V hotové maltě je přidané množství éteru celulózy velmi nízké, ale může výrazně zlepšit vlastnosti mokré malty a je hlavní přísadou, která ovlivňuje stavební vlastnosti malty. Rozumný výběr éterů celulózy různých druhů, různých viskozit, různých velikostí částic, různých stupňů viskozity a přidaného množství bude mít pozitivní vliv na zlepšení vlastností suché práškové malty. V současné době má mnoho malt pro zdivo a omítku špatnou schopnost zadržovat vodu a vodní suspenze se po několika minutách stání oddělí.
Zadržování vody je důležitou vlastností methyluéter celulózy, a je to také vlastnost, které věnuje pozornost mnoho domácích výrobců suchých maltových směsí, zejména těch v jižních oblastech s vysokými teplotami. Mezi faktory ovlivňující účinek suché maltové směsi na zadržování vody patří množství přidané MC, viskozita MC, jemnost částic a teplota prostředí, ve kterém se používá.
Ether celulózy je syntetický polymer vyrobený z přírodní celulózy chemickou modifikací. Ether celulózy je derivát přírodní celulózy. Výroba etheru celulózy se liší od výroby syntetických polymerů. Jeho nejzákladnějším materiálem je celulóza, přírodní polymerní sloučenina. Vzhledem ke specifické struktuře přírodní celulózy nemá samotná celulóza schopnost reagovat s etherifikačními činidly. Po ošetření bobtnavým činidlem se však silné vodíkové vazby mezi molekulárními řetězci a řetězci zničí a aktivním uvolněním hydroxylové skupiny se stává reaktivní alkalickou celulózou. Získání etheru celulózy.
Vlastnosti etherů celulózy závisí na typu, počtu a rozložení substituentů. Klasifikace etherů celulózy je také založena na typu substituentů, stupni etherifikace, rozpustnosti a souvisejících aplikačních vlastnostech. Podle typu substituentů v molekulárním řetězci je lze rozdělit na monoethery a směsné ethery. MC, kterou obvykle používáme, je monoether a HPMC je směsný ether. MC, ether methylcelulózy, je produkt po substituci hydroxylové skupiny na glukózové jednotce přírodní celulózy methoxyskupinou. Část hydroxylové skupiny na jednotce je substituována methoxyskupinou a druhá část je nahrazena hydroxypropylskupinou. HEMC, ether ethylmethylcelulózy, jsou hlavní odrůdy široce používané a prodávané na trhu.
Z hlediska rozpustnosti je lze rozdělit na iontové a neiontové. Ve vodě rozpustné neiontové ethery celulózy se skládají hlavně ze dvou řad alkyletherů a hydroxyalkyletherů. Iontová CMC se používá hlavně v syntetických detergentech, textilním tisku a barvení, potravinářství a těžbě ropy. Neiontové MC, HPMC, HEMC atd. se používají hlavně ve stavebních materiálech, latexových nátěrech, lékařství, běžných chemikáliích atd. Používají se jako zahušťovadlo, činidlo zadržující vodu, stabilizátor, dispergační činidlo a filmotvorné činidlo.
Retence vody v éteru celulózy: Při výrobě stavebních materiálů, zejména suchých práškových malt, hraje éter celulózy nezastupitelnou roli, zejména při výrobě speciálních malt (modifikovaných malt), kde je nepostradatelnou a důležitou složkou. Důležitá role ve vodě rozpustného éteru celulózy v maltě má především tři aspekty: vynikající schopnost zadržovat vodu, vliv na konzistenci a tixotropii malty a interakce s cementem. Účinek zadržování vody éterem celulózy závisí na absorpci vody základní vrstvou, složení malty, tloušťce vrstvy malty, spotřebě vody maltou a době tuhnutí tuhnoucí hmoty. Samotná retence vody éteru celulózy pochází z rozpustnosti a dehydratace samotného éteru celulózy. Jak všichni víme, ačkoli molekulární řetězec celulózy obsahuje velké množství vysoce hydratovatelných OH skupin, není rozpustný ve vodě, protože celulózová struktura má vysoký stupeň krystalinity. Hydratační schopnost hydroxylových skupin sama o sobě nestačí k pokrytí silných vodíkových vazeb a van der Waalsových sil mezi molekulami. Proto pouze bobtná, ale nerozpouští se ve vodě. Když je do molekulárního řetězce zaveden substituent, nejenže substituent ničí vodíkový řetězec, ale také se ničí meziřetězcová vodíková vazba v důsledku zaklínění substituentu mezi sousedními řetězci. Čím větší je substituent, tím větší je vzdálenost mezi molekulami. Čím větší je vzdálenost. Čím větší je účinek ničení vodíkových vazeb, tím větší je účinek ničení vodíkových vazeb, tím větší je účinek, tím větší je účinek ničení vodíkových vazeb, tím větší je účinek, který vede k rozpuštění celulózové mřížky a vstupu roztoku do roztoku, čímž vzniká roztok s vysokou viskozitou. S rostoucí teplotou hydratace polymeru slábne a voda mezi řetězci je vytlačována. Jakmile je dehydratační účinek dostatečný, molekuly se začnou agregovat, čímž vzniká trojrozměrný síťový gel a rozkládají se.
