Valmismördis on tsellulooseetri lisamise kogus väga väike, kuid see võib märja mördi toimivust oluliselt parandada ning on peamine lisand, mis mõjutab mördi ehituslikku toimivust. Erinevat tüüpi, erineva viskoossusega, erineva osakeste suuruse, erineva viskoossusastme ja lisatud koguste mõistlik valik avaldab positiivset mõju kuivpulbermördi toimivuse paranemisele. Praegu on paljudel müüri- ja krohvimörtidel halb veepeetusvõime ning vesisuspensioon eraldub mõneminutilise seismise järel. Veepeetus on metüültsellulooseetri oluline omadus ja see on ka omadus, millele paljud kodumaised kuivmördi tootjad, eriti kõrge temperatuuriga lõunapiirkondades, pööravad tähelepanu. Kuivmördi veepeetust mõjutavad tegurid on lisatud MC kogus, MC viskoossus, osakeste peenus ja kasutuskeskkonna temperatuur.
1. Kontseptsioon
Tsellulooseeter on sünteetiline polümeer, mis on valmistatud looduslikust tselluloosist keemilise modifitseerimise teel. Tsellulooseeter on loodusliku tselluloosi derivaat. Tsellulooseetri tootmine erineb sünteetilistest polümeeridest. Selle kõige põhilisem materjal on tselluloos, looduslik polümeerühend. Loodusliku tselluloosi struktuuri eripära tõttu ei ole tselluloosil endal võimet eeterdusainetega reageerida. Pärast paisumisainega töötlemist aga molekulaarsete ahelate ja ahelate vahelised tugevad vesiniksidemed hävivad ning hüdroksüülrühma aktiivne vabanemine muudab reaktiivseks leeliseliseks tselluloosiks. Saadakse tsellulooseeter.
Tsellulooseetrite omadused sõltuvad asendajate tüübist, arvust ja jaotusest. Tsellulooseetrite klassifikatsioon põhineb ka asendajate tüübil, eeterdamise astmel, lahustuvusel ja seotud rakendusomadustel. Molekulaarahelas olevate asendajate tüübi järgi saab need jagada monoeetriteks ja segaeetriteks. Tavaliselt kasutatav MC on monoeeter ja HPMC on segaeeter. Metüültselluloosi eeter MC on produkt, mis tekib pärast seda, kui loodusliku tselluloosi glükoosiühiku hüdroksüülrühm on asendatud metoksürühmaga. See on produkt, mis saadakse ühiku hüdroksüülrühma osa asendamisel metoksürühmaga ja teise osa hüdroksüpropüülrühmaga. Struktuurivalem on [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x hüdroksüetüülmetüültselluloosi eeter HEMC, need on peamised turul laialdaselt kasutatavad ja müüdavad sordid.
Lahustuvuse poolest saab selle jagada ioonseks ja mitteioonseks. Vees lahustuvad mitteioonsed tsellulooseetrid koosnevad peamiselt kahest alküüleetrite ja hüdroksüalküüleetrite seeriast. Ioonset CMC-d kasutatakse peamiselt sünteetilistes pesuvahendites, tekstiilitrükis ja -värvimises, toidu- ja naftauuringutes. Mitteioonset MC-d, HPMC-d, HEMC-d jne kasutatakse peamiselt ehitusmaterjalides, latekskattes, meditsiinis, igapäevastes kemikaalides jne. Kasutatakse paksendaja, vett säilitava ainena, stabilisaatorina, dispergeeriva ainena ja kile moodustajana.
Teiseks, tsellulooseetri veepeetus
Tsellulooseetri veepeetus: Ehitusmaterjalide, eriti kuiva pulbrilise mördi tootmisel mängib tsellulooseeter asendamatut rolli, eriti spetsiaalse mördi (modifitseeritud mördi) tootmisel on see hädavajalik ja oluline komponent.
Vees lahustuva tsellulooseetri oluline roll mördis seisneb peamiselt kolmes aspektis: suurepärane veepeetusvõime, mördi konsistentsi ja tiksotroopia mõju ning interaktsioon tsemendiga. Tsellulooseetri veepeetusvõime sõltub aluskihi veeimavusest, mördi koostisest, mördikihi paksusest, mördi veevajadusest ja kõveneva materjali kõvenemisajast. Tsellulooseetri enda veepeetus tuleneb tsellulooseetri enda lahustuvusest ja dehüdratsioonist. Nagu me kõik teame, kuigi tselluloosi molekulaarne ahel sisaldab suurt hulka kergesti hüdreeruvaid OH-rühmi, ei lahustu see vees, kuna tselluloosstruktuuril on kõrge kristallisusaste.
