Для замедлителя водоотделения изопрениловый эфир (TPEG, также обозначаемый как IPEG) дольше всего сохранял подвижность, а HPEG-замедлитель потерял больше всего в одном и том же сравнительном испытании рецептуры, которое мы нашли. Однако семейство проявляет себя только при фиксированных прочих параметрах: эфирный сомономер и рецептура полимеризации влияют на сохранение подвижности как минимум не меньше. Само медленное высвобождение обеспечивается гидролизуемым эфирным сомономером, таким как гидроксипропилакрилат (HPA).
В статьях обозначения мономеров используются непоследовательно, поэтому ниже HPEG означает металлиловый эфир, TPEG — изопрениловый эфир, а EPEG и VPEG — виниловые эфиры.
Что делает PCE замедлителем водоотделения
PCE сохраняет подвижность, когда часть его якорных групп появляется поздно. Эфирные группы на полимере гидролизуются в щелочном поровом растворе и со временем превращаются в карбоксилатные якоря, поэтому полимер продолжает адсорбироваться и диспергировать цемент после того, как обычный PCE уже израсходован.
Вторая половина конструкции — низкая плотность якорей в начале, чтобы меньше полимера адсорбировалось в первые минуты и больше оставалось в растворе в качестве резерва.
Замедлитель сохраняет подвижность путём задержки гидратации и вместе с ней отодвигает время схватывания; замедлитель водоотделения на основе PCE продолжает высвобождать дисперсант, и патент W. R. Grace заявляет этот путь как продление сохранения подвижности без существенного влияния на время схватывания.
Какое семейство мономеров обеспечивает наилучшее сохранение подвижности
При фиксированных прочих параметрах рецептуры изопрениловый эфир (TPEG, в исследовании называемый IPEG) дал наилучшее сохранение подвижности, но внутри одного семейства рецептура влияет на сохранение подвижности столь же сильно. Исследование 2023 года в Journal of Dispersion Science and Technology изготовило три замедлителя по одному и тому же коду рецептуры, изменяя только макромономер. Бетон с IPEG-замедлителем сохранял 440 мм расплыва после 150 мин, тогда как бетон с HPEG-замедлителем почти полностью потерял текучесть после 120 мин.
Внутри одного семейства, испытание 2024 года на девяти образцах, проведённое Chongqing JianYan KZJ New Materials и Chongqing University,, все на EPEG-2400 с акриловой кислотой и HPA, разброс потери расплыва через 150 мин составил от 5,98 % до 38,74 %.
Мы не нашли исследования, сравнивающего один замедлитель на нескольких цементах, поэтому любое ранжирование семейств следует рассматривать как отправную точку и испытывать кандидатный замедлитель на собственном цементе и смеси. Смена семейства также означает повторную оптимизацию соотношения эфира и условий полимеризации; в проверенных нами источниках не было показано, что изменение дозировки корректирует разницу.
HPEG
HPEG сохранял подвижность меньше всех трёх в том же сравнительном исследовании рецептуры: его замедлитель дал наименьший начальный расплыв и наибольшую потерю во времени.
HPEG разделяет своё ценовое преимущество с TPEG: обзор суперпластификаторов ACI 2022 года называет PCE на основе HPEG и IPEG наиболее экономически эффективными PCE, известными на тот момент. HPEG 2400 мы поставляем, представляет собой полиоксиэтиленовый эфир металлилового спирта с MW 2400 ± 100 г/моль.
TPEG
TPEG, изопрениловый эфир, который в статьях также называют IPEG, сохранял подвижность лучше всех в том же сравнительном исследовании рецептуры. IPEG-замедлитель сохранял расплыв цементного теста неизменным в течение 240 мин.
Различие TPEG 2400 мы поставляем, представляет собой полиоксиэтиленовый эфир изопренилового спирта 2 400 ± 100 Да.
Винилэфирные мономеры (EPEG и VPEG)
В том же сравнительном исследовании рецептуры EPEG-замедлитель высвобождался рано: текучесть теста быстро росла в течение 120 мин, а его сохранение подвижности в бетоне оказалось ниже, чем у IPEG-замедлителя. Лучший образец испытания EPEG-2400 2024 года показывает, что винилэфирный замедлитель может хорошо сохранять подвижность при настроенной рецептуре.
Виниловые эфиры полимеризуются при низкой температуре: исследование 2025 года в Buildings достигло конверсии EPEG более 95 % при 20 °C, тогда как обычным макромономерам требуется 60–90 °C.
EPEG также наименее проверен: это один из недавних винилэфирных PCE, общая эффективность которых всё ещё оценивается. Для VPEG (4-гидроксибутилвиниловый эфир) патент Levima заявляет его как макромономер-замедлитель водоотделения при MW 1000–6000, но мы не нашли опубликованных данных о сохранении подвижности для него.