Mezi faktory ovlivňující zadržování vody v maltě patří viskozita éteru celulózy, přidané množství, jemnost částic a teplota použití.
Čím vyšší je viskozita éteru celulózy, tím lepší je schopnost zadržovat vodu. Viskozita je důležitým parametrem výkonu MC. V současné době různí výrobci MC používají různé metody a přístroje k měření viskozity MC. Hlavními metodami jsou Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde a Brookfield. U stejného produktu se výsledky viskozity naměřené různými metodami velmi liší a některé se dokonce zdvojnásobují. Proto se při porovnávání viskozity musí provádět mezi stejnými zkušebními metodami, včetně teploty, rotoru atd.
Obecně platí, že čím vyšší je viskozita, tím lepší je účinek zadržování vody. Čím vyšší je viskozita a čím vyšší je molekulová hmotnost MC, tím odpovídající snížení jeho rozpustnosti bude mít negativní vliv na pevnost a konstrukční vlastnosti malty. Čím vyšší je viskozita, tím zřetelnější je zahušťovací účinek na maltu, ale není přímo úměrný. Čím vyšší je viskozita, tím viskóznější bude mokrá malta, což se během stavby projeví jako lepení na škrabku a vysoká přilnavost k podkladu. To však nepomáhá ke zvýšení strukturální pevnosti samotné mokré malty. Během stavby není protiskluzový účinek zřejmý. Naopak některé modifikované ethery methylcelulózy se střední a nízkou viskozitou mají vynikající účinnost při zlepšování strukturální pevnosti mokré malty.
Čím větší množství éteru celulózy přidaného do malty, tím lepší je schopnost zadržovat vodu a čím vyšší je viskozita, tím lepší je schopnost zadržovat vodu.
Pokud jde o velikost částic, čím jemnější částice, tím lépe zadržují vodu. Poté, co se velké částice éteru celulózy dostanou do kontaktu s vodou, se povrch okamžitě rozpustí a vytvoří gel, který obalí materiál a zabrání tak dalšímu pronikání molekul vody. Někdy se materiál nemůže rovnoměrně dispergovat a rozpustit ani po dlouhodobém míchání, což vede k zakalení vločkovitého roztoku nebo aglomeraci. To výrazně ovlivňuje zadržování vody v éteru celulózy a rozpustnost je jedním z faktorů pro výběr éteru celulózy. Jemnost je také důležitým ukazatelem účinnosti éteru methylcelulózy. Methylcelulóza používaná pro suchou práškovou maltu musí být prášková s nízkým obsahem vody a jemnost také vyžaduje, aby 20 % až 60 % velikosti částic bylo menší než 63 μm. Jemnost ovlivňuje rozpustnost éteru methylcelulózy. Hrubá Methylcelulóza je obvykle granulovaná a snadno se rozpouští ve vodě bez aglomerace, ale rychlost rozpouštění je velmi pomalá, takže není vhodná pro použití v suchých práškových maltách. V suché práškové maltě je MC dispergován mezi cementovými materiály, jako je kamenivo, jemné plnivo a cement, a pouze dostatečně jemný prášek může zabránit aglomeraci methylcelulózového etheru při smíchání s vodou. Pokud se MC přidá s vodou za účelem rozpuštění aglomerátů, je velmi obtížné jej dispergovat a rozpustit. Hrubá jemnost MC je nejen nehospodárná, ale také snižuje lokální pevnost malty. Pokud se taková suchá prášková malta aplikuje na velkou plochu, rychlost vytvrzování lokální suché práškové malty se výrazně sníží a v důsledku různých dob vytvrzování se objeví trhliny. U stříkané malty se strojní konstrukcí je požadavek na jemnost vyšší kvůli kratší době míchání.
