Im Fertigmörtel beträgt die Zugabemenge anCelluloseetherDer Gehalt an Celluloseethern ist sehr gering, kann aber die Leistung von Nassmörtel deutlich verbessern und ist ein Hauptzusatzstoff, der die Bauleistung von Mörtel beeinflusst. Eine sinnvolle Auswahl von Celluloseethern unterschiedlicher Sorten, Viskositäten, Partikelgrößen, Viskositätsgrade und Zugabemengen wirkt sich positiv auf die Leistungsverbesserung von Trockenmörtelpulver aus. Derzeit weisen viele Mauer- und Putzmörtel ein schlechtes Wasserrückhaltevermögen auf, und die Wasseraufschlämmung trennt sich nach einigen Minuten Standzeit.
Die Wasserrückhaltefähigkeit ist eine wichtige Eigenschaft von Methylcelluloseether und wird von vielen inländischen Trockenmörtelherstellern, insbesondere in südlichen Regionen mit hohen Temperaturen, sehr geschätzt. Zu den Faktoren, die die Wasserrückhaltefähigkeit von Trockenmörtel beeinflussen, gehören die zugesetzte MC-Menge, die MC-Viskosität, die Partikelfeinheit und die Umgebungstemperatur.
Celluloseether ist ein synthetisches Polymer, das durch chemische Modifikation aus natürlicher Cellulose hergestellt wird. Celluloseether ist ein Derivat natürlicher Cellulose. Die Herstellung von Celluloseether unterscheidet sich von der Herstellung synthetischer Polymere. Sein Grundstoff ist Cellulose, eine natürliche Polymerverbindung. Aufgrund der besonderen Struktur natürlicher Cellulose reagiert die Cellulose selbst nicht mit Veretherungsmitteln. Nach der Behandlung mit dem Quellmittel werden jedoch die starken Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülketten zerstört, und durch die aktive Freisetzung der Hydroxylgruppe entsteht eine reaktive Alkalicellulose. Celluloseether wird gewonnen.
Die Eigenschaften von Celluloseethern hängen von Art, Anzahl und Verteilung der Substituenten ab. Die Klassifizierung von Celluloseethern basiert auch auf der Art der Substituenten, dem Veretherungsgrad, der Löslichkeit und den damit verbundenen Anwendungseigenschaften. Je nach Art der Substituenten an der Molekülkette kann in Monoether und Mischether unterschieden werden. Der üblicherweise verwendete MC ist Monoether, und derHPMCist ein gemischter Ether. Methylcelluloseether (MC) entsteht durch den Austausch der Hydroxygruppe der Glucoseeinheit natürlicher Cellulose gegen Methoxy. Es entsteht durch den Austausch eines Teils der Hydroxygruppe der Einheit durch eine Methoxygruppe und eines anderen Teils durch eine Hydroxypropylgruppe. Die Strukturformel lautet [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x. Hydroxyethylmethylcelluloseether (HEMC) sind die am häufigsten verwendeten und verkauften Varianten.
Hinsichtlich der Löslichkeit kann man zwischen ionischen und nichtionischen Celluloseethern unterscheiden. Wasserlösliche nichtionische Celluloseether bestehen hauptsächlich aus zwei Reihen von Alkylethern und Hydroxyalkylethern. Ionische CMC wird hauptsächlich in synthetischen Waschmitteln, im Textildruck und -färben sowie in der Lebensmittel- und Ölförderung eingesetzt. Nichtionische MC, HPMC, HEMC usw. werden hauptsächlich in Baumaterialien, Latexbeschichtungen, Medikamenten und Alltagschemikalien verwendet. Sie dienen als Verdickungsmittel, Wasserrückhaltemittel, Stabilisator, Dispergiermittel und Filmbildner.
