Aurrez egindako morteroan, zelulosa eterren gehikuntza-kopurua oso txikia da, baina mortero hezearen errendimendua nabarmen hobetu dezake, eta morteroaren eraikuntza-errendimenduan eragina duen gehigarri nagusia da. Zelulosa eterrak barietate desberdinetakoak, biskositate desberdinetakoak, partikula-tamaina desberdinetakoak, biskositate-gradu desberdinetakoak eta gehitutako kantitateak arrazoiz aukeratzeak eragin positiboa izango du hauts lehorreko morteroaren errendimenduaren hobekuntzan. Gaur egun, harlanduzko eta igeltserotzako mortero askok ur atxikipen-errendimendu eskasa dute, eta ur-lohia minutu batzuk geldirik egon ondoren bereiziko da. Ur atxikipena metilzelulosa eterraren errendimendu garrantzitsua da, eta etxeko mortero lehorren fabrikatzaile askok, batez ere tenperatura altuak dituzten hegoaldeko eskualdeetakoek, arreta jartzen dioten errendimendua ere bada. Mortero lehorraren ur atxikipen-efektuan eragina duten faktoreen artean, gehitutako MC kopurua, MCren biskositatea, partikulen fintasuna eta erabilera-ingurunearen tenperatura daude.
1. Kontzeptua
Zelulosa eterra zelulosa naturaletik aldaketa kimiko bidez egindako polimero sintetikoa da. Zelulosa eterra zelulosa naturalaren deribatua da. Zelulosa eterraren ekoizpena polimero sintetikoetatik desberdina da. Bere oinarrizko materiala zelulosa da, polimero konposatu naturala. Zelulosa naturalaren egituraren berezitasunagatik, zelulosa berak ez du eterifikazio-agenteekin erreakzionatzeko gaitasunik. Hala ere, puzte-agentea tratatu ondoren, kate molekularren eta kateen arteko hidrogeno lotura sendoak suntsitzen dira, eta hidroxilo taldearen askapen aktiboa zelulosa alkali erreaktibo bihurtzen da. Zelulosa eterra lortu.
Zelulosa eteren propietateak ordezkatzaileen motaren, kopuruaren eta banaketaren araberakoak dira. Zelulosa eteren sailkapena ordezkatzaileen motaren, eterifikazio mailaren, disolbagarritasunaren eta erlazionatutako aplikazio propietateen araberakoa da. Kate molekularrean ordezkatzaileen motaren arabera, monoeter eta eter mistoetan bana daitezke. Normalean erabiltzen dugun MC monoeterra da, eta HPMC eter mistoa. Metil zelulosa eterra MC zelulosa naturalaren glukosa unitateko hidroxilo taldea metoxilo batekin ordezkatu ondoren sortzen den produktua da. Unitateko hidroxilo taldearen zati bat metoxilo talde batekin eta beste zati bat hidroxipropilo talde batekin ordezkatuz lortzen den produktua da. Formula estrukturala [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroxietil metil zelulosa eterra HEMC da, merkatuan gehien erabiltzen eta saltzen diren barietate nagusiak hauek dira.
Disolbagarritasunari dagokionez, ioniko eta ez-ionikoetan bana daiteke. Uretan disolbagarriak diren zelulosa eter ez-ionikoak batez ere bi seriez osatuta daude: alkil eter eta hidroxialkil eter. CMC ionikoa batez ere detergente sintetikoetan, ehunen estanpazioan eta tindaketan, elikagaien eta petrolioaren esplorazioan erabiltzen da. MC, HPMC, HEMC eta abar ez-ionikoak batez ere eraikuntza-materialetan, latex estalduretan, medikuntzan, eguneroko produktu kimikoetan eta abarretan erabiltzen dira. Loditzaile, ura atxikitzeko agente, egonkortzaile, sakabanatzaile eta film-sortzaile gisa erabiltzen da.
Bigarrenik, zelulosa eterraren ur atxikipena
Zelulosa eterraren ur atxikipena: eraikuntza-materialen ekoizpenean, batez ere hauts lehorreko morteroan, zelulosa eterrak ordezkaezintasun handiko zeregina du, batez ere mortero bereziak (mortero aldatua) ekoizteko, ezinbesteko eta osagai garrantzitsua baita.