Jemnost mletí MC má také určitý vliv na jeho zadržování vody. Obecně platí, že u etherů methylcelulózy se stejnou viskozitou, ale různou jemností, při stejném přidaném množství platí, že čím jemnější, tím lepší je účinek zadržování vody.
Retence vody v MC také souvisí s použitou teplotou a retence vody v methylhydroxyethylcelulózovém éteru se s rostoucí teplotou snižuje. V reálných materiálových aplikacích se však suchá prášková malta často aplikuje na horké podklady při vysokých teplotách (vyšších než 40 stupňů) v mnoha prostředích, například při omítání vnějších stěn na slunci v létě, což často urychluje vytvrzování cementu a tvrdnutí suché práškové malty. Pokles rychlosti zadržování vody vede k pocitu, že je ovlivněna jak zpracovatelnost, tak odolnost proti praskání, a je obzvláště důležité snížit vliv teplotních faktorů za těchto podmínek. Přestože jsou přísady na bázi methylhydroxyethylcelulózového éteru v současnosti považovány za přední technologický vývoj, jejich závislost na teplotě stále vede ke zhoršení vlastností suché práškové malty. I když se množství methylhydroxyethylcelulózy zvyšuje (letní receptura), zpracovatelnost a odolnost proti praskání stále nemohou splňovat požadavky použití. Prostřednictvím speciální úpravy MC, jako je zvýšení stupně éterifikace atd., lze udržet účinek zadržování vody při vyšší teplotě, aby se dosáhlo lepšího výkonu v náročných podmínkách.
Kromě toho, zahušťování a tixotropie etheru celulózy: druhá funkce etheru celulózy – zahušťování závisí na: stupni polymerace etheru celulózy, koncentraci roztoku, smykové rychlosti, teplotě a dalších podmínkách. Želatinizační vlastnost roztoku je jedinečná pro alkylcelulózu a její modifikované deriváty. Želatinizační vlastnosti souvisí se stupněm substituce, koncentrací roztoku a aditivy. U hydroxyalkylem modifikovaných derivátů souvisí gelové vlastnosti také se stupněm modifikace hydroxyalkylem. Pro MC a HPMC s nízkou viskozitou lze připravit 10%-15% roztok, pro MC a HPMC se střední viskozitou lze připravit 5%-10% roztok, zatímco pro MC a HPMC s vysokou viskozitou...HPMCLze připravit pouze 2%-3% roztok a obvykle se klasifikace viskozity etheru celulózy také odstupňová podle 1%-2% roztoku. Vysokomolekulární ether celulózy má vysokou účinnost zahušťování. V roztoku se stejnou koncentrací mají polymery s různými molekulovými hmotnostmi různé stupně viskozity. Cílové viskozity lze dosáhnout pouze přidáním velkého množství etheru celulózy s nízkou molekulovou hmotností. Jeho viskozita má malou závislost na smykové rychlosti a při dosažení cílové viskozity s vysokou viskozitou je nutné přidat malé množství a viskozita závisí na účinnosti zahušťování. Proto je pro dosažení určité konzistence nutné zajistit určité množství etheru celulózy (koncentraci roztoku) a viskozitu roztoku. Teplota gelu roztoku také lineárně klesá se zvyšující se koncentrací roztoku a po dosažení určité koncentrace geluje při pokojové teplotě. Koncentrace gelu HPMC je při pokojové teplotě relativně vysoká.
Konzistenci lze také upravit výběrem velikosti částic a výběrem etherů celulózy s různým stupněm modifikace. Takzvaná modifikace spočívá v zavedení určitého stupně substituce hydroxyalkylových skupin do kostry MC. Změnou relativních substitučních hodnot dvou substituentů, tj. relativních substitučních hodnot DS a ms methoxy a hydroxyalkylových skupin, které často používáme. Různé výkonnostní požadavky etheru celulózy lze dosáhnout změnou relativních substitučních hodnot dvou substituentů.
Vztah mezi konzistencí a modifikací: přidání éteru celulózy ovlivňuje spotřebu vody v maltě, změna poměru voda-pojivo mezi vodou a cementem má zahušťovací účinek, čím vyšší je dávkování, tím větší je spotřeba vody.
Étery celulózy používané v práškových stavebních materiálech se musí rychle rozpouštět ve studené vodě a poskytovat systému vhodnou konzistenci. I při určité smykové rychlosti se stále stávají vločkovitými a koloidními bloky, což je podřadný nebo nekvalitní produkt.
