RADIKAL POLIMERIZATSIYASI ORQALI OLINGAN POLIKARBOKSILAT SUPERPLASTIFIKATORINING TUZILISHI VA XUSUSIYATLARINI O‘RGANISH.

Polikarboksilat superplastifikatori taroqsimon sopolimerlari beton maxsulotlariniishlab chiqarishda suv sarfini kamaytiruvchi vositalar sifatida keng qo‘llaniladi va sement zarralarigapolimer adsorbsiyasi orqali yuqori oqimlilikni saqlaydi. Turli xil tuzilmalarga ega polkarboksilatsopolimerlari erkin radikal polimerizatsiya orqali yaxshi ma‘lum, ammo an‘anaviy polimerizatsiya orqaliolingan polkarboksilat sopolimerlarining yuqori polidispersligi tufayli struktura va xususiyatlar o‘rtasidagibog‘liqlikni tushunish qiyinligicha qolmoqda. Aniq belgilangan polimer tuzilmalaridan foydalangan holdaturli strukturaviy parametrlarning ta‘siri hali ham o‘rganilishi kerak

RADIKAL POLIMERIZATSIYASI ORQALI OLINGAN POLIKARBOKSILAT SUPERPLASTIFIKATORINING TUZILISHI VA XUSUSIYATLARINI O’RGANISH.

t.f.d. prof. Karimov М.U., t.f.f.d. k.i.x. Ismailov F.S. Toshkent Kimyo texnologiya ilmiy-tadqiqot instituti

Annotatsiya.Polikarboksilat superplastifikatori taroqsimon sopolimerlari beton maxsulotlarini ishlab chiqarishda suv sarfini kamaytiruvchi vositalar sifatida keng qo’llaniladi va sement zarralariga polimer adsorbsiyasi orqali yuqori oqimlilikni saqlaydi. Turli xil tuzilmalarga ega polkarboksilat sopolimerlari erkin radikal polimerizatsiya orqali yaxshi ma’lum, ammo an’anaviy polimerizatsiya orqali olingan polkarboksilat sopolimerlarining yuqori polidispersligi tufayli struktura va xususiyatlar o’rtasidagi bog’liqlikni tushunish qiyinligicha qolmoqda. Aniq belgilangan polimer tuzilmalaridan foydalangan holda turli strukturaviy parametrlarning ta’siri hali ham o’rganilishi kerak. Kalit so’zlar: Polikarboksilat, beton, sement donalari, mustaxkamlik, RAFT.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛИКАРБОКСИЛАТНОГО СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРА, ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ.

Аннотация. Поликарбоксилатный суперпластификатор широко используется в качестве водосберегающего средства при производстве бетонных изделий и поддерживает высокую текучесть за счет адсорбции полимера на частицах цемента. Сополимеры полкарбоксилатов с различными структурами хорошо известны благодаря свободнорадикальной полимеризации, но связь между структурой и свойствами остается сложной для понимания из-за высокой полидисперсности сополимеров полкарбоксилатов, полученных традиционной полимеризацией.

Влияние различных структурных параметров с использованием чётко определённых полимерных структур всё ещё требует изучения. Ключевые слова: Поликарбоксилат, бетон, цементные зерна, прочность, RAFT.

INVESTIGATION OF THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF A POLYCARBOXYLATE SUPERPLASTICIZER OBTAINED BY RADICAL POLYMERIZATION.

Abstract. Polycarboxylate superplasticizer is widely used as a water-saving agent in the production of concrete products and maintains high flowability due to the adsorption of the polymer on cement particles. Polyarboxylate copolymers with different structures are well known due to free radical polymerization, but the relationship between structure and properties remains difficult to understand due to the high polydispersity of polyarboxylate copolymers obtained by traditional polymerization. The influence of various structural parameters using clearly defined polymer structures still requires study. Keywords: Polycarboxylate, concrete, cement granules, strength, RAFT.

