هل إمكانات الملدن المتفوق متعدد الكربوكسيل كبيرة؟

في الصين، تشغل الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات حاليًا أكثر من 85% من حصة السوق. فهي لا تستخدم على نطاق واسع في الخرسانة الجاهزة فحسب، بل تلعب أيضًا دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في الخرسانة مسبقة الصب. في المستقبل المنظور، سوف تستمر الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات في كونها نقطة محورية للباحثين عن الخلطات الخرسانية محليًا ودوليًا.

لقد اختبر السيد وانغ شياو تشينغ، مؤسس شركة Borida، شخصيًا وشارك في الرحلة الكاملة للملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات منذ بدايتها وحتى تطورها الرائع الحالي. وأشار مؤخرًا، خلال اجتماع أسبوعي للشركة، إلى أن التحديات الجديدة المرتبطة بالمواد الخام الخرسانية والمتطلبات الهندسية ستستمر على المدى الطويل. لذلك، تظل مهمة عمال الخلطات الخرسانية شاقة، وتستمر الأبحاث حول الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات في الازدهار.

الجهود البحثية المستمرة

الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات هي الجيل الثالث من الملدنات الفائقة، بعد الملدنات الفائقة القائمة على الليجنوسلفونات والنفثالين. تشتمل خصائصها على جرعة منخفضة (حوالي 0.20% محتوى صلب)، ومعدلات عالية لتخفيض الماء (لا تقل عن 25%، وتصل إلى 35%)، وتأثيرات تعزيز كبيرة (28-تحسين قوة الضغط في اليوم لا تقل عن 30%)، وبأقل تأثير على انكماش الخرسانة (28-انكماش يومى لا يتجاوز 110%). بالإضافة إلى ذلك، يتم إنتاج الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات بدون مواد ضارة مثل الفورمالديهايد. يمكن تصميم بنيتها الجزيئية بمرونة، مما يسمح بالتوليف المحتمل للمنتجات ذات الوظائف المختلفة، بما في ذلك خصائص الإطلاق البطيء والمضادة للالتصاق وانخفاض سحب الهواء، مما جعلها مفضلة على نطاق واسع.

في الاجتماع، أكد وانغ شياو تشينغ أن الخرسانة ذاتية الدمك والخرسانة عالية القوة أو فائقة القوة لا تعتمد فقط على الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات للحصول على نسب منخفضة من الماء إلى الأسمنت (0.30– 0.45) ونسب الماء إلى الأسمنت منخفضة للغاية (0.15–0.30)، لكن الخرسانة العادية تعتمد أيضًا على دعمها. لقد مر تطوير الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات في الصين بستة مراحل: الاتصال الأولي، والاستخدام التجريبي للواردات، والبحث والتطوير المستقل، وتوحيد المنتجات وتطبيع التطبيق، والترويج النشط، والإنتاج والتطبيق على نطاق واسع. ومع ذلك، نظرًا لأن الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات لم تستوف بعد المتطلبات الجديدة لهندسة الخرسانة والتحديات الجديدة التي تفرضها المواد الخام، فلا يمكن تخفيف الجهود البحثية.

التحديات الجديدة تتطلب تقنيات جديدة

على الرغم من الإنجازات الكبيرة في مجال البحث والإنتاج وتطبيق الخلطات الخرسانية في الصين، لا تزال هناك تحديات عديدة. تُستخدم الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات لتحسين قابلية التشغيل (قابلية التدفق، والتماسك، واحتباس الماء) للخلائط الخرسانية، ومع ذلك فإن المجتمع الهندسي يشعر بقلق بالغ بشأن تأثيرها على احتجاز الهواء، ووقت الإعداد، والخواص الميكانيكية، والتشوه، ومتانة الخرسانة المتصلبة. أسمنت. علاوة على ذلك، فإن أوصاف حالة الخلطات الخرسانية - مثل الرقيقة والسميكة واللزجة والسوائل - لا تتعلق فقط بجودة المواد الخام الأخرى ولكن أيضًا بخصائص الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيل المستخدمة. وبالتالي، يجب على الباحثين ومنتجي الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات ألا يتراخوا في جهودهم، ويجب عليهم الاستمرار في استكشاف هذه المجالات بعمق.