Wasserrückhaltevermögen von Celluloseether: Bei der Herstellung von Baustoffen, insbesondere von Trockenmörtel, spielt Celluloseether eine unverzichtbare Rolle. Insbesondere bei der Herstellung von Spezialmörtel (modifiziertem Mörtel) ist er ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil. Die wichtige Rolle von wasserlöslichem Celluloseether im Mörtel hat hauptsächlich drei Aspekte: Erstens das ausgezeichnete Wasserrückhaltevermögen, zweitens die Beeinflussung der Konsistenz und Thixotropie des Mörtels und drittens die Wechselwirkung mit Zement. Die wasserrückhaltende Wirkung von Celluloseether hängt von der Wasseraufnahme der Grundschicht, der Zusammensetzung des Mörtels, der Schichtdicke des Mörtels, dem Wasserbedarf des Mörtels und der Abbindezeit des abbindenden Materials ab. Das Wasserrückhaltevermögen von Celluloseether selbst beruht auf seiner Löslichkeit und Dehydratation. Wie wir alle wissen, ist Cellulose in Wasser nicht löslich, obwohl ihre Molekülkette viele gut hydratisierbare OH-Gruppen enthält, da die Cellulosestruktur einen hohen Kristallinitätsgrad aufweist. Die Hydratisierungsfähigkeit von Hydroxygruppen allein reicht nicht aus, um die starken Wasserstoffbrücken und Van-der-Waals-Kräfte zwischen Molekülen zu überbrücken. Daher quillt es nur auf, löst sich aber nicht in Wasser auf. Wird ein Substituent in die Molekülkette eingeführt, zerstört dieser nicht nur die Wasserstoffkette, sondern auch die Wasserstoffbrücken zwischen den Ketten werden zerstört, da der Substituent zwischen benachbarten Ketten eingeklemmt wird. Je größer der Substituent, desto größer der Abstand zwischen den Molekülen. Je größer der Abstand. Je stärker die Zerstörung der Wasserstoffbrücken, desto wasserlöslicher wird der Celluloseether, nachdem sich das Cellulosegitter ausgedehnt hat und die Lösung eindringt, wodurch eine hochviskose Lösung entsteht. Steigende Temperaturen schwächen die Hydratisierung des Polymers ab und das Wasser zwischen den Ketten wird verdrängt. Wenn die Dehydratisierungswirkung ausreichend ist, beginnen die Moleküle zu aggregieren und bilden ein dreidimensionales, gelartiges und aufgefaltetes Netzwerk.
Zu den Faktoren, die die Wasserrückhaltefähigkeit von Mörtel beeinflussen, zählen die Viskosität des Celluloseethers, die zugesetzte Menge, die Feinheit der Partikel und die Verwendungstemperatur.
Je höher die Viskosität des Celluloseethers, desto besser ist die Wasserrückhalteleistung. Die Viskosität ist ein wichtiger Parameter vonMCLeistung. Verschiedene MC-Hersteller verwenden derzeit unterschiedliche Methoden und Instrumente zur Messung der Viskosität von MC. Die wichtigsten Methoden sind Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde und Brookfield usw. Für dasselbe Produkt sind die mit verschiedenen Methoden gemessenen Viskositätsergebnisse sehr unterschiedlich, und einige weisen sogar doppelte Unterschiede auf. Daher muss beim Viskositätsvergleich ein Vergleich zwischen denselben Prüfmethoden durchgeführt werden, einschließlich Temperatur, Rotor usw.
Im Allgemeinen gilt: Je höher die Viskosität, desto besser die Wasserrückhaltewirkung. Je höher jedoch die Viskosität und je höher das Molekulargewicht von MC ist, desto geringer ist die Löslichkeit, was sich negativ auf die Festigkeit und die Konstruktionseigenschaften des Mörtels auswirkt. Je höher die Viskosität, desto deutlicher ist die verdickende Wirkung auf den Mörtel, sie ist jedoch nicht direkt proportional. Je höher die Viskosität, desto zähflüssiger ist der Nassmörtel, d. h. während der Bauphase klebt er am Schaber und haftet stark am Untergrund. Dies trägt jedoch nicht zur Verbesserung der strukturellen Festigkeit des Nassmörtels selbst bei. Während der Bauphase ist die Standfestigkeit nicht erkennbar. Im Gegenteil, einige modifizierte Methylcelluloseether mit mittlerer und niedriger Viskosität verbessern die strukturelle Festigkeit von Nassmörtel hervorragend.
Je mehr Celluloseether dem Mörtel zugesetzt wird, desto besser ist die Wasserrückhalteleistung, und je höher die Viskosität, desto besser ist die Wasserrückhalteleistung.