Zelulosa eter uretan disolbagarriak diren morteroetan duen garrantziak hiru alderdi nagusi ditu: bata ura atxikitzeko gaitasun bikaina da, bestea morteroaren koherentzian eta tixotropian duen eragina, eta hirugarrena zementuarekin duen elkarrekintza. Zelulosa eterraren ura atxikitzeko efektua oinarrizko geruzaren ur xurgapenaren, morteroaren konposizioaren, mortero geruzaren lodieraren, morteroaren ur eskariaren eta sendotze materialaren gogortze denboraren araberakoa da. Zelulosa eterraren beraren ur atxikipena zelulosa eterraren beraren disolbagarritasun eta deshidrataziotik dator. Denok dakigunez, zelulosa kate molekularrak OH talde oso hidratagarri ugari baditu ere, ez da uretan disolbagarria, zelulosa egiturak kristalinitate maila handia duelako.
Hidroxilo taldeen hidratazio gaitasuna bakarrik ez da nahikoa molekulen arteko hidrogeno lotura sendoak eta van der Waals indarren estaldura egiteko. Beraz, puztu besterik ez da egiten, baina ez da uretan disolbatzen. Ordezkatzaile bat katean sartzen denean, ordezkatzaileak ez du hidrogeno katea suntsitzen bakarrik, baita kate arteko hidrogeno lotura ere suntsitzen da ordezkatzailea ondoko kateen artean zirikatzen delako. Ordezkatzailea zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa da molekulen arteko distantzia. Zenbat eta handiagoa da distantzia. Hidrogeno loturak suntsitzearen efektua zenbat eta handiagoa izan, zelulosa eterra uretan disolbagarri bihurtzen da zelulosa sareak hedatu eta disoluzioa sartu ondoren, biskositate handiko disoluzio bat sortuz. Tenperatura igotzen denean, polimeroaren hidratazioa ahuldu egiten da, eta kateen arteko ura kanporatzen da. Deshidratazio efektua nahikoa denean, molekulak elkartzen hasten dira, hiru dimentsioko sare-egitura bat osatuz, gel bat osatuz eta tolestuz.
Morteroaren ur atxikipenean eragina duten faktoreen artean daude zelulosa eterraren biskositatea, gehikuntza kopurua, partikulen fintasuna eta erabilera tenperatura:
Zelulosa eterraren biskositate handiagoa, orduan eta hobea da ura atxikitzeko errendimendua. Biskositatea MCren errendimenduaren parametro garrantzitsua da. Gaur egun, MC fabrikatzaile ezberdinek metodo eta tresna desberdinak erabiltzen dituzte MCren biskositatea neurtzeko. Metodo nagusiak Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde eta Brookfield dira. Produktu berarentzat, metodo ezberdinek neurtutako biskositate emaitzak oso desberdinak dira, eta batzuek alde bikoitzak ere badituzte. Beraz, biskositatea alderatzerakoan, proba-metodo berdinen artean egin behar da, tenperatura, errotorea eta abar barne.
Oro har, zenbat eta biskositate handiagoa izan, orduan eta hobea da ura atxikitzeko efektua. Hala ere, zenbat eta biskositate handiagoa eta zenbat eta pisu molekular handiagoa izan MC-ren kasuan, bere disolbagarritasunaren jaitsierak eragin negatiboa izango du morteroaren erresistentzian eta eraikuntza-errendimenduan. Zenbat eta biskositate handiagoa izan, orduan eta nabarmenagoa da morteroaren loditze-efektua, baina ez da zuzenean proportzionala. Zenbat eta biskositate handiagoa izan, orduan eta likatsuagoa izango da mortero hezea, hau da, eraikuntzan zehar, arraskagailuari itsasten zaiola eta substratuari atxikimendu handia ematen diola erakusten da. Baina ez da lagungarria mortero hezearen beraren egitura-erresistentzia handitzea. Eraikuntzan zehar, ez da agerikoa hondoratzearen aurkako errendimendua. Aitzitik, metilzelulosa eter ertain eta baxuko batzuek, baina eraldatuak, errendimendu bikaina dute mortero hezearen egitura-erresistentzia hobetzeko.
Zenbat eta zelulosa eter gehiago gehitu morteroari, orduan eta hobea izango da ura atxikitzeko errendimendua, eta zenbat eta biskositate handiagoa, orduan eta hobea izango da ura atxikitzeko errendimendua.
