Efficiency of Superplasticizers in Low‐carbon Alkali‐activated Slag–Silica Fume Binders Governed by Polymer Solubility

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Mechanistic insights on polymer solubility as key factor in superplasticizer performance for alkali-activated binders, guiding future additive design.

🏢実務担当者:Provides criteria for selecting superplasticizers in low-carbon concrete formulations, particularly for achieving workability without sacrificing strength.

抄録 アルカリ活性結合材（AABs）のワーカビリティ制御は、その配合が通常、低水結合材比（W/B）、高結合材量、および高濃度の活性化剤溶液を必要とするため、低炭素クリンカーレス超高性能コンクリートの製造における障害となっている。この課題に対処するため、より環境に優しく管理しやすい複合K₂CO₃–KOH活性化戦略を採用し、リグノスルホン酸塩（LS）とポリカルボン酸エーテル（PCE）系高性能減水剤の性能を、シリカフュームの有無にかかわらず、様々なW/B比にわたってK₂CO₃–KOH活性スラグ中で系統的に比較した。結果は、PCEとLSの性能差が主にそれらの溶解性によって支配されることを示している。PCEはW/B ≈ 0.35（0.74 M K₂CO₃および1.22 M KOH）付近に明らかな溶解性閾値を示し、それ以下では大規模な凝集が効果的な分散を抑制し、細孔入口構造を粗大化させ、後期材齢強度を低下させた。対照的に、LSは調査した活性化剤濃度範囲にわたって安定したソフトコロイド状態を維持し、より強い初期材齢の遅延にもかかわらず、より堅牢な分散、細孔の微細化、および後期材齢強度の向上を可能にした。これらの知見は、溶液の安定性を効果的な分散と強度発現の前提条件として特定することにより、常温養生の低炭素AABsにおける混和剤選定のための機構的指針を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

ABSTRACT Workability control of alkali‐activated binders (AABs) remains an obstacle to producing low‐carbon clinkerless ultra‐high‐performance concrete, as their formulation usually necessitates low water‐to‐binder (W/B) ratios, high binder content, and concentrated activator solutions. To address this challenge, a greener and more manageable composite K 2 CO 3 –KOH activation strategy was adopted, and the performance of lignosulfonate (LS) and polycarboxylate ether (PCE) superplasticizers was systematically compared in K 2 CO 3 –KOH‐activated slag, with and without silica fume, across a range of W/B ratios. The results indicate that the performance differences between PCE and LS are primarily governed by their solubility. PCE exhibits an apparent solubility threshold near W/B ≈ 0.35 (0.74 M K 2 CO 3 and 1.22 M KOH), below which large‐scale aggregation suppressed effective dispersion, coarsened the pore‐entry structure, and reduced later‐age strength. In contrast, LS retained a stable soft‐colloidal state over the investigated activator concentrations, enabling more robust dispersion, pore refinement, and improved later‐age strength despite stronger early‐age retardation. These findings provide mechanistic guidance for admixture selection in ambient‐cured, low‐carbon AABs by identifying solution stability as a prerequisite for effective dispersion and strength development.

• openalex https://doi.org/10.1111/jace.71065first seen 2026-07-30 05:28:29