Existuje také dobrý lineární vztah mezi konzistencí cementové pasty a dávkováním éteru celulózy. Ether celulózy může výrazně zvýšit viskozitu malty. Čím větší je dávkování, tím je účinek zřetelnější. Vodný roztok éteru celulózy s vysokou viskozitou má vysokou tixotropii, což je také hlavní charakteristikou éteru celulózy. Vodné roztoky polymerů MC mají obvykle pseudoplastickou a netixotropní tekutost pod teplotou gelu, ale Newtonovské tokové vlastnosti při nízkých smykových rychlostech. Pseudoplasticita se zvyšuje s molekulovou hmotností nebo koncentrací éteru celulózy, bez ohledu na typ substituentu a stupeň substituce. Proto étery celulózy stejného stupně viskozity, bez ohledu na MC, HPMC, HEMC, budou vždy vykazovat stejné reologické vlastnosti, pokud se koncentrace a teplota udržují konstantní. Strukturní gely se tvoří při zvýšení teploty a dochází k vysoce tixotropnímu toku. Ethery celulózy s vysokou koncentrací a nízkou viskozitou vykazují tixotropii i pod teplotou gelu. Tato vlastnost je velmi přínosná pro úpravu nivelace a stékání při konstrukci stavební malty. Zde je třeba vysvětlit, že čím vyšší je viskozita éteru celulózy, tím lepší je zadržování vody, ale čím vyšší je viskozita, tím vyšší je relativní molekulová hmotnost éteru celulózy a odpovídající snížení jeho rozpustnosti, což má negativní vliv na koncentraci malty a konstrukční vlastnosti. Čím vyšší je viskozita, tím výraznější je zahušťovací účinek na maltu, ale není zcela proporcionální. U některých malt střední a nízká viskozita, ale modifikovaný éter celulózy má lepší vlastnosti při zlepšování strukturální pevnosti mokré malty. Se zvyšující se viskozitou se zlepšuje zadržování vody éterem celulózy.
Zpomalení éteru celulózy: Třetí funkcí éteru celulózy je zpomalení procesu hydratace cementu. Ether celulózy dodává maltě různé prospěšné vlastnosti a také snižuje rané hydratační teplo cementu a zpomaluje hydratační dynamický proces cementu. To je nepříznivé pro použití malty v chladných oblastech. Tento zpomalovací efekt je způsoben adsorpcí molekul éteru celulózy na hydratační produkty, jako jsou CSH a Ca(OH)2. V důsledku zvýšení viskozity roztoku v pórech snižuje éter celulózy mobilitu iontů v roztoku, čímž zpomaluje proces hydratace. Čím vyšší je koncentrace éteru celulózy v minerálním gelovém materiálu, tím výraznější je účinek zpomalení hydratace. Éter celulózy nejen zpomaluje tuhnutí, ale také zpomaluje proces tvrdnutí cementové malty. Zpomalovací účinek éteru celulózy závisí nejen na jeho koncentraci v minerálním gelovém systému, ale také na chemické struktuře. Čím vyšší je stupeň methylace HEMC, tím lepší je zpomalovací účinek éteru celulózy. Poměr hydrofilní substituce k substituci zvyšující obsah vody. Zpomalovací účinek je silnější. Viskozita éteru celulózy má však malý vliv na kinetiku hydratace cementu.
Se zvyšujícím se obsahem éteru celulózy se výrazně prodlužuje doba tuhnutí malty. Mezi počáteční dobou tuhnutí malty a obsahem éteru celulózy existuje dobrá nelineární korelace a mezi konečnou dobou tuhnutí a obsahem éteru celulózy existuje dobrá lineární korelace. Změnou množství éteru celulózy můžeme řídit dobu tuhnutí malty.
Abychom to shrnuli, v hotové maltě,éter celulózyhraje roli v zadržování vody, zahušťování, zpoždění hydratační schopnosti cementu a zlepšení konstrukčních vlastností. Dobrá schopnost zadržovat vodu zajišťuje úplnější hydrataci cementu, může zlepšit viskozitu malty za mokra, zvýšit její přilnavost a upravit dobu tuhnutí. Přidání éteru celulózy do mechanicky stříkané malty může zlepšit stříkací nebo čerpací výkon a strukturální pevnost malty. Proto se éter celulózy široce používá jako důležitá přísada do hotových malt.
Čas zveřejnění: 28. dubna 2024