El paper de l'èter de cel·lulosa en el morter preparat

En el morter preparat, la quantitat afegida d'èter de cel·lulosa és molt baixa, però pot millorar significativament el rendiment del morter humit, i és un additiu principal que afecta el rendiment de construcció del morter. Una selecció raonable d'èters de cel·lulosa de diferents varietats, diferents viscositats, diferents mides de partícula, diferents graus de viscositat i quantitats afegides tindrà un impacte positiu en la millora del rendiment del morter en pols seca. Actualment, molts morters de maçoneria i guix tenen un rendiment deficient de retenció d'aigua, i la pasta d'aigua es separarà després d'uns minuts de repòs.

La retenció d'aigua és una funció important del metilèter de cel·lulosa, i també és un rendiment al qual presten atenció molts fabricants nacionals de morter sec, especialment els de les regions meridionals amb temperatures elevades. Els factors que afecten l'efecte de retenció d'aigua del morter sec inclouen la quantitat de MC afegida, la viscositat del MC, la finesa de les partícules i la temperatura de l'entorn d'ús.

L'èter de cel·lulosa és un polímer sintètic fet a partir de cel·lulosa natural mitjançant modificació química. L'èter de cel·lulosa és un derivat de la cel·lulosa natural. La producció d'èter de cel·lulosa és diferent de la dels polímers sintètics. El seu material més bàsic és la cel·lulosa, un compost polimèric natural. A causa de la particularitat de l'estructura de la cel·lulosa natural, la cel·lulosa en si no té la capacitat de reaccionar amb els agents d'eterificació. Tanmateix, després del tractament de l'agent inflador, els forts enllaços d'hidrogen entre les cadenes moleculars i les cadenes es destrueixen, i l'alliberament actiu del grup hidroxil es converteix en una cel·lulosa alcalina reactiva. Obtenir èter de cel·lulosa.

Les propietats dels èters de cel·lulosa depenen del tipus, nombre i distribució dels substituents. La classificació dels èters de cel·lulosa també es basa en el tipus de substituents, el grau d'eterificació, la solubilitat i les propietats d'aplicació relacionades. Segons el tipus de substituents a la cadena molecular, es poden dividir en monoèter i èter mixt. El MC que normalment utilitzem és el monoèter, i l'HPMC és l'èter mixt. L'èter de metilcel·lulosa MC és el producte després que el grup hidroxil de la unitat de glucosa de la cel·lulosa natural sigui substituït per metoxi. Una part del grup hidroxil de la unitat és substituïda pel grup metoxi i l'altra part és substituïda pel grup hidroxipropil. L'èter d'etilmetilcel·lulosa HEMC, aquestes són les principals varietats àmpliament utilitzades i venudes al mercat.

Pel que fa a la solubilitat, es pot dividir en iònic i no iònic. Els èters de cel·lulosa no iònics solubles en aigua es componen principalment de dues sèries d'èters alquílics i èters hidroxialquílics. El CMC iònic s'utilitza principalment en detergents sintètics, impressió i tenyit tèxtil, prospecció alimentària i petroliera. El MC no iònic, l'HPMC, l'HEMC, etc. s'utilitzen principalment en materials de construcció, recobriments de làtex, medicaments, productes químics d'ús diari, etc. S'utilitzen com a espessidor, agent de retenció d'aigua, estabilitzador, dispersant i agent formador de pel·lícules.

Retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa: En la producció de materials de construcció, especialment el morter en pols seca, l'èter de cel·lulosa juga un paper irreemplaçable, especialment en la producció de morter especial (morter modificat), és un component indispensable i important. El paper important de l'èter de cel·lulosa soluble en aigua en el morter té principalment tres aspectes, un és l'excel·lent capacitat de retenció d'aigua, l'altre és la influència en la consistència i la tixotropia del morter, i el tercer és la interacció amb el ciment. L'efecte de retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa depèn de l'absorció d'aigua de la capa base, la composició del morter, el gruix de la capa de morter, la demanda d'aigua del morter i el temps d'enduriment del material d'enduriment. La retenció d'aigua del propi èter de cel·lulosa prové de la solubilitat i la deshidratació del propi èter de cel·lulosa. Com tots sabem, tot i que la cadena molecular de la cel·lulosa conté un gran nombre de grups OH altament hidratables, no és soluble en aigua, perquè l'estructura de la cel·lulosa té un alt grau de cristal·linitat. La capacitat d'hidratació dels grups hidroxil per si sola no és suficient per cobrir els forts enllaços d'hidrogen i les forces de van der Waals entre les molècules. Per tant, només s'infla però no es dissol en aigua. Quan s'introdueix un substituent a la cadena molecular, no només el substituent destrueix la cadena d'hidrogen, sinó que també es destrueix l'enllaç d'hidrogen entre cadenes a causa de l'enclavament del substituent entre cadenes adjacents. Com més gran és el substituent, més gran és la distància entre les molècules. Com més gran és la distància. Com més gran és l'efecte de destruir els enllaços d'hidrogen, l'èter de cel·lulosa es torna soluble en aigua després que la xarxa de cel·lulosa s'expandeixi i la solució entri, formant una solució d'alta viscositat. Quan la temperatura augmenta, la hidratació del polímer s'afebleix i l'aigua entre les cadenes és expulsada. Quan l'efecte de deshidratació és suficient, les molècules comencen a agregar-se, formant un gel d'estructura de xarxa tridimensional i es pleguen.