Hinsichtlich der Partikelgröße gilt: Je feiner die Partikel, desto besser die Wasserspeicherung. Bei Kontakt mit Wasser lösen sich große Celluloseether-Partikel sofort an der Oberfläche auf und bilden ein Gel, das das Material umhüllt und so das weitere Eindringen von Wassermolekülen verhindert. Selbst nach längerem Rühren kann sich die Lösung manchmal nicht gleichmäßig verteilen und auflösen, sodass eine trübe, flockige Lösung oder Agglomeration entsteht. Die Wasserspeicherung von Celluloseether wird stark beeinflusst, und die Löslichkeit ist einer der Faktoren für die Wahl des Celluloseethers. Die Feinheit ist auch ein wichtiger Leistungsindex von Methylcelluloseether. Für Trockenmörtel verwendete MC muss pulverförmig und wasserarm sein, und die Feinheit muss 20–60 % der Partikelgröße unter 63 µm betragen. Die Feinheit beeinflusst die Löslichkeit von Methylcelluloseether. Grobe MC ist in der Regel körnig und löst sich leicht in Wasser auf, ohne zu agglomerieren. Die Löslichkeit ist jedoch sehr langsam und daher nicht für die Verwendung in Trockenmörtel geeignet. In Trockenmörtelpulver wird MC zwischen Bindemitteln wie Zuschlagstoffen, Feinspachtel und Zement dispergiert. Nur durch ausreichend feines Pulver kann die Agglomeration von Methylcelluloseether beim Mischen mit Wasser vermieden werden. Wird MC mit Wasser vermischt, um die Agglomerate aufzulösen, ist die Dispergierung und Auflösung sehr schwierig. Grobes MC ist nicht nur verschwenderisch, sondern verringert auch die lokale Festigkeit des Mörtels. Bei großflächigem Auftragen eines solchen Trockenmörtelpulvers verringert sich die Aushärtungsgeschwindigkeit des lokalen Trockenmörtels erheblich, und aufgrund unterschiedlicher Aushärtezeiten treten Risse auf. Bei Spritzmörtel mit mechanischer Konstruktion sind die Anforderungen an die Feinheit aufgrund der kürzeren Mischzeit höher.
Auch die Feinheit von MC hat einen gewissen Einfluss auf die Wasserretention. Generell gilt bei Methylcelluloseethern mit gleicher Viskosität, aber unterschiedlicher Feinheit, bei gleicher Zugabemenge: Je feiner, desto besser die Wasserretention.
Die Wasserretention von MC hängt auch von der verwendeten Temperatur ab, und die Wasserretention von Methylcelluloseether nimmt mit steigender Temperatur ab. In der tatsächlichen Materialanwendung wird Trockenpulvermörtel jedoch häufig auf heiße Untergründe bei hohen Temperaturen (über 40 Grad) in vielen Umgebungen aufgetragen, wie z. B. beim Spachtelverputzen von Außenwänden in der Sommersonne, was häufig die Aushärtung des Zements und die Aushärtung des Trockenpulvermörtels beschleunigt. Die Abnahme der Wasserretentionsrate führt zu dem offensichtlichen Gefühl, dass sowohl die Verarbeitbarkeit als auch die Rissbeständigkeit beeinträchtigt werden, und unter diesen Bedingungen ist es besonders wichtig, den Einfluss von Temperaturfaktoren zu reduzieren. Obwohl Methylhydroxyethylcelluloseether-Additive derzeit als technologisch führend gelten, führt ihre Temperaturabhängigkeit dennoch zu einer Abschwächung der Leistung von Trockenpulvermörtel. Selbst die Menge an Methylhydroxyethylcellulose wird erhöht (Sommerformel), die Verarbeitbarkeit und Rissbeständigkeit werden den Anwendungsanforderungen nicht gerecht. Durch eine spezielle Behandlung des MC, wie etwa eine Erhöhung des Veretherungsgrades usw., kann die Wasserrückhaltewirkung bei höheren Temperaturen aufrechterhalten werden, sodass unter rauen Bedingungen eine bessere Leistung erzielt werden kann.