Partikula tamainari dagokionez, zenbat eta finagoa izan partikula, orduan eta hobeto atxikitzen da uraren iraupena. Zelulosa eterraren partikula handiak urarekin kontaktuan jartzen direnean, gainazala berehala disolbatzen da eta gel bat sortzen du materiala biltzeko, ur molekulak iragazten jarrai ez daitezen. Batzuetan, ezin da uniformeki sakabanatu eta disolbatu, denbora luzez nahastu ondoren ere, eta soluzio malutatsu lainotsu bat edo aglomerazioa sortzen da. Zelulosa eterraren uraren atxikipenean eragin handia du, eta disolbagarritasuna da zelulosa eterra aukeratzeko faktoreetako bat.
Metilzelulosa eterraren fintasuna ere errendimendu-adierazle garrantzitsua da. Hauts lehorreko morterorako erabiltzen den MC hautsa izan behar da, ur-eduki txikikoa, eta fintasunak partikula-tamainaren % 20~% 60 63um baino txikiagoa izatea ere eskatzen du. Fintasunak metilzelulosa eterraren disolbagarritasunean eragiten du. MC lodia normalean pikortsua da, eta erraz disolbatzen da uretan aglomeratu gabe, baina disoluzio-abiadura oso motela da, beraz, ez da egokia hauts lehorreko morteroan erabiltzeko. Hauts lehorreko morteroan, MC zementuzko materialen artean barreiatzen da, hala nola agregakinen, betegarri finaren eta zementuaren artean, eta hauts nahikoa finak bakarrik saihestu dezake metilzelulosa eterraren aglomerazioa urarekin nahastean. MC urarekin gehitzen denean aglomeratuak disolbatzeko, oso zaila da barreiatzea eta disolbatzea.
MC-ren fintasun lodia ez da soilik xahutzailea, baita morteroaren tokiko erresistentzia murrizten ere. Horrelako hauts lehor mortero bat eremu handi batean aplikatzen denean, tokiko hauts lehor morteroaren sendotze-abiadura nabarmen murriztuko da, eta pitzadurak agertuko dira sendotze-denbora desberdinengatik. Eraikuntza mekanikoko mortero ihinztatuarentzat, fintasun-eskakizuna handiagoa da nahasketa-denbora laburragoa delako.
MC-ren fintasunak ere eragin handia du ur atxikipenean. Oro har, biskositate berdina baina fintasun desberdina duten metil zelulosa eterretan, gehikuntza-kantitate beraren pean, zenbat eta finagoa, orduan eta finagoa, orduan eta hobea da ur atxikipen efektua.
MC-ren ur atxikipena erabilitako tenperaturarekin ere lotuta dago, eta metil zelulosa eterraren ur atxikipena gutxitzen da tenperatura igotzen den heinean. Hala ere, benetako materialen aplikazioetan, hauts lehorreko morteroa askotan substratu beroetan aplikatzen da tenperatura altuetan (40 gradu baino gehiago) ingurune askotan, hala nola udan eguzkitan kanpoko hormak masillaz igeltserotza egitean, eta horrek askotan zementuaren sendotzea eta hauts lehorreko morteroaren gogortzea bizkortzen ditu. Ur atxikipen-tasaren beherakadak langarritasuna eta pitzadura-erresistentzia kaltetuta daudela sentiarazten du, eta bereziki kritikoa da tenperatura-faktoreen eragina murriztea baldintza horietan.
Metil hidroxietil zelulosa eter gehigarriak garapen teknologikoaren abangoardian daudela uste den arren, tenperaturarekiko duten menpekotasunak hauts lehorreko morteroaren errendimendua ahultzea ekarriko du oraindik. Metil hidroxietil zelulosa kopurua handitzen den arren (udako formula), langarritasunak eta pitzaduraren erresistentziak ezin dituzte erabileraren beharrak ase. MC-an tratamendu berezi batzuk emanez, hala nola eterifikazio maila handitzea, etab., ur atxikipen efektua tenperatura altuago batean mantendu daiteke, baldintza gogorretan errendimendu hobea eman dezan.