Hozirgi kunda qurilish sanoati juda tez sur’atlar bilan rivojlanmoqda. Bu vaqtda xomashyo va energiya resurslaridan oqilona va samarali foydalanishga qo’yilgan talablar ham o’zgarib bormoqda. beton maxsulotlarini ishlab chiqarishda mustahkamligi, yaxshi joylashuvchanligi alohida oʻrin egallaydi. Ushbu muammoni samarali hal qilish maxsus kimyoviy qoʻshimchalardan keng foydalanishni talab qiladi. Superplastifikatorlarning yuqori samaradorligi, beton va armaturaga salbiy ta’sirlarning yoʻqligi, shuningdek, ularning mavjudligi va tan narxining arzonligi bilan bogʻliq. Superplastifikator qoʻshimchalari sirti faol xususiyatlarga ega boʻlgan moddalar, ular beton qorishmalarning harakatchanligini yaxshilaydi va mustahkamligini oshiradi. Beton sanoati texnologiyasida superplastifikatorlardan foydalanib, beton qorishmasining oʻzgarmas harakatchanligini saqlab, suvga boʻlgan talabni va gʻovaklikni kamaytirish, betoning zichligi, mustaxkamligini oshirish. Dunyoda kompozitsion materiallarning, shu jumladan beton va beton qorishmalarning reologik, fizik-mexanik xususiyatlarini yaxshilash va tuzilishini tartibga solish uchun sintetik oligomerlarga asoslangan superplastifikatorlardan foydalaniladi [1]. Kimyoviy qo’shimchalar beton maxsulotlarida mustaxkamlik, yoyilishi va mexanik xususiyatlar kabi xususiyatlarni yaxshilash uchun katta talabga ega [2,3]. Sulfonlangan naftalin formaldegid kondensatlari va aminosulfonat formaldegid kondensatlari kabi birinchi avlod superplastifikatorlar sement zarralarini elektrostatik itarish mexanizmi orqali tarqatishi mumkin [4]. Polikarboksilat yon zanjirlariga qo’shimcha ravishda ham sulfonat, ham karboksilat guruhlarini o’z ichiga olgan polikarboksilat sopolimerlaridan foydalanganlar. Tajribalar shuni ko’rsatdiki, bitta polimer asosda ham qisqa, ham uzun yon zanjirlarni o’z ichiga olgan polikarboksilat sopolimerlari qisqa yoki uzun yon zanjirlarga ega polikarboksilatga qaraganda yuqori disperslikni namoyon etdi. Boshqa tomondan, sulfon guruhi tarkibining mos ravishda oshishi disperslikning oshishiga olib keldi. Boshqa bir tadqiqot ishida uzun yon zanjirlarga ega polikarboksilat sopolimerlari uchun yuqori disperslik kuzatilganligini ko’rsatdilar [5]. Bundan tashqari, yon zanjirlarning uzunligi sementning ishlash qobiliyatiga unchalik ta’sir qilmasligini o’rganilgan, bu esa polikarboksilatlarning konformatsiyasi bilan izohlanadi, chunki ularning tuzilishi cho’zilmaydi, balki qo’ziqorin shakliga ega [6]. Adabiyotlarni tahlil qilishda ba’zilarida qarama-qarshi topilmalar mavjud, ammo buning sababi shundaki, ushbu tadqiqotlarning har biri juda xilma-xil kimyoviy tuzilmalar, tarkiblar va yon zanjir uzunliklariga ega polikarboksilatlar yordamida o’tkazilgan bo’lishi mumkin. Boshqa tomondan, polikarboksilatlarning ion tabiati sement donalariga adsorbsiyaga ta’sir qilishi va sement gidratatsiyasini sekinlashtirishi mumkin [7]. Tadqiqot jarayonida Portland sementi ishlatilgan. Sement qorishmalarining suv-sement nisbati 0,38 ga teng bo’lgan. Sement qorishmalariga turli konsentratsiyadagi sopolimerlar qo’shilgan. Birinchidan, sopolimerlar distillangan suvda eritilib, 180 soniya davomida spatula yordamida qo’lda sement bilan aralashtirildi. Sement zarrachalariga adsorbsiyalangan polimerlar miqdori TOC analizatori yordamida umumiy organik uglerodni o’lchash orqali aniqlandi. Qisqacha aytganda, turli konsentratsiyali superplastifikator bo’lgan suv qo’lda aralashtirish orqali 180 soniya davomida sement bilan aralashtirildi. Yangi sement qorishmasi 3000 aylanish/chastota tezlikda 10 daqiqa davomida sentrifuga qilindi. Keyin shaffof supernatant eritmasi dekantatsiya qilindi va filtr qilindi. Noorganik uglerodni olib tashlash uchun g’ovak eritmasiga 2% nitrat kislota qo’shildi. Keyin supernatant eritmasi TOC o’lchash uchun mos keladigan konsentratsiyaga qadar distillangan suv bilan suyultirildi. Nihoyat, eritma TOC analizatori yordamida tahlil qilindi. Superplastifikator eritmalari va nazorat sement qorishmasining uglerod miqdori ham o’lchandi.