Außerdem hängt die Verdickung und Thixotropie von Celluloseether: Die zweite Funktion von Celluloseether – die Verdickung – von folgendem ab: Polymerisationsgrad des Celluloseethers, Lösungskonzentration, Schergeschwindigkeit, Temperatur und anderen Bedingungen. Die Gelierungseigenschaft der Lösung ist einzigartig bei Alkylcellulose und ihren modifizierten Derivaten. Die Gelierungseigenschaften hängen vom Substitutionsgrad, der Lösungskonzentration und den Additiven ab. Bei hydroxyalkylmodifizierten Derivaten hängen die Geleigenschaften auch vom Modifizierungsgrad des Hydroxyalkyls ab. Für MC und HPMC mit niedriger Viskosität können 10–15 %ige Lösungen hergestellt werden, für MC und HPMC mit mittlerer Viskosität 5–10 %ige Lösungen und für MC und HPMC mit hoher Viskosität 2–3 %ige Lösungen. Normalerweise wird die Viskosität von Celluloseether auch in 1–2 %ige Lösungen unterteilt. Celluloseether mit hohem Molekulargewicht hat eine hohe Verdickungseffizienz. Polymere mit unterschiedlichem Molekulargewicht haben in derselben Konzentrationslösung unterschiedliche Viskositäten. Hohe Viskosität. Die Zielviskosität kann nur durch Zugabe einer großen Menge niedermolekularen Celluloseethers erreicht werden. Die Viskosität ist wenig abhängig von der Schergeschwindigkeit. Bei hoher Viskosität ist die Zielviskosität mit geringerer Zugabemenge erreichbar. Die Viskosität hängt von der Verdickungseffizienz ab. Um eine bestimmte Konsistenz zu erreichen, müssen daher eine bestimmte Menge Celluloseether (Lösungskonzentration) und eine bestimmte Lösungsviskosität gewährleistet sein. Die Geltemperatur der Lösung sinkt linear mit zunehmender Konzentration und geliert ab einer bestimmten Konzentration bei Raumtemperatur. Die Gelkonzentration von HPMC ist bei Raumtemperatur relativ hoch.
Die Konsistenz kann auch durch die Wahl der Partikelgröße und der Wahl von Celluloseethern mit unterschiedlichem Modifizierungsgrad angepasst werden. Die sogenannte Modifizierung besteht darin, einen bestimmten Substitutionsgrad von Hydroxyalkylgruppen in die Skelettstruktur von MC einzuführen. Durch Änderung der relativen Substitutionswerte der beiden Substituenten, d. h. der relativen Substitutionswerte DS und MS der Methoxy- und Hydroxyalkylgruppen, die wir oft nennen, können verschiedene Leistungsanforderungen an Celluloseether erfüllt werden.
Der Zusammenhang zwischen Konsistenz und Modifizierung: Die Zugabe von Celluloseether beeinflusst den Wasserverbrauch des Mörtels, die Veränderung des Wasser-Bindemittel-Verhältnisses von Wasser und Zement hat eine verdickende Wirkung, je höher die Dosierung, desto höher der Wasserverbrauch.
Celluloseether, die in pulverförmigen Baustoffen verwendet werden, müssen sich in kaltem Wasser schnell auflösen und dem System eine geeignete Konsistenz verleihen. Bei einer bestimmten Schergeschwindigkeit bilden sie dennoch flockige und kolloidale Blöcke, die ein minderwertiges Produkt darstellen.