Hüdroksüülrühmade hüdratsioonivõimest üksi ei piisa molekulidevaheliste tugevate vesiniksidemete ja van der Waalsi jõudude katmiseks. Seetõttu see ainult paisub, kuid ei lahustu vees. Kui molekulaarahelasse lisatakse asendaja, siis mitte ainult asendaja hävitab vesinikahela, vaid ka ahelatevaheline vesinikside hävib asendaja kiilumise tõttu külgnevate ahelate vahele. Mida suurem on asendaja, seda suurem on molekulide vaheline kaugus. Mida suurem on kaugus. Mida suurem on vesiniksidemete hävitamise efekt, seda suurem on tsellulooseeter, seda enam muutub tselluloosi võre paisumisel ja lahuse sisenemisel vees lahustuvaks, moodustades kõrge viskoossusega lahuse. Temperatuuri tõustes polümeeri hüdratsioon nõrgeneb ja ahelate vaheline vesi tõrjutakse välja. Kui dehüdratsiooniefekt on piisav, hakkavad molekulid agregeeruma, moodustades kolmemõõtmelise võrgustiku struktuuriga geeli ja voldituna.
Mördi veepeetust mõjutavad tegurid on tsellulooseetri viskoossus, lisatava koguse suurus, osakeste peenus ja kasutustemperatuur:
Mida suurem on tsellulooseetri viskoossus, seda parem on selle veepeetusvõime. Viskoossus on MC toimivuse oluline parameeter. Praegu kasutavad erinevad MC tootjad MC viskoossuse mõõtmiseks erinevaid meetodeid ja instrumente. Peamised meetodid on Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde ja Brookfield. Sama toote puhul on erinevate meetoditega mõõdetud viskoossuse tulemused väga erinevad ja mõnel on isegi kahekordsed erinevused. Seetõttu tuleb viskoossuse võrdlemisel teha võrdlusi samade katsemeetodite vahel, sealhulgas temperatuuri, rootori jne abil.
Üldiselt võib öelda, et mida suurem on viskoossus, seda parem on veepeetusvõime. Kuid mida suurem on viskoossus ja mida suurem on MC molekulmass, seda väiksem on selle lahustuvus, mis mõjutab negatiivselt mördi tugevust ja konstruktsiooniomadusi. Mida suurem on viskoossus, seda ilmsem on mördi paksenemisefekt, kuid see ei ole otseselt proportsionaalne. Mida suurem on viskoossus, seda viskoossem on märg mört, st ehituse ajal avaldub see kaabitsa külge kleepumises ja aluspinnaga hea nakkuvusena. Kuid see ei aita märja mördi enda konstruktsioonitugevust suurendada. Ehituse ajal ei ole vajumisvastane toime ilmne. Vastupidi, mõned keskmise ja madala viskoossusega, kuid modifitseeritud metüültselluloosi eetrid parandavad suurepäraselt märja mördi konstruktsioonitugevust.
Mida suurem on mördile lisatud tsellulooseetri kogus, seda parem on veepeetusvõime ja mida suurem on viskoossus, seda parem on veepeetusvõime.
Osakeste suuruse osas, mida peenem on osake, seda parem on veepeetusvõime. Pärast tsellulooseetri suurte osakeste kokkupuudet veega lahustub pind koheselt ja moodustab geeli, mis ümbritseb materjali, takistades veemolekulide edasist imbumist. Mõnikord ei ole see isegi pikaajalise segamise järel ühtlaselt hajutatud ja lahustunud, moodustades häguse flokulantse lahuse või aglomeraadi. See mõjutab oluliselt tsellulooseetri veepeetust ja lahustuvus on üks tsellulooseetri valiku tegureid.
Peenus on samuti metüültsellulooseetri oluline toimivusnäitaja. Kuivpulbermördis kasutatav MC peab olema pulber, madala veesisaldusega ning peenus nõuab ka seda, et 20–60% osakeste suurusest oleks väiksem kui 63 μm. Peenus mõjutab metüültsellulooseetri lahustuvust. Jäme MC on tavaliselt granuleeritud ja lahustub vees kergesti ilma aglomeratsioonita, kuid lahustumiskiirus on väga aeglane, mistõttu see ei sobi kasutamiseks kuivpulbermördis. Kuivpulbermördis on MC hajutatud tsemendimaterjalide, näiteks täitematerjali, peene täiteaine ja tsemendi vahel ning ainult piisavalt peen pulber suudab vältida metüültsellulooseetri aglomeratsiooni veega segamisel. Kui MC-d lisatakse veega aglomeraatide lahustamiseks, on seda väga raske hajutada ja lahustada.