Els factors que afecten la retenció d'aigua del morter inclouen la viscositat de l'èter de cel·lulosa, la quantitat afegida, la finesa de les partícules i la temperatura d'ús.

Com més gran sigui la viscositat de l'èter de cel·lulosa, millor serà el rendiment de retenció d'aigua. La viscositat és un paràmetre important del rendiment del MC. Actualment, diferents fabricants de MC utilitzen diferents mètodes i instruments per mesurar la viscositat del MC. Els principals mètodes són Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde i Brookfield. Per al mateix producte, els resultats de la viscositat mesurats per diferents mètodes són molt diferents, i alguns fins i tot tenen diferències duplicades. Per tant, a l'hora de comparar la viscositat, s'ha de dur a terme entre els mateixos mètodes de prova, incloent-hi la temperatura, el rotor, etc.

En general, com més alta sigui la viscositat, millor serà l'efecte de retenció d'aigua. Tanmateix, com més alta sigui la viscositat i el pes molecular del MC, la disminució corresponent de la seva solubilitat tindrà un impacte negatiu en la resistència i el rendiment constructiu del morter. Com més alta sigui la viscositat, més evident serà l'efecte espessidor del morter, però no és directament proporcional. Com més alta sigui la viscositat, més viscós serà el morter humit, és a dir, durant la construcció, es manifesta com a adherència al raspador i alta adherència al substrat. Però no és útil augmentar la resistència estructural del morter humit en si. Durant la construcció, el rendiment anti-enfonsament no és evident. Per contra, alguns èters de metilcel·lulosa modificats de viscositat mitjana i baixa tenen un rendiment excel·lent per millorar la resistència estructural del morter humit.

Com més gran sigui la quantitat d'èter de cel·lulosa afegit al morter, millor serà el rendiment de retenció d'aigua, i com més alta sigui la viscositat, millor serà el rendiment de retenció d'aigua.

Pel que fa a la mida de les partícules, com més fina sigui la partícula, millor serà la retenció d'aigua. Després que les partícules grans d'èter de cel·lulosa entrin en contacte amb l'aigua, la superfície es dissol immediatament i forma un gel que emboliqui el material per evitar que les molècules d'aigua continuïn infiltrant-se. De vegades, no es pot dispersar ni dissoldre uniformement ni tan sols després d'una agitació prolongada, formant una solució floculent tèrbola o aglomeració. Això afecta molt la retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa, i la solubilitat és un dels factors per triar l'èter de cel·lulosa. La finesa també és un índex de rendiment important de l'èter de metilcel·lulosa. El MC utilitzat per al morter en pols seca ha de ser en pols, amb baix contingut d'aigua, i la finesa també requereix que el 20% ~ 60% de la mida de les partícules sigui inferior a 63 µm. La finesa afecta la solubilitat de l'èter de metilcel·lulosa. El MC gruixut sol ser granular i és fàcil de dissoldre en aigua sense aglomeració, però la velocitat de dissolució és molt lenta, per la qual cosa no és adequat per al seu ús en morter en pols seca. En el morter en pols seca, el MC es dispersa entre materials de ciment com ara àrids, farciment fi i ciment, i només una pols prou fina pot evitar l'aglomeració d'èter de metilcel·lulosa quan es barreja amb aigua. Quan s'afegeix MC amb aigua per dissoldre els aglomerats, és molt difícil dispersar-lo i dissoldre'l. La finesa gruixuda del MC no només és un malbaratament, sinó que també redueix la resistència local del morter. Quan s'aplica aquest morter en pols seca en una àrea gran, la velocitat de curat del morter en pols seca local es reduirà significativament i apareixeran esquerdes a causa dels diferents temps de curat. Per al morter polvoritzat amb construcció mecànica, el requisit de finesa és més alt a causa del temps de mescla més curt.

