فراهم میکنند و بنابراین جریانپذیری خمیر سیمان بزرگتری میدهند. این موضوع در نهایت موجب افزایش کارایی بتن میشود. با این حال، ویسکوزیته خمیر سیمان و حجم هوای محبوس افزایش مییابد، اما مقاومت فشاری با افزایش طول زنجیره جانبی کاهش مییابد.
محتوای گروههای عملکردی وقتی طول زنجیره از مقدار خاصی فراتر رود کاهش مییابد که منجر به کاهش آب پایینتر میشود. بنابراین، طول زنجیرههای جانبی برای فوق روان کننده بتنهایی با ساختارهای متفاوت محدوده بهینهای برای عملکرد خوب دارد.
PC با زنجیرههای جانبی مختلف رفتار جذب متنوعی روی سطح سیمان نشان میدهد. آنهایی با زنجیرههای جانبی بلند به طور ضعیف توسط نیروی پراکندگی لندن یا پیوندهای ion-dipole روی سطح سیمان جذب میشوند، که اثر جذب روی سیمان توسط جاذبه الکترواستاتیک یا هماهنگی با Ca²⁺ را ضعیف میکند و سپس اثر تأخیر هیدراتاسیون کاهش مییابد.
گروههای هیدروفیلی روی زنجیره جانبی
خمیر سیمان بسیار جریانپذیر نه تنها با تنظیم طول زنجیره جانبی بلکه با گروههای هیدروفیلی روی زنجیرههای جانبی افزودنی فوق روان کننده پلی کربکسیلات به دست میآید. حفظ اسلامپ بتن در PC پایانیافته با هیدروکسیل هیدروفیلی (–OH) کمی بالاتر از PC پایانیافته با گروههای متوکسی هیدروفوبیک است.
PC حاوی حداقل یک پیوند استر و یک پیوند آمید کاهش آب بالا، مقاومت اولیه بالا، جریانپذیری خوب و عمر مفید طولانی دارد. با این حال، PC با گروههای آمید/ ایمید تنش سطحی محلول را به طور قابل توجهی کاهش میدهد و توانایی هواگیری بهتر، حفظ حباب و مقاومت یخزدگی بتن نسبت به PC های معمولی نشان میدهد. این موضوع نشاندهنده اثر فوق روان کننده بر بتن در شرایط سخت اقلیمی است.
گروههای هیدروفوبیک و کاتیونی روی زنجیره جانبی
برخی مطالعات گروههای خاصی را به PCهای شکل شانهای معرفی کردهاند. برای مثال، گروههای هیدروفوبیک مانند گروه استر و اکسید اتیلن به زنجیره جانبی PC گنجانده شدهاند که توانایی پراکندگی عالی نشان میدهد. گروههای هیدروفوبیک اصلاحشده پلیاترها سطح منفذی سیمان را هیدروفوبیک میکنند و تنش سطحی محلول منفذی را به طور مؤثر در دوز پایین کاهش میدهند. گروههای کاتیونی نیز تنش سطحی سیمان را کاهش میدهند. ساختار مولکولی و تصویر شماتیک PC با گروههای کاتیونی روی زنجیره جانبی نشان میدهد که آنها امکان اتصال ذرات سیمان با آب را کاهش میدهند و آب آزاد بیشتری آزاد میکنند و بنابراین چسبندگی پایین نشان میدهند.
چگالی زنجیره جانبی
فوق روان کننده بتن با چگالی زنجیره جانبی بالا، جذب را مانع میشود و مقدار جذب PC روی سطح سیمان را کاهش میدهد. PC با زنجیرههای جانبی بلندتر افزایش کمی در جریانپذیری نشان میدهد، به جز اینکه چگالی زنجیره جانبی PC ۱:۲ باشد.
این پدیده با رفتار جذب توضیح داده میشود، زیرا چگالی بار PC وقتی چگالی زنجیره جانبی ۱:۲ است کاهش مییابد. علاوه بر این، افزایش طول زنجیره جانبی چگالی بار کل PC را کاهش میدهد. بنابراین، PC کمتری روی سطح خمیر سیمان جذب میشود. زمان جریان V-funnel و ویسکوزیته پلاستیک بتن خودتراکم با افزایش چگالی زنجیره جانبی PC کاهش مییابد که در عمل به بهبود کارایی بتن کمک میکند.
وزن مولکولی
فوق روان کننده های پلی کربکسیلات (PC) با وزن مولکولی بالا اغلب منجر به نیروهای کوتاهدامنه اضافی میشوند و مقدار جذب آنها روی ذرات سیمان با افزایش وزن مولکولی افزایش مییابد. به همین دلیل PCهای با وزن مولکولی بالا جریانپذیری خوب و کارایی بتن بیشتری نشان میدهند، در حالی که PC با وزن مولکولی پایین جریانپذیری کمتر و حفظ جریانپذیری ضعیفتری دارد.
