סוגים ותפקודים של חומרי פיזור עבור יציקות עקשן

חומרי פיזור נמצאים בשימוש נרחב בחומרי יציקה עקשן. באופן כללי, אופני הבנייה של יציקות עקשן כוללות יציקת רטט ויציקת ירי. על ידי שיפור התכונות הריאולוגיות של היציקה העקשן, ניתן להפחית את זמן הבנייה של היציקה העקשן ואת עוצמת העבודה של העובדים. הדרך הישירה והיעילה ביותר לשפר את התכונות הריאולוגיות של היציקה ולהפחית את דרישת המים של היציקה היא לבחור את חומר הפיזור המתאים ביציקה העקשנית של המערכת המקבילה.
היישום של חומרי פיזור ביציקות עקשן התבסס בתחילה על הניסיון בתחום הבטון. בשנות החמישים החלו להשתמש בחומרים להפחתת מים ליגנוסולפונט ונתרן פוליפוספט בייצורים חסיני יציקה לבניית רעידות. 10 אחוז ~ 15 אחוז . משנות ה-60 ועד שנות ה-80, תרכובות פוליסולפונט החלו לשמש כחומרים להפחתת מים מהדור השני במתקני יציקה זורמים עצמיים, ושיעור הפחתת המים יכול להגיע ל-20% -25 אחוזים. הדור השלישי של חומרי פלסטיק מיוחדים הם בעיקר תרכובות פוליקרבוקסילטים, שיכולות לגרום לקצב הפחתת המים להגיע ל-20% -30 אחוזים באמצעות אפקט ההפרעה הסטרית לאחר ספיחתם על פני החלקיקים. וואנג וחב'. חקר את ההשפעות של שלושה חומרי פיזור, נפתלין סולפונט, נתרן טריפוליפוספט ופולימר אקרילי, על מורפולוגיית ההידרט ותכונות היציקה של צמנט CMA.
הוא מצא כי חומרי פיזור ביציקה הקשורים בצמנט יכולים לא רק לפזר חלקיקי מלט, אלא גם להשפיע על המורפולוגיה של מוצרי הידרציה של מלט, ובכך להשפיע על התכונות המכניות של יציקות. לופס וחב'. השתמשו בפוליפוספט נתרן וחומצת לימון כחומרי פיזור להכנת יציקות משולבות של חומצה זרחתית. הוא האמין שההידרוליזה של מולקולות קטנות של שרשראות ארוכות של פוספטים בפוליפוספט נתרן יכולה להאיץ ולשפר את הערך הזורם העצמי של חומר היציקה. Badiee and Otroj et al. ניסה לשפר את התכונות הריאולוגיות שלו על ידי שליטה בתכולת הסיליקה סול במתקן היציקה. התוצאות הראו שהוספת 9 אחוזים של -11 אחוזי מסה של סיליקה סול יכולה לשפר משמעותית את ערך הזרימה העצמית של חומר היציקה ב-80-110 אחוזים. Anjos et al. חקר את ההשפעה של חומרים מפזרים שונים (פולימר על בסיס פוליאתילן גליקול, חומצת לימון (CA) ונתרן טריפוליפוספט (STPP)) על המאפיינים הראוולוגיים של יציקות למערכות אלומיניום-סיליקה סול. הוא מצא כי ארבעת חומרי הפיזור הללו. כל התוספים יכולים להפחית את הצמיגות של המערכת; ובאמצעות מבחן ההלם, נמצא שרק FS10 יכול להפחית את מודול האחסון ואת מודול ההפסד של המערכת, ובכך לשפר את ביצועי הבנייה של המדגם. Zhu et al. האמין שגם היציקה המשולבת בסול לא צריכה להשתמש בחומר פיזור. ב-pH=10, הסיליקה סול יכול לפעול כחומר מפיץ לפיזור חלקיקי אלומינה באמצעות פעולה אלקטרוסטטית ליצירת התנהגות נוזל ניוטונית טיפוסית.
