Die Qualität des Celluloseethers bestimmt die Qualität des Mörtels

Im Fertigmörtel beträgt die Zugabemenge anCelluloseetherist 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 Trockenpulvermörtel aus.

Derzeit weisen viele Mauer- und Putzmörtel eine schlechte Wasserrückhaltefähigkeit auf, und der Wasserschlamm trennt sich nach wenigen Minuten. Die Wasserrückhaltefähigkeit ist eine wichtige Eigenschaft von Methylcelluloseether und wird von vielen inländischen Trockenmörtelherstellern, insbesondere in südlichen Regionen mit hohen Temperaturen, sehr geschätzt. Faktoren, die die Wasserrückhaltefähigkeit von Trockenmörtel beeinflussen, sind unter anderem die zugesetzte MC-Menge, die MC-Viskosität, die Partikelfeinheit und die Umgebungstemperatur.

1. Konzept

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 der 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. Wir verwenden üblicherweise MC als Monoether und PMC als Mischether. Methylcelluloseether MC ist das Produkt, das entsteht, wenn die Hydroxylgruppe an der Glucoseeinheit natürlicher Cellulose durch eine Methoxygruppe ersetzt wird. Es ist ein Produkt, das erhalten wird, indem ein Teil der Hydroxylgruppe an der Einheit durch eine Methoxygruppe und ein anderer Teil durch eine Hydroxypropylgruppe ersetzt wird. Die Strukturformel lautet [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x. Hydroxyethylmethylcelluloseether HEMC sind die am häufigsten verwendeten und auf dem Markt verkauften Sorten.

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, PMC, HEMC usw. werden hauptsächlich in Baumaterialien, Latexbeschichtungen, Medikamenten, Alltagschemikalien usw. verwendet. Sie dienen als Verdickungsmittel, Wasserrückhaltemittel, Stabilisator, Dispergiermittel und Filmbildner.

2. Wasserretention von Celluloseether

Wasserrückhaltevermögen von Celluloseether: Bei der Herstellung von Baustoffen, insbesondere von Trockenmörtel, spielt Celluloseether eine unersetzliche Rolle, insbesondere bei der Herstellung von Spezialmörtel (modifiziertem Mörtel) ist er ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil.

Die wichtige Rolle wasserlöslicher Celluloseether in Mörtel hat hauptsächlich drei Aspekte: Erstens ihr ausgezeichnetes Wasserrückhaltevermögen, zweitens ihren Einfluss auf die Konsistenz und Thixotropie des Mörtels und drittens ihre Wechselwirkung mit Zement. Die wasserrückhaltende Wirkung von Celluloseether hängt von der Wasseraufnahme der Grundschicht, der Zusammensetzung des Mörtels, der Schichtdicke, dem Wasserbedarf des Mörtels und der Abbindezeit des Bindemittels ab. Die Wasserrückhaltefähigkeit von Celluloseether selbst beruht auf seiner Löslichkeit und Dehydratation. Wie wir alle wissen, enthält die Molekülkette der Cellulose zwar eine große Anzahl hochhydratisierbarer OH-Gruppen, ist aber aufgrund der hochkristallinen Cellulosestruktur nicht wasserlöslich.

Die Hydratisierungsfähigkeit der Hydroxygruppen allein reicht nicht aus, um die starken Wasserstoffbrücken und Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Molekülen zu überwinden. Daher quillt der Mörtel 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, da der Substituent sich zwischen benachbarten Ketten verkeilt. Je größer der Substituent, desto größer der Abstand zwischen den Molekülen. Je größer der Abstand, desto stärker die Zerstörung der Wasserstoffbrücken. Das Celluloseethergitter dehnt sich aus und die Lösung dringt in die Lösung ein, wodurch eine hochviskose Lösung entsteht. Steigende Temperaturen schwächen die Hydratisierung des Polymers ab, und das Wasser zwischen den Ketten wird verdrängt. Bei ausreichender Dehydratisierung beginnen die Moleküle zu aggregieren, bilden ein dreidimensionales Gel- und Strukturnetzwerk. Die Wasserrückhaltefähigkeit von Mörtel wird von Faktoren wie der Viskosität des Celluloseethers, der Zugabemenge, der Partikelfeinheit und der Verarbeitungstemperatur beeinflusst.