وزن مولکولی متوسط بهترین عملکرد پراکندگی را دارد، در حالی که وزن مولکولی بالا بدترین عملکرد پراکندگی را نشان میدهد. علاوه بر این، نرخ از دست دادن جریانپذیری با افزایش وزن مولکولی افزایش مییابد. عملکرد وزن مولکولی به طول زنجیره جانبی و چگالی بار PC وابسته است.
مقدار جذب افزودنی فوق روان کننده PC روی سطح خمیر سیمان با کاهش وزن مولکولی افزایش مییابد، اما PC با وزن مولکولی بالا هیدراتاسیون سیمان را به طور قویتر به تأخیر میاندازد. این پدیده به دلیل جذب زنجیره اصلی PC روی ذرات مختلف سیمان بهطور همزمان است که موجب تجمع ذرات سیمان میشود و فرآیند هیدراتاسیون را محدود میکند. این یکی از موارد مهم اثر فوق روان کننده بر بتن در مقیاس مولکولی است.
معماری مولکولی نوین
PC هیپرشاخهدار
در فرآیند کوپلیمریزاسیون، ماکرومونومر حاوی سولفیدریل بهعنوان عامل انتقال زنجیره میتواند منجر به اتصال عرضی اسیدهای پلیکربوکسیلیک مختلف شود و ساختار هیپرشاخهدار ایجاد کند. استر موجود در این ساختار هیپرشاخهدار تمایل به هیدرولیز تدریجی در محلول منفذی قلیایی سیمان دارد، سپس کوپلیمرها را به آرامی آزاد کرده و پلیمرهای مصرفشده را به دلیل هیدراتاسیون سیمان جایگزین میکند. این رفتار منجر به حفظ بهتر اسلامپ بتن و افزایش دوام میشود.
افزودن پلیاسترآمیدهای هیپرشاخهدار به سیمان پورتلند معمولی و سیمان پورتلند سنگآهکی نشان داد که آنها قوام را کاهش داده و مقاومت فشاری خمیر سیمان را افزایش میدهند. PC هیپرشاخهدار که با روش پلیمریزاسیون اکسیداسیون–احیا سنتز میشود، شعاع هیدرودینامیک کوچکتری ولی لایه جذب ضخیمتری دارد. ویسکوزیته محلول منفذی خمیر سیمان با استفاده از این نوع روان کننده بتن تا ۳۰٪ کاهش یافت که به دلیل رفتار جذب ویژه آن روی سطح سیمان است.
PC ستارهشکل
فوق روان کننده پلی کربکسیلات ستارهشکل (SPC) دارای ماکرومولکول هستهای به صورت ستارهای و ماکرومولکول خطی بهعنوان بازو است. این ساختار باعث ایجاد مانع فضایی قوی میشود که به طور نظری موجب بهبود کارایی بتن و عملکرد پراکندگی SPC میگردد.
SPC و PC شانهای با وزنهای مولکولی یکسان، دوزهای اشباع متفاوتی دارند (۰.۳٪ و ۰.۴٪)، اما حفظ جریانپذیری خمیر سیمان حاوی SPC به طور قابل توجهی در ۱ ساعت بالاتر است. نیروی دافعه فضایی SPC ناشی از ساختار چندبازویی خاص آن، بسیار قویتر از انرژی دافعه الکترواستاتیک است. این اثر ضخامت فیلم خیسکننده روی سطح سیمان را افزایش میدهد و لایه لغزشی قویتری در اطراف ذرات ایجاد میکند.
PC ستارهشکل (PC-S) چگالی بار آنیونی پایینتر ولی طول زنجیره جانبی بلندتری نسبت به پلیمر شانهای (PC-C) دارد. این ویژگی موجب ایجاد اثر پلاستیسیته مطلوب در سوسپانسیونهای نانوسیلیکا میشود. دلیل آن، چگالی بار آنیونی پایینتر PC-S و جذب کمتر آن روی NS است که در نهایت عملکرد پراکندگی بهتر و اثر فوق روان کننده بر بتن را تقویت میکند.
