ساختار شیمیائی رزین های پلی کربوکسیلات مورد مصرف فوق روان کننده های بتن
معرفی رزین پلی کربوکسیلات جهت استفاده در فوق روان کننده بتن
امروزه پلیمرهای آکریلیک بر پایه آب، موسوم به رزین های پلی کربوکسیلات، بطور وسیعی در صنعت بتن بعنوان یک روان کننده قوی به مصرف می رسند. قدرت این ترکیبات سینتتیک، نسبت به محصولات قدیمی تر بر پایه نفتالن فرمالدئید سولفونه شده و ملامین فرمالدئید سولفونه شده بسیار بالاتر می باشد بطوریکه معمولاً جهت بتن های با نسبتهای آب به سیمان پائین تر از ۴۰% توصیه می شوند و برای نسبتهای بالاتر از این، باید دقت شود که آب انداختگی و جدایش در بتن اتفاق نیافتد. اخیراً مطالعات و تجربیات خوبی در خصوص مخلوط روان کننده های لیگنو سولفونات و پلی کربوکسیلات صورت گرفته و این تلفیق علاوه بر بهبود روانی، اهداف تنظیم گیرش را نیز تامین کرده است.
ما در مورد روان کننده های لیگنو، نفتالن و ملامین آزادی محدودی برای تولید داریم ولی در مورد ترکیبات پلی کربوکسیلات اینگونه نیست. در این رزینها انواع مونومرها وجود دارند که به طراحان شیمیائی امکان طراحی انواع رزینها را می دهد. تنوع فرآیند تولید نیز به آن اضافه شده و ما می توانیم تنوعی از پلیمرها با ساختار مولکولی و وزن مولکولی متفاوت را داشته باشیم.
ساختار مولکولی این ترکیبات شامل یک زنجیر اصلی بوده که مثل یک ستون فقرات است و زنجیرهای جانبی روی آن متصل شده اند.
ویژگی رزین پلی کربوکسیلات نسبت به روان کننده های بتن دیگر امکان سنتز متنوع این ترکیبات است.زنجیر اصلی می تواند از مونومرهای آکریلیک، وینیلی و یا آلیلی تشکیل شود. این ترکیبات از لحاظ شیمیائی اسید، الکل و یا استرهای کوچک مولکولی هستند که دارای یک پیوند دوگانه می باشند و طی واکنش پلیمریزاسیون زنجیر اصلی رزین را شکل می دهند.
در ساختار زنجیر اصلی علاوه بر مونومرهای فوق، که عمده زنجیر را تشکیل می دهند مونومرهائی وارد زنجیر می شوند که دارای گروههای عاملی یونی هستند. این ترکیبات علاوه بر افزایش حلالیت رزین نهائی در آب، باعث می شوند رزین نهائی دارای بار الکتریکی شده و در زمانی که به ذرات سیمان می رسد، به سطح آن ذرات بچسبد که این جاذبه از نوع یونیک می باشد.
این مطلب را هم بخوانید:فوق روان کننده های پلی کربوکسیلاتی نسل جدید
زنجیرهای جانبی معمولاً پلیمرهای بر پایه اتیلن گلیکول یا پروپیلن گلایکول و یا تلفیقی از ایندو می باشند که با طول متفاوت بر روی زنجیر جانبی قرار گرفته اند. این زنجیرهای گلایکولی بر روی گروه عاملی الکل و یا اسید مونومرهای زنجیر اصلی پیوند داده می شوند. عمل این زنجیر جانبی اینست که وقتی رزین پلی کربوکسیلات به عنوان افزودنی بتن بر روی ذرات سیمان می چسبند، آب را بر روی خود جذب کرده و یک غشای آبی دور ذرات سیمان ایجاد می کند که باعث ایجاد دافعه فضائی بین ذرات سیمان شده و مانع از چسبیدن ذرات به هم می شود.
ساختار رزینهای کربوکسیلیک، به شکل زیر در خاصیت روان کنندگی موثر می باشد:
- با افزایش طول زنجیر اصلی، ویسکوزیته رزین کمتر می باشد
- تاثیر طول زنجیر جانبی از طول زنجیر اصلی در خاصیت روان کنندگی بیشتر است
- با افزایش طول زنجیر اصلی، افت روانی شدید تر می باشد و برای نسبتهای آب به سیمان بالاتر بهتر می باشد.
- با افزایش طول زنجیر جانبی، ویسکوزیته رزین بیشتر می باشد
- زنجیر جانبی بلندتر برای نسبتهای آب به سیمان های پائین موثرتر می باشند
- با افزایش تعداد گروههای عاملی یونی در زنجیر اصلی و کاهش چگالی زنجیرهای جانبی، میزان افت اسلامپ کمتر می باشد.
این مطلب را هم بخوانید:عدم سازگاری روان کننده های پلی کربوکسیلات با سنگدانه های حاوی رس
دانش این ترکیبات هر روزه در حال کامل تر شدن است و آزادی عمل دانشمندان بر روی متغیرهای متنوعی که در دسترس دارند نوید محصولاتی با کیفیت بالاتر را در آینده نه چندان دور می دهد.