Sementning kimyoviy tarkibi va fizik xususiyatlari 1 va 2-jadvalda keltirildi.

1-jadval. Sementning kimyoviy tarkibi C S A F S M K T N B aO iO2 l2O3 e2O3 O3 gO 2O iO2 a2O oshqa 6 2 5 4 2 1 0 0 0 0 2.65 2.30 .10 .17 .38 .79 .58 .26 .22 .23

2- jadval. Sementning mineralogik tarkibi C3 S C2 S C3 A C4AF 59.37 15.56 7.28 11.60

Oquvchanligi 28±0,5 sm bo‘lgan va suv/sement nisbati 0.42 ni tashkil etgan sement hamiri tayyorlandi. So‘ngra tarkibida 0,1−1,1% (PK-1 va NFS-2) bo‘lgan sement qorishmasilari tayyorlandi. Har bir miqdorda sement qorishmasining oquvchanligi 20±0,5 sm doimiy bo‘lganda, suv/ sement nisbati aniqlandi. 1-rasmda suv/sement va plastifikatorlarning miqdorlarning nisbati ko‘rsatilgan bo‘lib, PK-1 va NFS-2 dan yuqori ekanligini ko‘rsatadi. 0,9% dozada PK -1 va NSF-2 ning suvni kamaytirish nisbati mos ravishda 31%, 36% va 14% ni tashkil etdi. Maksimal suvni kamaytirish nisbati 0,9% miqdorda 43%, 39% va 25% ga yetdi. Natijalar shuni ko‘rsatadiki, polikarboksilat sperplastifikatori dispersion kuchga ega ekanligini ko’rishimiz mumkin. Xulosa Zaryad turi adsorbsiya qobiliyatiga sezilarli darajada ta'sir qiladi, chunki karboksil COO guruhli superplastifikatorlar SO3 guruhli superplastifikatorlarga nisbatan sement qorishmalarida yuqori adsorbsiyani ta’minlaydi. Boshqa tomondan, polikarboksilat yon zanjirining kamayishi sement qorishmalarining reologik xususiyatlarini biroz yaxshilaydi. SO3 funksional guruhlari qorishmaning dispersiyasiga ahamiyatsiz ta’sir ko’rsatadi, shuning uchun dinamik oqim kuchiga cheklangan ta’sir ko’rsatadi, COO guruhlari esa qorishmaning dispersiyasini yaxshilaydi va natijada sement qorishmalarining dinamik oqim kuchi keskin kamayadi. RAFT polimerizatsiyasi polikarboksilat superplastifikatorlarning ishlash xususiyatlariga ta’sir qilishi mumkin bo’lgan turli parametrlarning ta’sirini o’rganishning aniq usulini taqdim etadi. RAFT polimerizatsiyasi natijasida hosil bo’lgan superplastifikatorlar, natijada hosil bo’lgan polimerlarning oldindan belgilangan molekulyar og’irligi va past polidisperslik indeksi kabi boshqa turdagi polikarboksilatlardan yuqori turishi mumkin. Polikarboksilat sopolimer zanjirlarini boshqarish har bir parametrning sement qorishmalarining ishlashiga ta’sirini yaxshiroq tushuntirishi mumkin va shu tariqa biz optimal parametrlarga ega turli xil polkarboksilat turlarini tanlash orqali sement qorishmalarining ishlashini yaxshilashimiz mumkin. Ushbu ish ko’proq tadqiqotchilarni superplastifikatorlarning mexanizmi va ta’siri haqida aniqroq ma’lumot olish uchun nazorat ostidagi polimerizatsiyadan foydalanishga undashi mumkin.