غالبًا ما تشبه ظروف الأسمنت "الصندوق الأعمى"، حيث يصعب الحصول على معلومات حول الكلنكر الموجود في الأسمنت، وأنواع ونسب المواد المختلطة، وحتى مكونات مساعدات طحن المواد الخام، ومساعدات طحن الكلنكر، والمعززات. تعمل فرق البحث على تطوير أدوات طحن متعددة الكربوكسيلات لضمان التوافق بين الملدنات الفائقة للأسمنت والبولي كربوكسيلات. ويمثل الاتجاه الذي لا رجعة فيه المتمثل في استبدال رمال النهر بالرمال المصنعة تحديًا آخر. استجابةً لذلك، يقوم العديد من الباحثين بتحسين البنية الجزيئية للملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات لتعزيز الأداء ونقل وظائف خاصة، بما في ذلك اختيار الأنواع والأوزان الجزيئية للمونومرات الكبيرة، وإدخال مجموعات وظيفية مختلفة، وضبط نسبة الحمض إلى الأثير والوزن الجزيئي الإجمالي. إن استكشاف إمكانية مضاعفة الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات مع مضافات وظيفية معينة لضمان معدلات تخفيض عالية للمياه مع تلبية الاحتياجات مثل مقاومة الركود، ومقاومة الالتصاق، وقوة الإعداد الخاضعة للرقابة، يستحق أيضًا المحاولة، بشرط ضمان توافقها وقابليتها للذوبان.

أصبح الكربون المنخفض اتجاهًا مهمًا للتنمية

مع التنمية المجتمعية، ازداد الطلب على المواد الخرسانية فيما يتعلق بتوفير التكاليف، وتقليل النفايات، وكفاءة الطاقة، وخفض الانبعاثات، وانخفاض الكربون. وفي الوقت نفسه، تم الاعتراف بالملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات من قبل الخبراء لدورها في تقليل الانبعاثات وانخفاض الكربون في صناعة الخرسانة.

إن انبعاثات الكربون أثناء تحضير الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات منخفضة نسبيًا، وبالمقارنة مع تأثيرات تقليل الانبعاثات الناتجة عن تطبيقها الفعال في الخرسانة، يمكن اعتبار هذه الانبعاثات ضئيلة. وأشار سون زينبينغ إلى أن إنتاج طن واحد من أسمنت السيليكات - من استخلاص المواد الخام مروراً بمعالجة المواد الخام وتكليس الكلنكر وطحن المنتج - يولد حوالي 0.85 طناً من ثاني أكسيد الكربون. باعتبارها أكبر منتج للأسمنت في العالم، تواجه الصين مهام عاجلة في مجال الحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات في صناعة الأسمنت. لخفض استهلاك الطاقة وتقليل انبعاثات الكربون في صناعة الأسمنت، يعد استخدام الخلطات الخرسانية والملدنات الفائقة أمرًا بالغ الأهمية. تعد الخلطات المعدنية المتكونة من النفايات الصلبة المختلفة من خلال المعالجة البسيطة أمرًا حيويًا بشكل خاص لعمل تشتيت الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات.

أثناء تطبيق الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات، من الضروري مراعاة كل من تأثيرات الامتزاز والتشتت على جزيئات الأسمنت، بالإضافة إلى تأثير المواد التكميلية مثل الرماد المتطاير، ومسحوق الخبث، ومسحوق الحجر الجيري، والمخلفات على امتصاصها. في حين أن بعض المواد التكميلية قد يكون لها معدلات امتصاص أقل من الأسمنت، فإن امتصاص مسحوق شوائب الفحم والرماد المتطاير الأدنى يمكن أن يكون كبيرًا. قد يؤدي تطوير المواد الرابطة القلوية والأسمنت منخفض الكربون (مثل أسمنت LC3) إلى تقديم تحديات جديدة لتطبيق الملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات، حيث أن الهياكل الخاصة مثل الميتاكاولين والطين المكلس منخفض الحرارة يمكن أن تزيد من معدلات امتصاصها، مما يؤثر على تشتيتها. التأثيرات في الخرسانة.

في سياق التركيز الوطني على الحفاظ على الطاقة، وخفض الانبعاثات، والتحول الأخضر والذكي لصناعة البناء والتشييد، فإن التحديات التي تواجه صناعة الخرسانة فيما يتعلق بالملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات تمثل صعوبات وفرصًا. نظرًا للتصميم القوي للبنية الجزيئية للملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات، فإن هذه التحديات قد تحفز المزيد من التطوير في الصناعة. سيكون أحد الاتجاهات الرئيسية للتطوير المستقبلي للملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات هو معالجة مشكلات التوافق مع الخلائط الخرسانية في ظل سيناريوهات منخفضة الكربون. ولتحقيق ذلك، يمكن إجراء تعديلات على البنية الجزيئية للملدنات الفائقة متعددة الكربوكسيلات، أو يمكن استكشاف المركب مع أنواع أخرى من المواد المضافة لتحسين التوافق، على الرغم من أن هذه الحلول لا تزال تتطلب بحثًا متعمقًا.