Es besteht außerdem eine gute lineare Beziehung zwischen der Konsistenz von Zementleim und der Dosierung von Celluloseether. Celluloseether kann die Viskosität von Mörtel deutlich erhöhen. Je höher die Dosierung, desto deutlicher der Effekt. Hochviskose wässrige Celluloseetherlösungen weisen eine hohe Thixotropie auf, die ebenfalls ein wichtiges Merkmal von Celluloseether ist. Wässrige Lösungen von MC-Polymeren weisen unterhalb ihrer Geltemperatur üblicherweise eine pseudoplastische und nicht-thixotrope Fließfähigkeit auf, weisen jedoch bei niedrigen Schergeschwindigkeiten newtonsche Fließeigenschaften auf. Die Pseudoplastizität steigt mit dem Molekulargewicht oder der Konzentration des Celluloseethers, unabhängig von der Art des Substituenten und dem Substitutionsgrad. Daher sind Celluloseether gleicher Viskositätsklasse, unabhängig vonMC, HPMC, HEMC, zeigt stets dieselben rheologischen Eigenschaften, solange Konzentration und Temperatur konstant gehalten werden. Bei erhöhter Temperatur bilden sich Strukturgele und es kommt zu stark thixotropen Fließvorgängen. Celluloseether mit hoher Konzentration und niedriger Viskosität zeigen sogar unterhalb der Geltemperatur Thixotropie. Diese Eigenschaft ist für die Regulierung von Verlauf und Absacken bei Baumörtel von großem Nutzen. Hier muss erklärt werden, dass die Wasserspeicherung umso besser ist, je höher die Viskosität des Celluloseethers ist. Allerdings steigt mit zunehmender Viskosität auch das relative Molekulargewicht des Celluloseethers und seine Löslichkeit nimmt entsprechend ab, was sich negativ auf die Mörtelkonzentration und die Bauleistung auswirkt. Je höher die Viskosität, desto deutlicher wird der Verdickungseffekt des Mörtels, er ist jedoch nicht vollständig proportional. Einige Celluloseether mit mittlerer oder niedriger Viskosität verbessern die Strukturfestigkeit von Nassmörtel besser, aber der modifizierte Celluloseether verbessert die Strukturfestigkeit von Nassmörtel besser. Mit zunehmender Viskosität verbessert sich die Wasserspeicherung des Celluloseethers.
Verzögerung von Celluloseether: Die dritte Funktion von Celluloseether besteht darin, den Hydratationsprozess von Zement zu verzögern. Celluloseether verleiht Mörtel verschiedene nützliche Eigenschaften, reduziert die frühe Hydratationswärme des Zements und verzögert dessen dynamische Hydratation. Dies ist ungünstig für die Verwendung von Mörtel in kalten Regionen. Dieser Verzögerungseffekt wird durch die Adsorption von Celluloseethermolekülen an Hydratationsprodukten wie CSH und Ca(OH)2 verursacht. Durch die Erhöhung der Viskosität der Porenlösung verringert Celluloseether die Beweglichkeit der Ionen in der Lösung und verzögert so den Hydratationsprozess. Je höher die Celluloseetherkonzentration im Mineralgelmaterial, desto ausgeprägter ist dieser Effekt der Hydratationsverzögerung. Celluloseether verzögert nicht nur das Abbinden, sondern auch den Aushärtungsprozess des Zementmörtelsystems. Die verzögernde Wirkung von Celluloseether hängt nicht nur von seiner Konzentration im Mineralgelsystem ab, sondern auch von seiner chemischen Struktur. Je höher der Methylierungsgrad von HEMC, desto besser ist die verzögernde Wirkung von Celluloseether. Das Verhältnis von hydrophiler zu wassererhöhender Substitution erhöht die verzögernde Wirkung. Die Viskosität von Celluloseether hat jedoch nur geringen Einfluss auf die Hydratationskinetik von Zement.
Mit steigendem Celluloseethergehalt erhöht sich die Abbindezeit des Mörtels deutlich. Es besteht eine gute nichtlineare Korrelation zwischen der anfänglichen Abbindezeit des Mörtels und dem Celluloseethergehalt sowie eine gute lineare Korrelation zwischen der endgültigen Abbindezeit und dem Celluloseethergehalt. Die Verarbeitungszeit des Mörtels lässt sich durch Veränderung der Celluloseethermenge steuern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass im FertigmörtelCelluloseetherspielt eine Rolle bei der Wasserretention, Verdickung, Verzögerung der Zementhydratation und der Verbesserung der Bauleistung. Ein gutes Wasserrückhaltevermögen verbessert die Zementhydratation, kann die Nassviskosität von Nassmörtel verbessern, die Haftfestigkeit des Mörtels erhöhen und die Zeit anpassen. Die Zugabe von Celluloseether zu mechanischem Spritzmörtel kann die Spritz- oder Pumpleistung sowie die strukturelle Festigkeit des Mörtels verbessern. Daher wird Celluloseether häufig als wichtiger Zusatzstoff in Fertigmörtel verwendet.
Veröffentlichungszeit: 25. April 2024