نتیجهگیری
تعاملات میان گروههای اتصالدهنده، زنجیره اصلی، زنجیره جانبی، وزن مولکولی و معماری مولکولی فوق روان کننده پلی کربکسیلات (PC) و تأثیر آنها بر عملکرد در مواد سیمانی در مقالات و مطالعات مختلف بررسی شده است. جمعبندی اصلی به شرح زیر است:
1- چگالی بار:
PC با چگالی بار پایین پراکندگی اولیه ضعیفتری دارد اما حفظ اسلامپ بتن بهتری نشان میدهد. در مقابل، PC با چگالی بار بالا به دلیل جذب قویتر روی سطح ذرات سیمان، پراکندگی اولیه قوی اما حفظ اسلامپ ضعیف دارد. ظرفیت جذب گروههایی مانند مالئیک انیدرید، فسفات و سیلانول قویتر از –COO− است و کمتر تحت تأثیر یون سولفات قرار میگیرند. PCهای فسفاتدار ویسکوزیته پلاستیک پایینی در خمیر سیمان با نسبت آب به سیمان پایین ایجاد میکنند. البته دسترسی به مونومرهای حاوی –PO₄²− نسبت به –COO− دشوارتر و پرهزینهتر است.
2- زنجیره اصلی:
حضور گروههای هیدروفوبیک روی زنجیره اصلی PC موجب پیچخوردگی بیشتر در محلولهای نمکی میشود. در حالی که PC با زنجیره اصلی سفت تغییر شکل کمتری از آب خالص به محلول منفذی نشان میدهد. همچنین، اثر تأخیری افزودنی فوق روان کننده بر هیدراتاسیون سیمان با افزایش طول زنجیره اصلی تشدید میشود.
3- زنجیره جانبی و وزن مولکولی:
به طور کلی، PC با زنجیرههای جانبی بلند توانایی حفظ اسلامپ بتن بیشتری دارد و PC با وزن مولکولی بزرگ، بتنهای با روانی بسیار بالا و کارایی بتن بهتر ایجاد میکند. اثرات طول زنجیره اصلی، زنجیره جانبی و چگالی بار ممکن است همافزایی یا محدودکنندگی متقابل داشته باشند. ترکیب بهینه شامل زنجیره اصلی کوتاه، زنجیره جانبی بلند و چگالی بار بالا منجر به پراکندگی فوقالعاده و بهبود اثر فوق روان کننده بر بتن میشود.
4- گروههای جانبی خاص:
PCهایی که دارای گروههای آمید یا ایمید روی زنجیره جانبی هستند، میتوانند تنش سطحی محلول را کاهش دهند و در نتیجه توانایی هواگیری، حفظ حبابهای هوا و مقاومت در برابر چرخههای یخزدگی بتن را افزایش دهند. خمیر سیمان بسیار روان و با اسلامپ بتن بالا نه تنها از طریق طول زنجیره جانبی مناسب، بلکه به کمک گروههای هیدروفیلی و هیدروفوبیک روی زنجیره جانبی به دست میآید.
5- معماری مولکولی نوین:
PC های با ساختار هیپرشاخهدار، به دلیل جذب قویتر روی سطح ذرات سیمان، عملکرد پراکندگی بهتری نسبت به PCهای شانهای دارند. این نوع معماری به دلیل مانع فضایی قویتر، موجب بهبود قابل توجه در روان کننده بتن و افزایش مقاومت و پایداری سیستم سیمانی میشود.
شرکت وندشیمی ساختمان، از سال ۱۳۶۲ (حدود ۴ دهه فعالیت) در زمینه تولید و عرضه افزودنی بتن و مواد شیمیایی ساختمان فعال است، و در این مسیر به مشاوره فنی و توسعه فناوری به ویژه در حوزه فوق روان کننده پلی کربکسیلات (PCE) پرداخته است. یکی از محصولات برجسته این شرکت، فوق روان کننده پلی کربکسیلات PCE است که برای تولید بتن خودتراکم عرضه میشود و قابلیت کاهش آب همراه حفظ اسلامپ بتن را فراهم میآورد.
وندشیمی از ابتدا به عنوان نماینده شرکت سوئیسی SIKA وارد بازار شد و بعدها با تکیه بر دانش داخلی، محصولات بومی با کیفیت بالا ارائه داده است. این شرکت همچنین روش تولید مبتنی بر سفارش روز (JTM) را در دستور کار دارد تا محصولات مطابق نیاز پروژهها تولید شوند و کیفیت بیشتری ارائه گردد.
وندشیمی با تأکید بر تحقیق و توسعه، نوآوری در ترکیبات و ارائه مشاوره فنی به مهندسین و پروژهها، جایگاه معتبر و مورد اعتماد در بازار افزودنیهای بتن ایران کسب کرده است. حهت دریافت مشاوره تخصصی و یا کارشناسی میتوانید با کارشناسان ما در بخش فنی تماس حاصل فرمائید.