La finesa de la MC també té un cert impacte en la seva retenció d'aigua. En general, per a èters de metilcel·lulosa amb la mateixa viscositat però diferent finesa, amb la mateixa quantitat d'addició, com més fi sigui, millor serà l'efecte de retenció d'aigua.

La retenció d'aigua del MC també està relacionada amb la temperatura utilitzada, i la retenció d'aigua de l'èter de metilcel·lulosa disminueix amb l'augment de la temperatura. Tanmateix, en aplicacions reals de materials, el morter en pols seca sovint s'aplica a substrats calents a altes temperatures (superiors a 40 graus) en molts entorns, com ara l'arrebossat de massilla de parets exteriors sota el sol a l'estiu, cosa que sovint accelera el curat del ciment i l'enduriment del morter en pols seca. La disminució de la taxa de retenció d'aigua fa que la sensació òbvia que tant la treballabilitat com la resistència a les esquerdes es veuen afectades, i és particularment crític reduir la influència dels factors de temperatura en aquesta condició. Tot i que els additius d'èter de metilhidroxietilcel·lulosa es consideren actualment a l'avantguarda del desenvolupament tecnològic, la seva dependència de la temperatura encara conduirà a un debilitament del rendiment del morter en pols seca. Tot i que augmenta la quantitat de metilhidroxietilcel·lulosa (fórmula d'estiu), la treballabilitat i la resistència a les esquerdes encara no poden satisfer les necessitats d'ús. Mitjançant algun tractament especial del MC, com ara augmentar el grau d'eterificació, etc., l'efecte de retenció d'aigua es pot mantenir a una temperatura més alta, de manera que pot proporcionar un millor rendiment en condicions dures.

A més, l'espessiment i la tixotropia de l'èter de cel·lulosa: la segona funció de l'èter de cel·lulosa, l'espessiment, depèn del grau de polimerització de l'èter de cel·lulosa, la concentració de la solució, la velocitat de cisallament, la temperatura i altres condicions. La propietat de gelificació de la solució és única de l'alquilcel·lulosa i els seus derivats modificats. Les propietats de gelificació estan relacionades amb el grau de substitució, la concentració de la solució i els additius. Per als derivats modificats amb hidroxialquil, les propietats del gel també estan relacionades amb el grau de modificació de l'hidroxialquil. Per a MC i HPMC de baixa viscositat, es pot preparar una solució del 10%-15%, MC i HPMC de viscositat mitjana es poden preparar una solució del 5%-10%, mentre que MC i d'alta viscositat...HPMCNomés es pot preparar una solució del 2%-3%, i normalment la classificació de viscositat de l'èter de cel·lulosa també es classifica per solució de l'1%-2%. L'èter de cel·lulosa de pes molecular elevat té una alta eficiència d'espessiment. En la mateixa solució de concentració, els polímers amb diferents pesos moleculars tenen diferents viscositats. Alt grau. La viscositat objectiu només es pot aconseguir afegint una gran quantitat d'èter de cel·lulosa de baix pes molecular. La seva viscositat té poca dependència de la velocitat de cisallament, i l'alta viscositat arriba a la viscositat objectiu, i la quantitat d'addició necessària és petita, i la viscositat depèn de l'eficiència d'espessiment. Per tant, per aconseguir una certa consistència, s'ha de garantir una certa quantitat d'èter de cel·lulosa (concentració de la solució) i la viscositat de la solució. La temperatura de gel de la solució també disminueix linealment amb l'augment de la concentració de la solució i gelifica a temperatura ambient després d'assolir una certa concentració. La concentració de gelificació de HPMC és relativament alta a temperatura ambient.

La consistència també es pot ajustar seleccionant la mida de partícula i seleccionant èters de cel·lulosa amb diferents graus de modificació. L'anomenada modificació consisteix a introduir un cert grau de substitució de grups hidroxialquil a l'estructura esquelètica de MC. Canviant els valors de substitució relatius dels dos substituents, és a dir, els valors de substitució relatius DS i ms dels grups metoxi i hidroxialquil que sovint anomenem. Es poden obtenir diversos requisits de rendiment de l'èter de cel·lulosa canviant els valors de substitució relatius dels dos substituents.

La relació entre consistència i modificació: l'addició d'èter de cel·lulosa afecta el consum d'aigua del morter, canviant la relació aigua-aglutinant d'aigua i ciment té un efecte espessidor, com més alta sigui la dosi, més gran serà el consum d'aigua.

Els èters de cel·lulosa utilitzats en materials de construcció en pols s'han de dissoldre ràpidament en aigua freda i proporcionar una consistència adequada per al sistema. Si se'ls dóna una certa velocitat de cisallament, encara es converteixen en un bloc floculant i col·loïdal, que és un producte de baixa qualitat o deficient.

