Mekanisme Kerja Molekul Polikarboksilat

1. Aksi Penyebaran

Ketika semen dicampur dengan air, partikel-partikel tersebut saling tarik-menarik, membentuk struktur flokulasi yang dapat merangkum 10%-30% air di antara partikel-partikel semen. Air yang terperangkap ini tidak dapat bergerak bebas atau memberikan pelumasan, sehingga berdampak buruk pada fluiditas pasta semen. Molekul polikarboksilat terserap ke permukaan partikel semen, memberikan muatan negatif yang menciptakan tolakan elektrostatik. Tindakan ini mendorong dispersi partikel semen, mengganggu struktur flokulasi dan melepaskan air yang terperangkap untuk ikut serta dalam aliran. Hal ini menjelaskan efek pengurangan air dari superplasticizer polikarboksilat; mereka meningkatkan pemanfaatan air tanpa menambah atau mengurangi kadar air total secara sembarangan. Selain itu, pembentukan kompleks antara ion COO²⁻ dan Ca²⁺ mengurangi konsentrasi ion kalsium dalam pasta semen, memperlambat kristalisasi Ca(OH)₂ dan mengurangi pembentukan gel CSH, sehingga memperlambat proses hidrasi semen. Akibatnya, molekul polikarboksilat juga menunjukkan efek perlambatan pada tingkat tertentu. Menariknya, pengembangan larutan polikarboksilat berkekuatan awal mungkin menantang karena sifat perlambatan yang melekat pada larutan tersebut. Kebanyakan bahan aditif berkekuatan awal yang tersedia di pasaran mengandalkan senyawa dengan bahan seperti natrium nitrit dan trietanolamin untuk mencapai efek ini.

2. Aksi Pelumas

Rantai samping superplasticizer polikarboksilat mengandung gugus hidroksil dan eter (-COCC) yang menunjukkan hidrofilisitas. Kelompok-kelompok ini membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air, menciptakan lapisan air pada permukaan partikel semen. Lapisan air ini memiliki sifat pelumas yang sangat baik, efektif mengurangi hambatan antar partikel semen dan meningkatkan kemampuan mengalir beton.

3.Efek Hambatan Sterik

Struktur bercabang dari superplasticizer polikarboksilat memiliki konfigurasi spasial pada tingkat mikroskopis. Mirip dengan karakter "gemuk kecil" dalam animasi, yang rambut keritingnya mencegah kontak dengan partikel semen "gemuk besar" di belakangnya, semakin dekat partikel semen satu sama lain, semakin besar efek hambatan steriknya.

Efek ini meningkatkan retensi kemerosotan beton. Ukuran partikel semen berada pada kisaran mikrometer, sedangkan molekul polikarboksilat berada pada kisaran nanometer, kira-kira tiga kali lipat lebih kecil. Satu partikel semen dapat menyerap beberapa molekul polikarboksilat. Representasi skema molekul polikarboksilat menyerupai sisir. Awalnya, karakter "gemuk kecil" berakhir dalam situasi yang tragis, tidak mampu melepaskan diri dari "gemuk besar" yang berotot, yang akhirnya berteriak dan mengalahkannya. Meskipun molekul polikarboksilat menunda proses hidrasi dengan cara teradsorpsi pada partikel semen, molekul tersebut pada akhirnya akan diselimuti oleh produk hidrasi sehingga kehilangan efektivitasnya. Secara keseluruhan, aksi adsorpsi molekul polikarboksilat tidak mengubah sifat semen; itu hanya mengubah perilaku aliran beton tanpa mempengaruhi kekuatannya di kemudian hari.