MC jämedam peenus ei ole mitte ainult raiskamine, vaid vähendab ka mördi lokaalset tugevust. Kui sellist kuivpulbermörti kantakse suurele alale, väheneb kohaliku kuivpulbermördi kõvenemiskiirus oluliselt ja erineva kõvenemisaja tõttu tekivad praod. Mehaanilise konstruktsiooniga pihustusmördi puhul on peenuse nõue lühema segamisaja tõttu kõrgem.
MC peenus mõjutab ka teatud määral selle veepeetust. Üldiselt on sama viskoossusega, kuid erineva peenusega metüültsellulooseetrite puhul sama lisamiskoguse korral veepeetuse efekt parem, mida peenem, seda peenem.
MC veepeetusvõime on samuti seotud kasutatava temperatuuriga ja metüültsellulooseetri veepeetusvõime väheneb temperatuuri tõustes. Tegelikes materjalide rakendustes kantakse kuivpulbermörti aga sageli kuumadele aluspindadele kõrgel temperatuuril (üle 40 kraadi) paljudes keskkondades, näiteks suvel päikese käes välisseinte pahteldamisel, mis sageli kiirendab tsemendi kõvenemist ja kuivpulbermördi kõvastumist. Veepeetusvõime langus annab ilmse tunde, et nii töödeldavus kui ka pragunemiskindlus on mõjutatud, ja sellistes tingimustes on eriti oluline vähendada temperatuuritegurite mõju.
Kuigi metüülhüdroksüetüültselluloosi eetri lisandeid peetakse praegu tehnoloogilise arengu esirinnas olevaks, nõrgestab nende sõltuvus temperatuurist siiski kuiva pulbermördi toimivust. Kuigi metüülhüdroksüetüültselluloosi kogus suureneb (suvine valem), ei vasta töödeldavus ja pragunemiskindlus ikkagi kasutusvajadustele. MC spetsiaalse töötlemise abil, näiteks eeterdamise astme suurendamisega jne, saab veepeetusvõimet säilitada kõrgemal temperatuuril, et see saaks pakkuda paremat toimivust ka karmides tingimustes.
3. Tsellulooseetri paksenemine ja tiksotroopia
Tsellulooseetri paksenemine ja tiksotroopia: Tsellulooseetri teine funktsioon – paksendav toime – sõltub tsellulooseetri polümerisatsiooniastmest, lahuse kontsentratsioonist, nihkekiirusest, temperatuurist ja muudest tingimustest. Lahuse geelistumisvõime on ainulaadne alküültselluloosile ja selle modifitseeritud derivaatidele. Geelistumise omadused on seotud asendusastme, lahuse kontsentratsiooni ja lisanditega. Hüdroksüalküülmodifitseeritud derivaatide puhul on geelistumisvõime samuti seotud hüdroksüalküüli modifitseerimisastmega. Madala viskoossusega MC ja HPMC puhul saab valmistada 10–15% lahust, keskmise viskoossusega MC ja HPMC puhul 5–10% lahust, samas kui kõrge viskoossusega MC ja HPMC puhul saab valmistada ainult 2–3% lahust. Tavaliselt on tsellulooseetri viskoossuse klassifikatsioon samuti 1–2% lahuse järgi.
Suure molekulmassiga tsellulooseetri paksenemise efektiivsus on kõrge. Sama kontsentratsiooniga lahuses on erineva molekulmassiga polümeeridel erinev viskoossus. Kõrge viskoossuse aste. Sihtviskoossust saab saavutada ainult suure koguse madalmolekulaarse tsellulooseetri lisamisega. Selle viskoossus sõltub vähe nihkekiirusest ja kõrge viskoossus saavutab sihtviskoossuse, vajalik lisamiskogus on väike ja viskoossus sõltub paksenemise efektiivsusest. Seetõttu tuleb teatud konsistentsi saavutamiseks tagada teatud kogus tsellulooseetri (lahuse kontsentratsioon) ja lahuse viskoossus. Lahuse geeli temperatuur langeb lineaarselt lahuse kontsentratsiooni suurenemisega ja pärast teatud kontsentratsiooni saavutamist geelistub toatemperatuuril. HPMC geelistumiskontsentratsioon on toatemperatuuril suhteliselt kõrge.
