Introducció

El formigó baix en carboni està remodelant la indústria de la construcció i LC3 (Ciment d'argila calcinada de pedra calcària) destaca com un canvi de joc. Aquesta innovadora barreja redueix el contingut de clínquer en un 50% a través de l'argila calcinada i la pedra calcària, reduint les emissions de CO₂ fins a un 30%. Tanmateix, per aconseguir un rendiment òptim requereix una compatibilitat precisa amb policarboxilat superplàstics. Aquest article explora com superplastificant de policarboxilat millora la treballabilitat, la resistència i la sostenibilitat del ciment LC3, amb el suport de patents tècniques i coneixements científics.

Ⅰ. Ciment LC3: un avenç en la construcció verda

El ciment LC3 combina clínquer (50%), argila calcinada (30%), pedra calcària (15%) i guix (5%) per crear un aglutinant baix en carboni. La sinergia entre l'alúmina reactiva de l'argila calcinada i el carbonat de calci de la pedra calcària forma hemicarboaluminats, perfeccionant les estructures de porus i augmentant la durabilitat. En comparació amb el ciment Portland ordinari (OPC), LC3 redueix les emissions de CO₂ entre un 30 i un 40% mentre manté una resistència equivalent.

Ⅱ. superplastificant de policarboxilat Paper en el rendiment del ciment LC3

Els superplastificants de policarboxilat són crítics per a l'èxit de LC3 a causa dels reptes únics que planteja la seva composició:

1. Alta Demanda d'Aigua: L'argila calcinada augmenta l'absorció d'aigua i requereix un superplastificant de policarboxilat per dispersar les partícules de manera eficient.
2. Interaccions minerals: La pedra calcària i l'argila calcinada alteren la cinètica d'hidratació del ciment, exigent estructures moleculars de superplastificant de policarboxilat a mida.
3. Objectius de sostenibilitat: la baixa dosi del superplastificant de policarboxilat (0,2-1,5% en pes de ciment) minimitza l'impacte ambiental.

Ⅲ. Mecanismes de compatibilitat entre superplastificant de policarboxilat i LC3 Ciment

1. Optimització de l'estructura molecular

• Longitud de la cadena lateral: Les cadenes laterals de polioxietilè (PEO) més llargues milloren l'obstacle estèric, millorant la dispersió a la matriu complexa de LC3.
• Densitat de càrrega: Alta densitat de càrrega policarboxilat superplàstics contrarestar l'adsorció dels ions de calci de la pedra calcària, evitant la floculació prematura.
• Grups Funcionals: Ancoratge de grups carboxilats superplastificant de policarboxilat a les partícules de ciment, mentre que els grups sulfonats redueixen la demanda d'aigua.

2. Control de la hidratació

• Balanç de retard: superplastificant de policarboxilat retarda la hidratació de C₃A per evitar un enduriment ràpid, un problema comú en LC3 a causa de l'alt contingut d'aluminat.
• Refinament dels porus: superplastificant de policarboxilat L'efecte de dispersió afavoreix una hidratació uniforme, donant lloc a microestructures més denses i una major resistència a la compressió.

Ⅳ. Formació de patents tècniques superplastificant de policarboxilat-Compatibilitat LC3

1. Patent dels EUA 11.939.273 (2024):

• Introdueix una composició de construcció LC3 amb proporcions optimitzades de sulfat a aluminat (0,4-2,0) per millorar l'eficiència del superplastificant de policarboxilat.
• Combina l'àcid glioxílic i les fonts de borat/carbonat per controlar la formació d'etringita, evitant la pèrdua de caiguda.

1. Aplicació dels EUA 20230312412 (2023):

• Proposa un sistema corretarder basat en poliols per equilibrar el temps de presa en LC3-superplastificant de policarboxilat mescles.
• Destaca l'ús d'àcids fosfònics per estabilitzar superplastificant de policarboxilat adsorció en formulacions LC3 d'alt àlcali.

1. Patent de tecnologia X 202410782890 (2024):

• Desenvolupa a superplastificant de policarboxilat amb èster vinílic acètic i àcid 2-acrilamido-2-metilpropansulfònic (AMPS) per millorar la compatibilitat amb LC3.
• Aconsegueix un 95% de conversió de monòmers a temperatura ambient, reduint el consum d'energia.

Ⅴ. Aplicacions pràctiques i dades de rendiment

1. Millora de la treballabilitat:

• El superplastificant de policarboxilat redueix la demanda d'aigua entre un 10 i un 30%, cosa que permet que el formigó LC3 assoleixi una caiguda de 200 a 250 mm amb una dosi de superplastificant de policarboxilat del 0,3 al 0,5%.
• Amb una relació aigua-aglutinant (w/b) de 0,27, superplastificant de policarboxilat amb una alta densitat de càrrega mitiga els problemes d'incompatibilitat causats per la ràpida precipitació de monosulfat.

1. Desenvolupament de la força:

• El formigó superplastificant de policarboxilat LC3 assoleix una resistència a la compressió de 28 dies de 40 a 60 MPa, comparable a l'OPC.
• El contingut d'aigua reduït millora la força primerenca, amb forces de 3 dies que superen els 20 MPa.

1. Durabilitat:

• superplastificant de policarboxilat El refinament dels porus redueix la permeabilitat del clorur en un 50%, allargant la vida útil en entorns durs.
• La resistència als sulfats millora un 30% a causa de l'expansió minimitzada de l'etringita.

Ⅵ. Reptes i Solucions

1. Variabilitat de l'argila:

• Les propietats de l'argila que depenen de la font (p. ex., caolinita o illita) requereixen superplastificant de policarboxilat adaptat a la mineralogia específica.
• La prova CLEAR® de Chryso avalua superplastificant de policarboxilat potencial d'intercalació, orientació dels ajustos de dosificació.

1. Engrossiment de cisalla en el bombeig:

• Demanda d'aplicacions d'alta cisalla policarboxilat superplàstics amb pes molecular controlat per evitar pics de viscositat.
• Lignosulfonat-superplastificant de policarboxilat les mescles redueixen un 40% l'espessiment de cisalla en les pastes LC3.

Ⅶ. Direccions futures

1. Disseny intel·ligent de superplastificant de policarboxilat:

• El modelatge molecular basat en IA es podria optimitzar superplastificant de policarboxilat estructures per a composicions regionals LC3.
• S'estan desenvolupant superplastificants de policarboxilat d'autocuració amb agents reparadors encapsulats.

1. Integració de l'Economia Circular:

• El superplastificant de policarboxilat reciclat a partir de residus de formigó podria reduir els costos dels materials en un 15%.
• De base biològica policarboxilat superplàstics derivats d'olis vegetals s'estan provant per a la compatibilitat LC3.

Conclusió

Els superplastificants de policarboxilat són indispensables per desbloquejar tot el potencial del ciment LC3 en el formigó baix en carboni. En abordar la cinètica d'hidratació, les interaccions moleculars i els reptes pràctics, el superplastificant de policarboxilat permet que LC3 aconsegueixi una treballabilitat, resistència i durabilitat superiors. Amb els avenços en curs en formulacions protegides per patents i disseny sostenible, el superplastificant de policarboxilat-L'associació LC3 està impulsant la indústria de la construcció cap a un futur més verd.

El nostre equip tècnic professional està disponible les 24 hores del dia, els 7 dies del dia, per resoldre qualsevol problema que pugueu trobar durant l'ús dels nostres productes. Esperem la vostra col·laboració!