بخشی از مقاله
چکیده
مشخصات وخواص فیزیکی و مکانیکی بتن با استفاده از مواد افزدونی خصوصا فوق روان سازها قابل تغییر واصلاح می باشد؟با توجه به این مطلب ضرورت شناخت پایه ای واساسی در مورد این نسل از فوق روانسازها که برخی از آنها برپایه پلی کربوکسیلات اتر می باشد را ایجاب می نماید. باتوجه به حجم زیاد ساختمان سازی در ایران و کشورهای منطقه واستفاده ضروری از فوق روان کننده ها، تولید آنها در کشور ضروری می باشد. در این مقاله پلی کربوکسیلات اتر بهعنوان نسل سوم فوق روان کننده ها سنتز و سپس خالص سازی شد.
-1 مقدمه
فوق روان کننده ها1 دسته ای ویژه از عوامل کاهنده آب هستند،به این دلیل که از موادی تشکیل یافته اند که توانایی کاهش خیلی زیادی در آب را فراهم می آورند.فوق روان کننده ها همچنین در بتن ها سبب افزایش کارایی آنها می شوند.این نوع عملکرد بدون ایجاد اثرات جانبی غیرمطلوب از قبیل هوای محبوس یا کندی در گیرش حاصل می شود.موادی که در دهه ی 1960 اصولا به عنوان اساس فوق روان کننده ها مطرح بودند عبارت بودند از فرمالدهید نفتالن سولفوناتی در ژاپن و فرمالدهید ملامین سولفوناتی در آلمان که در سالهای بعد کاربرد فزآینده ای در سطح جهان یافتند
در اوایل 1980 ، تحقیقاتی برای طراحی پلیمرهای پلی اکریلاتی برای فرمولاسیون فوق روان کننده ها آغاز شد [10]و پس از چندی در آلمان و بعد در ژاپن و ایالات متحده به بازار مصرف راه پیدا کردند. فرآورده های پلی اکریلاتی بر پایه سه نوع پلیمرمتفاوت هستند و به نظر مبنای نسل بعدی فوق روان کننده ها محسوب می شوند
-2 انواع فوق روان کننده ها
سه نوع اصلی مواد خام مورد استفاده در فوق روان کننده ها SNF,SMF و پلی اکریلات ها در شکل - - 1 نشان داده شده اند. این شکل همچنین سه نوع مختلف پلی اکریلات ها را هم نشان می دهد.مقادیر اندکی از دیگر مواد همچون تری اتانولامین - برای مقابله با کندی در گیرش - ، تریبوتیل فسفات - برای کم کردن هوای محبوس اضافی - و نمک های اسید هیدروکسی کربوکسیلیک یا لیگنوسولفونات ها - برای کندتر کردن گیرش - نیز استفاده می شوند.فوق روان کننده ها همچنین می توانند ترکیبی از دو یا چندجزاصلی از موارد فوق باشند.
اسیدهای پلی کربوکسیلیک هیدروکسیلاتی و مواد اتری، همچنین آکریلاتها از جمله این دسته مواد هستند. در دهه 80 میلادی به تدریج ساخته شده و در دهه 90 میلادی مصرف آنها رایج گردید. تولید و مصرف آنها نتیجه جذابیت بکارگیری فوق روان کنندههای نسل اول و نتایج مصرف آنها در افزایش کارآیی، مقاومت و دوام بتنها بود زیرا سعی داشتند بتوانند کاهش آب بیشتری را داشته باشند.معمولاً این مواد به شکل مایع میباشند و چگالی آنها به صورت معمول بین1/5 تا 1/7 است.درمقایسه با پلی نفتالین سولفونات و پلی ملامین سولفونات ها ، فوق روان سازهای بر پایه پلی کربوکسیلات اتر از گستردگی بیشتری در موارداستفاده بر خوردار شدند وعلت آنرا در قدرت فوق العاده این نوع ماده در میزان کاهش آب ملات سیمان و همچنین افزایش در مقاومت بتن تولید شده باید جستجو کرد.
ماکزیمم مقدار کاهنده آب ،استحکام نسبتا خوب،سیالیت عالی و حفظ جریان را نتیجه می دهند. خواص آنها می تواند همراه با استخوان بندی پلیمر اصلاح گردد.گروه های عاملی اضافه شده، و زنجیرهای جانبی کوپلیمر ،خواص ویژه ای برای اهداف خاص می دهد.آنها می توانند در یک مقدار کم و همینطور تاخیر کوتاه ، آب زیادی را کاهش دهند.آنها همچنین در مقایسه با انواع گران تر ،ارزانتر تهیه می شوند و خواص جذب کننده ای را ارایه می دهند.فوق روان کننده های ترکیبات سولفونیک در فواصل منظم به ستون فقرات پلیمر متصل هستند و در طیف وسیعی از 0/15 به ًَ بیشتر از وزن سیمان اضافه می شوند. ویژگی های جریان و رکود بتن بسته به نوع ، دوز و زمان اضافه شدن متفاوت است.
شکل - - - 1 انواع مواد شیمیایی فوق روان کننده ها
-3 روش پلیمریزاسیون
هدف نهایی ما سنتز پلیمر فوق روان کننده پلی کربوکسیلات اتر می باشد.که طبق مطالعات انجام گرفته،این ماده با پلیمریزاسیون بالک2 یا جرمی سنتز می گردد.این پلیمریزاسیون اغلب از طریق گرمایی به روش شروع خود به خود و یا با افزودن شروع کننده آغاز می شود .در حالت کلی اینگونه سیستمها، خوراک ورودی به راکتور شامل نمونه خالص و شروع کننده می باشد .در این روش به مونومر رقیق نشده کاتالیزور می افزایند و این مخلوط در تمام دوره پلیمریزاسیون را طی می کند .
در برخی مواقع، افزودنی های بسیار محدودی مانند عوامل انتقال که جهت کنترل وزن مولکولی به کار می روند و کاتالیزور نیز به راکتور اضافه می شوند .در نتیجه پلیمریزاسیونهای توده ای دارای دو مزیت نسبت به پلیمریزاسیونهای دیگر می باشند .اول اینکه مواد افزودنی مانند حلال، امولسیفایر و عوامل تعلیق در اینگونه سیستمها مصرف ندارند
