Untersuchung des Wechselwirkungsmechanismus zwischen Polycarbonsäure und einem Wasserreduktionsmittel auf Naphthalinbasis

Wasserreduzierende Mittel auf Polycarboxylatbasishat die Eigenschaften einer hohen Wasserreduzierung und einer hohen Setzungsretention und kann Beton eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit verleihen. Es hat sich bei hochwertigen Projekten wie der nationalen Wasserwirtschaft im großen Maßstab, der Kernkraft und Brücken als herausragende Vorteile erwiesen. Im Vergleich zu naphthalinbasierten Wasserreduzierungsmitteln reagieren Polycarboxylat-Wasserreduzierungsmittel empfindlich auf den Schlammgehalt von Sand- und Kiesaggregaten [1-3] und sind teuer. Daher wurden in Labors und im Ingenieurbau Versuche unternommen, Polycarboxylat-Wasserreduzierungsmittel und naphthalinbasierte Wasserreduzierungsmittel zu mischen, um ihre jeweiligen Vorteile zu nutzen.

Polycarboxylat-Polymerpulver und Naphthalin-Superplastifikatormoleküle können stabil in der Zementschlämmlösung existieren, ohne sich zu zersetzen, und es gibt keine potenziellen Bedingungen für das Auftreten chemischer Reaktionen. In praktischen Anwendungen hat die Mischlösung aus Polycarbonsäure und Naphthalin-basiertem Wasserreduzierungsmittel jedoch keinen synergistischen Effekt von 1+1>2, sondern zeigt einen hemmenden Effekt von 1+1<2. Man kann spekulieren, dass diese beiden Arten von Wasserreduzierungsmittelmolekülen direkt oder indirekt interagieren. Im Hinblick auf die obige Analyse sind die Polycarboxylat-Wasserreduzierungsmittelmoleküle flexible Segmente mit hohem Molekulargewicht, und die Naphthalin-basierten Wasserreduzierungsmittel sind starre Segmente mit kleinem Molekulargewicht. Die Entstehung von CH-π-Bindungen führt dazu, dass Naphthalin-basierte Wasserreduzierungsmittelmoleküle an Polycarbonsäure-Wasserreduzierungsmittelmolekülen adsorbiert werden, wodurch Konformationsänderungen der Polycarbonsäuremoleküle verursacht werden. Am intuitivsten ist es, die Viskosität der wässrigen Lösung des Polycarbonsäure-Wasserreduzierungsmittels zu ändern.

Polycarboxylat-Superplastifikatoren wird durch ungesättigte Carbonsäure und Methoxypolyethylenglykol-Makromonomer mit Doppelbindungen polymerisiert. Das wasserreduzierende Mittel auf Naphthalinbasis wird durch Kondensationspolymerisation von Naphthalin und Formaldehyd nach Sulfonierung gebildet. Es sind zwei Arten von wasserreduzierenden Mitteln erhältlich. Die Molekülstruktur des Mittels ist in Abbildung 4 dargestellt. Die meisten Molekülkettensegmente des Polycarboxylat-Superplastifikators bestehen aus CC-Bindungen und CO-Bindungen, die frei um chemische Bindungen rotieren können. Der Bindungswinkel der CC-Bindung beträgt 109,5° (die CC-Bindung in der Seitenkette des Polycarboxylat-Superplastifikators wird durch das sp3-Hybridorbital beeinflusst, an dem Sauerstoffatome beteiligt sind, und der Bindungswinkel wird auf 104° reduziert). Die sechs Kohlenstoffatome am Benzolring im Molekül des wasserreduzierenden Mittels der Naphthalinreihe haben alle sechs nicht hybridisierte 2p-Orbitale, und ihre Elektronenwolken können sich überlappen, um eine geschlossene delokalisierte große π-Bindung zu bilden, die nicht von allen Kohlenstoffatomen umgeben sein kann. Es dreht sich.

Viskosität, Oberflächenspannung und Fließeigenschaften der Mischlösung aus Polycarbonsäure und Superplastifikator auf Naphthalinbasis unterscheiden sich von den Ergebnissen der Überlagerung der absoluten Werte der einzelnen Komponenten. Die Verflechtung der flexiblen kammförmigen Polycarbonsäuremoleküle und der starren linearen Naphthalinmoleküle führt bis zu einem gewissen Grad zu einer gegenseitigen Hemmung ihrer Wechselwirkungen. In diesem Artikel wurden Polycarboxylat-Wasserreduzierer und Naphthalin-basierte Wasserreduzierer in unterschiedlichen Anteilen in einer Reihe von wässrigen Lösungen mit einem Massenanteil von 10 % verarbeitet. Viskosität und Oberflächenspannung der Mischlösungen wurden als Funktion des Anteils der Wasserreduzierer gemessen und folgende Schlussfolgerungen gezogen:

(1) Die Viskosität der Mischlösung aus Naphthalin-Reihe und Polycarboxylat-Superplastifikator ist höher als der theoretische Viskositätswert. Wenn der gelöste Massenanteil des naphthalinbasierten Wasserreduzierungsmittels 9 % und der gelöste Massenanteil des Polycarboxylat-Wasserreduzierungsmittels 91 % beträgt, erreicht der Viskositätswert der Mischlösung das Maximum, d. h. die Wechselwirkung zwischen den beiden Molekülen ist am stärksten.

(2) Das naphthalinbasierte Wasserreduzierungsmittel erhöht die Oberflächenspannung der Polycarboxylat-Wasserreduzierungsmittellösung. Im Gegensatz dazu verringert die Polycarbonsäure die Oberflächenspannung der naphthalinbasierten Wasserreduzierungsmittellösung. Dies kann auf die gegenseitige Verflechtung und Beschichtung der beiden zurückzuführen sein. Die Konformation des Moleküls ändert sich.

(3) Der geringe Anteil des naphthalinbasierten Wasserreduktionsmittels hat keinen signifikanten Einfluss auf die anfängliche Dispersionsleistung des Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmittels. Wenn es höher als 7% ist, wird die Dispersionsretentionsfähigkeit des Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmittels erheblich verringert; ein geringer Anteil des Polycarbonsäure-Wasserreduktionsmittels Das Mittel verringert die anfängliche Dispersionswirkung des Wasserreduktionsmittels der Naphthalin-Reihe