O monômero superplastificante de policarboxilato é um agente redutor de água de alto desempenho, amplamente utilizado em concreto de cimento. Sua principal função é reduzir o atrito entre as partículas coloidais do cimento, melhorar a fluidez do concreto, aumentar a bombeabilidade e diminuir a relação água/cimento, aumentando assim a resistência e a durabilidade do concreto. A estrutura molecular do superplastificante de policarboxilato influencia significativamente seu crescimento heterogêneo, o que será detalhado a seguir.
O crescimento heterogêneo de moléculas de superplastificantes de policarboxilato envolve principalmente dois fatores: a hidrofobicidade da estrutura molecular e a configuração espacial da estrutura molecular.
Primeiramente, a hidrofobicidade da estrutura molecular influencia significativamente o crescimento heterogêneo dos superplastificantes policarboxilatos. A estrutura molecular dos superplastificantes policarboxilatos consiste tipicamente em grupos hidrofóbicos e hidrofílicos. Os grupos hidrofóbicos são compostos principalmente por cadeias de carbono e podem, por vezes, incluir estruturas cíclicas ou grupos alifáticos. Os grupos hidrofílicos são geralmente grupos funcionais polares ou carregados, como grupos carboxila ou hidroxila. A presença de grupos hidrofóbicos permite que os superplastificantes policarboxilatos formem uma camada hidrofóbica na superfície das partículas coloidais de cimento, inibindo as interações entre essas partículas e, assim, reduzindo o atrito para melhorar a fluidez do concreto. Consequentemente, grupos hidrofóbicos mais longos e grupos hidrofílicos mais curtos contribuem para aumentar o efeito de crescimento heterogêneo dos superplastificantes policarboxilatos.
Em segundo lugar, a configuração espacial da estrutura molecular também influencia o crescimento heterogêneo dos superplastificantes policarboxilatos. A estrutura molecular dos superplastificantes policarboxilatos geralmente apresenta diferentes configurações espaciais, como lineares, ramificadas e com anéis poliaromáticos. Os redutores de água policarboxilatos com estruturas de cadeia linear geralmente são facilmente adsorvidos fisicamente às partículas coloidais de cimento, formando uma camada de adsorção relativamente estável. Além disso, os anéis poliaromáticos na configuração espacial também têm um impacto significativo na dispersibilidade e estabilidade dos superplastificantes policarboxilatos. Os redutores de água policarboxilatos com estruturas de múltiplos anéis aromáticos geralmente apresentam alta dispersibilidade e estabilidade, podendo reduzir efetivamente a viscosidade do concreto e melhorar sua fluidez.
O crescimento heterogêneo do superplastificante policarboxilato também é influenciado por outros fatores, como grau de polimerização, distribuição de massa molecular, densidade de carga, etc. O aumento do grau de polimerização e da distribuição de massa molecular pode intensificar o efeito inibidor da gelificação do superplastificante policarboxilato e melhorar sua capacidade de adsorção de partículas coloidais de cimento. O aumento da densidade de carga pode intensificar a atração eletrostática entre o superplastificante policarboxilato e as partículas de cimento, estabilizando ainda mais o sistema de concreto.