Различие EPEG 3000
мы поставляем, представляет собой винилэфирный макромономер 3000 ± 100 г/моль, обозначенный как полиоксиэтиленовый эфир моновинилового эфира диэтиленгликоля. EPEG в опубликованных испытаниях относится к типу моновинилового эфира этиленгликоля, поэтому те результаты были получены не на нём.
Какой эфирный сомономер сочетается с макромономером
Гидроксиалкилакрилат обычно обеспечивает медленное высвобождение, и среди распространённых гидроксипропилакрилат (HPA) оказался лучшим. Доклад на симпозиуме ACI, в котором тот же PCE был построен с метилакрилатом, гидроксиэтилакрилатом (HEA) и HPA, обнаружил, что версия с HPA дала наилучшую текучесть теста и сохранение подвижности бетона. Патент Sobute New Materials заявляет HEA, HPA, гидроксиэтилметакрилат и гидроксипропилметакрилат в качестве своих эфирных мономеров.
Диэфир может высвобождаться ещё медленнее. Исследование 2022 года по PCE с медленным высвобождением на HPEG обнаружило, что диметиловый эфир итаконовой кислоты дал более сильное медленное высвобождение, чем HEA или HPA, при этом текучесть цементного теста выросла с 190 мм до 255 мм в течение 2 ч.
Смешивание эфиров, гидролизующихся с разной скоростью, распределяет высвобождение во времени. Исследование 2021 года в Materials Reports объединило HEA и HPA, причём HPA составлял 60 % эфирных мономеров, и сообщило о 4 ч сохранения подвижности при 30 °C.
Больше эфира — не лучше. В серии KZJ New Material Group 2023 года на EPEG с HEA расплыв бетона через 60 мин рос по мере увеличения молярного соотношения HEA/EPEG с 1,32 до 4,40 и снова падал при 5,50; молекулярная масса боковой цепи изменялась вместе с соотношением в той серии. Испытание EPEG-2400 2024 года с HPA также обнаружило наилучшее сохранение подвижности при самом низком опробованном соотношении эфира к эфиру, 2,0.
Какую молекулярно-массовую марку выбрать для добавки, сохраняющей подвижность
Марка около 2400 — это диапазон, в котором находятся опубликованные рецептуры добавок, сохраняющих подвижность, и в исследованной нами серии марок наилучшее сохранение подвижности наблюдалось между 2400 и 4000.
В серии KZJ 2023 года по EPEG с молекулярной массой 1200, 2400, 3000, 4000 и 6000 сохранение подвижности сначала росло, а затем снижалось с длиной боковой цепи. В той серии сохранение подвижности достигало максимума при EPEG 2400, когда соотношение эфиров росло с молекулярной массой, и при 4000, когда соотношение поддерживалось постоянным; в статье отдельно не сообщается о марке 3000.
Патент Sobute заявляет противоположное направление: боковые цепи из 110–350 звеньев этиленоксида, с примерами осуществления на макромономерах 6000–12000. В сравнительном примере патента Sobute при дозировке 0,1 % замена на аллиловый макромономер 2400 дала текучесть цементного теста 223 мм через 180 мин против 310 мм для его примера с аллиловым макромономером 8000. В серии марок и в патенте использовались разные затравки, эфиры и методы испытаний, поэтому ни то, ни другое не решает вопрос, оправдывает ли себя переход выше 4000.
Использование того же макромономера, что и в суперпластификаторе
Добавка, сохраняющая подвижность, не обязана использовать макромономер суперпластификатора, и мы не нашли ни исследования, ни примера из патента, где проверялась бы согласованная пара против несогласованной. В патенте W. R. Grace пример осуществления, в котором эти два компонента объединены, использует два полимера Nippon Shokubai одного типа; добавка, сохраняющая подвижность, отличается только меньшим числом карбоксилатных якорных групп на боковую цепь. В примере Grace смешиваются суперпластификатор, добавка, сохраняющая подвижность, и глюконат натрия в массовом соотношении 1 : 2 : 0,6.
Использование одного макромономера для обоих компонентов означает одно сырьё для квалификации и хранения; другое семейство для добавки, сохраняющей подвижность, оправдывает второе сырьё только тогда, когда оно лучше сохраняет подвижность в вашем цементе. Испытывайте смесь, а не каждый компонент по отдельности.
Что касается дозировки, в примере применения патента Sobute его добавка, сохраняющая подвижность, добавлялась в количестве от 0,02 % до 0,1 % сверх 0,1 % коммерческого PCE, что соответствует соотношению добавки, сохраняющей подвижность, к суперпластификатору от 0,2 : 1 до 1 : 1. В описании патента предупреждается, что слишком большое количество добавки, сохраняющей подвижность, может привести к тому, что бетон позже наберёт текучесть, или к расслоению и водоотделению.