També hi ha una bona relació lineal entre la consistència de la pasta de ciment i la dosi d'èter de cel·lulosa. L'èter de cel·lulosa pot augmentar considerablement la viscositat del morter. Com més gran sigui la dosi, més evident serà l'efecte. La solució aquosa d'èter de cel·lulosa d'alta viscositat té una alta tixotropia, que també és una característica important de l'èter de cel·lulosa. Les solucions aquoses de polímers MC solen tenir fluïdesa pseudoplàstica i no tixotròpica per sota de la seva temperatura de gel, però propietats de flux newtonianes a baixes taxes de cisallament. La pseudoplasticitat augmenta amb el pes molecular o la concentració d'èter de cel·lulosa, independentment del tipus de substituent i del grau de substitució. Per tant, els èters de cel·lulosa del mateix grau de viscositat, independentment de MC, HPMC, HEMC, sempre mostraran les mateixes propietats reològiques sempre que la concentració i la temperatura es mantinguin constants. Els gels estructurals es formen quan s'eleva la temperatura i es produeixen fluxos altament tixotròpics. Els èters de cel·lulosa d'alta concentració i baixa viscositat mostren tixotropia fins i tot per sota de la temperatura del gel. Aquesta propietat és de gran benefici per a l'ajust de l'anivellament i el flaixament en la construcció de morters d'edificis. Cal explicar aquí que com més alta sigui la viscositat de l'èter de cel·lulosa, millor serà la retenció d'aigua, però com més alta sigui la viscositat, més alt serà el pes molecular relatiu de l'èter de cel·lulosa i la corresponent disminució de la seva solubilitat, cosa que té un impacte negatiu en la concentració del morter i el rendiment de la construcció. Com més alta sigui la viscositat, més evident serà l'efecte espessidor sobre el morter, però no és completament proporcional. Té una viscositat mitjana i baixa, però l'èter de cel·lulosa modificat té un millor rendiment per millorar la resistència estructural del morter humit. Amb l'augment de la viscositat, millora la retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa.

Retardament de l'èter de cel·lulosa: La tercera funció de l'èter de cel·lulosa és retardar el procés d'hidratació del ciment. L'èter de cel·lulosa dota el morter de diverses propietats beneficioses i també redueix la calor d'hidratació inicial del ciment i retarda el procés dinàmic d'hidratació del ciment. Això és desfavorable per a l'ús de morter en regions fredes. Aquest efecte de retard és causat per l'adsorció de molècules d'èter de cel·lulosa en productes d'hidratació com ara CSH i ca(OH)2. A causa de l'augment de la viscositat de la solució de porus, l'èter de cel·lulosa redueix la mobilitat dels ions a la solució, retardant així el procés d'hidratació. Com més alta sigui la concentració d'èter de cel·lulosa en el material de gel mineral, més pronunciat serà l'efecte del retard d'hidratació. L'èter de cel·lulosa no només retarda l'enduriment, sinó que també retarda el procés d'enduriment del sistema de morter de ciment. L'efecte retardant de l'èter de cel·lulosa no només depèn de la seva concentració en el sistema de gel mineral, sinó també de l'estructura química. Com més alt sigui el grau de metilació de HEMC, millor serà l'efecte retardant de l'èter de cel·lulosa. La relació entre la substitució hidròfila i la substitució que augmenta l'aigua. L'efecte retardant és més fort. No obstant això, la viscositat de l'èter de cel·lulosa té poc efecte sobre la cinètica d'hidratació del ciment.

Amb l'augment del contingut d'èter de cel·lulosa, el temps d'enduriment del morter augmenta significativament. Hi ha una bona correlació no lineal entre el temps d'enduriment inicial del morter i el contingut d'èter de cel·lulosa, i una bona correlació lineal entre el temps d'enduriment final i el contingut d'èter de cel·lulosa. Podem controlar el temps d'operació del morter canviant la quantitat d'èter de cel·lulosa.

En resum, en morter preparat,èter de cel·lulosajuga un paper en la retenció d'aigua, l'espessiment, el retard del poder d'hidratació del ciment i la millora del rendiment de la construcció. Una bona capacitat de retenció d'aigua fa que la hidratació del ciment sigui més completa, pot millorar la viscositat humida del morter humit, augmentar la resistència d'adhesió del morter i ajustar el temps. L'addició d'èter de cel·lulosa al morter de polvorització mecànica pot millorar el rendiment de polvorització o bombament i la resistència estructural del morter. Per tant, l'èter de cel·lulosa s'utilitza àmpliament com a additiu important en el morter preparat.