Je höher die Viskosität von Celluloseether, desto besser ist die Wasserrückhalteleistung. Die Viskosität ist ein wichtiger Parameter für die MC-Leistung. 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. 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 Wasserretention. Bei Kontakt mit Wasser lösen sich die großen Celluloseether-Partikel sofort an der Oberfläche auf und bilden ein Gel, das das Material umhüllt und so das weitere Eindringen von Wassermolekülen verhindert. Manchmal lässt sich das Material auch nach längerem Rühren nicht gleichmäßig verteilen und auflösen, sodass eine trübe, flockige Lösung oder Agglomeration entsteht. Dies beeinflusst die Wasserretention von Celluloseether stark, und die Löslichkeit ist einer der Faktoren bei der Wahl des Celluloseethers.

Die Feinheit ist auch ein wichtiger Leistungsindex von Methylcelluloseether. Das für Trockenmörtel verwendete MC muss Pulver mit geringem Wassergehalt sein und die Feinheit erfordert außerdem, dass 20–60 % der Partikelgröße weniger als 63 µm betragen. Die Feinheit beeinflusst die Löslichkeit von Methylcelluloseether. Grobes MC ist normalerweise körnig und löst sich leicht in Wasser auf, ohne zu verklumpen. Die Lösungsgeschwindigkeit ist jedoch sehr langsam und daher nicht für die Verwendung in Trockenmörtel geeignet. In Trockenmörtel wird MC zwischen Bindemitteln wie Zuschlagstoffen, Feinfüllern und Zement dispergiert und nur ein ausreichend feines Pulver kann eine Agglomeration des Methylcelluloseethers beim Mischen mit Wasser vermeiden. Wenn MC mit Wasser hinzugefügt wird, um die Agglomerate aufzulösen, ist es sehr schwierig, es zu dispergieren und aufzulösen.

Grobe Feinheit von MC ist nicht nur verschwenderisch, sondern verringert auch die lokale Festigkeit des Mörtels. Bei großflächigem Auftragen eines solchen Trockenpulvermörtels verringert sich die Aushärtungsgeschwindigkeit des lokalen Trockenpulvermörtels erheblich, und aufgrund unterschiedlicher Aushärtungszeiten treten Risse auf. Bei Spritzmörtel mit mechanischer Konstruktion sind die Anforderungen an die Feinheit aufgrund der kürzeren Mischzeit höher. Die Feinheit von MC hat auch einen gewissen Einfluss auf die Wasserspeicherung. Generell gilt bei Methylcelluloseethern mit gleicher Viskosität, aber unterschiedlicher Feinheit, bei gleicher Zugabemenge: Je feiner, desto besser die Wasserspeicherwirkung.

Die Wasserretention von MC hängt auch von der Temperatur ab, und die Wasserretention von Methylcelluloseether nimmt mit steigender Temperatur ab. In der Praxis wird Trockenmörtel jedoch häufig auf heißen Untergründen bei hohen Temperaturen (über 40 Grad Celsius) in vielen Umgebungen verarbeitet, beispielsweise beim Verputzen von Außenwänden in der Sommersonne. Dies beschleunigt häufig die Zementaushärtung und das Aushärten des Trockenmörtels. Die Abnahme der Wasserretention führt zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Verarbeitbarkeit und der Rissbeständigkeit. Unter diesen Bedingungen ist es besonders wichtig, den Einfluss von Temperaturfaktoren zu reduzieren.

ObwohlMethylhydroxyethylcelluloseetherAdditive gelten derzeit als technologisch führend, ihre Temperaturabhängigkeit führt jedoch weiterhin zu einer Leistungsminderung von Trockenmörtel. Trotz erhöhter Methylhydroxyethylcellulosemenge (Sommerformel) genügen Verarbeitbarkeit und Rissbeständigkeit den Anforderungen nicht. Durch spezielle Behandlungen der MC, wie z. B. eine Erhöhung des Veretherungsgrades, kann die Wasserrückhaltewirkung bei höheren Temperaturen aufrechterhalten werden, sodass eine bessere Leistung unter rauen Bedingungen erzielt wird.