1. סיווג חומרי פיזור
ישנן שיטות סיווג רבות של חומרי פיזור, וביניהן, בהתבסס על סוג הקבוצה ההידרופלית, ניתן לחלק אותם לחמישה סוגים: חומרי פיזור אניוניים, חומרי פיזור קטיוניים, חומרי פיזור זוויטריוניים, חומרי פיזור לא-יוניים וחומרי פיזור מעורבים.
חומרים מפזרים אניונים מסתמכים בעיקר על המטענים השליליים שלהם כדי לספק השפעות אלקטרוסטטיות. קבוצות היונים המפורקות נספגות על פני החלקיקים הטעונים, משנות את מבנה השכבה האלקטרונית הכפולה המקורית שלהן, מגדילות את ערך פוטנציאל הזטה של ​​החלקיקים הקולואידים, ולבסוף משפרים את יציבות התמיסה. לדוגמה, נתרן טריפוליפוספט (STPP), חומצת לימון (CA), קרבוקסילטים ונתרן נפתלין סולפונט עיבוי פורמלדהיד (FDN).
נתרן טריפוליפוספט:
STPP הוא חומר מפזר אניוני אנאורגני עם צפיפות של 0.3-0.9g/cm3 ונוסחה כימית של Na5P3O10. שני הקצוות מסתיימים על ידי Na2PO4. המבנה של חומר הפיזור כולו הוא ליניארי. המסיסות שלו גדולה, ערך ה-pH של התמיסה המימית הוא בין 8-10, והיא עוברת הידרוליזה בקלות, והתוצרים שעברו הידרוליזה הם נתרן פירופוספט, נתרן מונומימן פוספט, נתרן דימימן פוספט ונתרן פוספט.
ב חומצת לימון:
CA היא תרכובת חומצה טריקרבוקסילית, הנוסחה הכימית היא H3C6H5O7, ישנם שלושה H פלוס שניתן ליינן, והיא מכילה מולקולה אחת של מי גבישים. חומצת לימון חזקה יחסית.
פוליקרבוקסילאט הוא סוג של חומר מפזר עם מבנה "מסרק" שנוצר באופן מלאכותי על ידי עיצוב מולקולרי. בשרשרת הראשית של הפוליקרבוקסילאט קיימות שרשראות מסועפות רבות בעלות אורך וקשיחות מסוימים, וכמה קבוצות סולפונטים שיכולות לטעון את החלקיקים. זה משיג בעיקר את אפקט הפיזור של היציקה על ידי גרימת אפקט ההפרעה הסטרית בין החלקיקים. היתרון בשימוש בפוליקרבוקסילאט כחומר מפזר הוא שהאפקט מפחית המים ברור, והאפקט מפחית המים חזק.
התוצר הטהור של FDN הוא אבקה לבנה, המתקבלת על ידי סולפונציה של נפתלין והמלחת נטרול של נתרן הידרוקסיד. הנוסחה המולקולרית היא C10H7SO3Na, והמשקל המולקולרי הוא 230.22. בניגוד לחומרים אניונים. לאחר התנתקות במים, מפזרים קטיוניים יכולים ליצור קבוצות טעונות חיוביות בעלות פעילות חזקה. שתי הקבוצות בחומר המפזר האמפוטרי הן שתי קבוצות הידרופיליות, אחת מהן טעינה חיובית (קבוצת אמינו) והשנייה טעינה שלילי (קבוצת חומצה קרבוקסיל או סולפונית), מכיוון שקבוצות שונות נמצאות ב-pH שונה. הוא קיים בצורות יוניות שונות בערך הנמוך, ולכן יש נקודה איזואלקטרית לסוג זה של חומר פעיל. חומרים לא-יוניים אינם מתפרקים בתמיסה מימית, הקבוצות ההידרופיליות הן בעיקר קבוצות פוליאתילן גליקול, והקוטביות של החומר הפעיל נשלטת על ידי מספר הקבוצות ההידרופיליות.