Konsistentsi saab reguleerida ka osakeste suuruse ja erineva modifitseerimisastmega tsellulooseetrite valikuga. Nn modifikatsioon seisneb hüdroksüalküülrühmade teatud määral asendamise sisseviimises MC skeleti struktuuri. Muutes kahe asendaja suhtelist asendusväärtust, st metoksü- ja hüdroksüalküülrühmade DS ja ms suhtelist asendusväärtust, mida me sageli ütleme. Tsellulooseetri erinevaid jõudlusnõudeid saab saavutada kahe asendaja suhtelist asendusväärtust muutes.
Konsistentsi ja modifikatsiooni vaheline seos: tsellulooseetri lisamine mõjutab mördi veetarbimist, vee ja tsemendi vee-sideaine suhte muutmine on paksendav efekt, mida suurem on annus, seda suurem on veetarve.
Pulbrilistes ehitusmaterjalides kasutatavad tsellulooseetrid peavad külmas vees kiiresti lahustuma ja tagama süsteemile sobiva konsistentsi. Teatud nihkekiiruse korral muutub see ikkagi flokuleeruvaks ja kolloidseks plokkiks, mis on ebakvaliteetne või ebakvaliteetne toode.
Tsemendipasta konsistentsi ja tsellulooseetri annuse vahel on ka hea lineaarne seos. Tsellulooseeter võib mördi viskoossust oluliselt suurendada. Mida suurem on annus, seda ilmsem on efekt. Kõrge viskoossusega tsellulooseetri vesilahusel on kõrge tiksotroopia, mis on samuti tsellulooseetri peamine omadus. MC-polümeeride vesilahustel on tavaliselt pseudoplastiline ja mitte-tiksotroopne voolavus alla geeli temperatuuri, kuid Newtoni voolavusomadused madalatel nihkekiirustel. Pseudoplastilisus suureneb koos tsellulooseetri molekulmassi või kontsentratsiooniga, olenemata asendaja tüübist ja asendusastmest. Seetõttu on sama viskoossusklassiga tsellulooseetritel, olenemata MC-st, HPMC-st või HEMC-st, alati samad reoloogilised omadused, kui kontsentratsioon ja temperatuur hoitakse konstantsena.
Temperatuuri tõustes tekivad struktuurgeelid, mis tekitavad väga tiksotroopseid vooge. Kõrge kontsentratsiooniga ja madala viskoossusega tsellulooseetritel on tiksotroopia isegi geeli temperatuurist madalamal. See omadus on väga kasulik ehitusmördi tasandamise ja läbipainde reguleerimisel. Siinkohal tuleb selgitada, et mida suurem on tsellulooseetri viskoossus, seda parem on veepeetus, kuid mida suurem on viskoossus, seda suurem on tsellulooseetri suhteline molekulmass ja vastavalt väheneb selle lahustuvus, millel on negatiivne mõju mördi kontsentratsioonile ja konstruktsiooni toimivusele. Mida suurem on viskoossus, seda ilmsem on mördi paksendav mõju, kuid see ei ole täiesti proportsionaalne. Keskmise ja madala viskoossusega modifitseeritud tsellulooseetri omadused parandavad märja mördi konstruktsioonitugevust paremini. Viskoossuse suurenemisega paraneb tsellulooseetri veepeetus. 4. Tsellulooseetri aeglustus
Tsellulooseetri aeglustus: Tsellulooseetri kolmas ülesanne on tsemendi hüdratsiooniprotsessi aeglustamine. Tsellulooseeter annab mördile mitmeid kasulikke omadusi ning vähendab tsemendi varajast hüdratsioonisoojust ja aeglustab tsemendi hüdratsioonidünaamilist protsessi. See on ebasoodne mördi kasutamiseks külmades piirkondades. See aeglustusefekt on tingitud tsellulooseetri molekulide adsorptsioonist hüdratsiooniproduktidele, nagu CSH ja Ca(OH)2. Poorilahuse viskoossuse suurenemise tõttu vähendab tsellulooseeter ioonide liikuvust lahuses, aeglustades seeläbi hüdratsiooniprotsessi.
Postituse aeg: 04.02.2023