3. Zelulosa eterraren loditzea eta tixotropia
Zelulosa eterraren loditzea eta tixotropia: Zelulosa eterraren bigarren funtzioa, loditze efektua, honako hauen araberakoa da: zelulosa eterraren polimerizazio maila, disoluzioaren kontzentrazioa, zizailatze-abiadura, tenperatura eta beste baldintza batzuk. Disoluzioaren gelifikazio-propietatea alkil zelulosaren eta haren deribatu eraldatuen berezia da. Gelifikazio-propietateak ordezkapen-mailarekin, disoluzioaren kontzentrazioarekin eta gehigarriekin lotuta daude. Hidroxialkil eraldatutako deribatuen kasuan, gel-propietateak hidroxialkilaren aldaketa-mailarekin ere lotuta daude. Biskositate baxuko MC eta HPMCrako, % 10-% 15eko disoluzioa prestatu daiteke, biskositate ertaineko MC eta HPMCrako % 5-% 10eko disoluzioa prestatu daiteke, eta biskositate handiko MC eta HPMCrako, berriz, % 2-% 3ko disoluzioa bakarrik prestatu daiteke, eta normalean zelulosa eterraren biskositate-sailkapena % 1-% 2ko disoluzioaren arabera sailkatzen da.
Zelulosa eterrak pisu molekular handikoak loditzeko eraginkortasun handia du. Kontzentrazio bereko disoluzioan, pisu molekular desberdineko polimeroek biskositate desberdinak dituzte. Gradu altua. Helburuko biskositatea pisu molekular baxuko zelulosa eter kantitate handia gehituz bakarrik lor daiteke. Bere biskositateak ez du ebakidura-abiaduraren menpekotasun handirik, eta biskositate handiak helburuko biskositatea lortzen du, eta beharrezko gehikuntza-kantitatea txikia da, eta biskositatea loditzeko eraginkortasunaren araberakoa da. Beraz, koherentzia jakin bat lortzeko, zelulosa eter kantitate jakin bat (disoluzioaren kontzentrazioa) eta disoluzioaren biskositatea bermatu behar dira. Disoluzioaren gel-tenperatura ere linealki jaisten da disoluzioaren kontzentrazioaren igoerarekin, eta giro-tenperaturan gelifikatzen da kontzentrazio jakin batera iritsi ondoren. HPMC-ren gelifikazio-kontzentrazioa nahiko altua da giro-tenperaturan.
Koherentzia ere doi daiteke partikula-tamaina aukeratuz eta aldaketa-maila desberdinak dituzten zelulosa-eterrak aukeratuz. Aldaketa deritzona MCren eskeleto-egituran hidroxialkil taldeen ordezkapen-maila jakin bat sartzea da. Bi ordezkatzaileen ordezkapen-balio erlatiboak aldatuz, hau da, metoxi eta hidroxialkil taldeen DS eta ms ordezkapen-balio erlatiboak, askotan esaten ditugunak. Zelulosa-eterraren hainbat errendimendu-eskakizun lor daitezke bi ordezkatzaileen ordezkapen-balio erlatiboak aldatuz.
Koherentzia eta aldaketaren arteko erlazioa: zelulosa eterraren gehiketak morteroaren ur-kontsumoan eragiten du, uraren eta zementuaren ur-aglutinatzaile erlazioa aldatzeak loditzeko efektua dakar, zenbat eta dosi handiagoa izan, orduan eta ur-kontsumo handiagoa.
Eraikuntza-material hautsetan erabiltzen diren zelulosa-eterrek ur hotzetan azkar disolbatu behar dute eta sistemarentzako koherentzia egokia eman. Zizailadura-abiadura jakin bat emanez gero, oraindik ere maluta eta bloke koloidal bihurtzen da, hau da, kalitate eskaseko edo eskaseko produktua.
Zementu-pastaren koherentziaren eta zelulosa eterren dosiaren artean ere erlazio lineal ona dago. Zelulosa eterrak morteroaren biskositatea asko handitu dezake. Zenbat eta dosi handiagoa izan, orduan eta nabarmenagoa da efektua. Biskositate handiko zelulosa eterren ur-disoluzioak tixotropia handia du, eta hori ere zelulosa eterraren ezaugarri nagusia da. MC polimeroen ur-disoluzioek normalean fluidotasun pseudoplastikoa eta ez-tixotropikoa izaten dute gel-tenperaturaren azpitik, baina fluxu-propietate newtoniarrak dituzte zizaila-abiadura baxuetan. Pseudoplastikotasuna zelulosa eterraren pisu molekularrarekin edo kontzentrazioarekin handitzen da, ordezkatzaile mota eta ordezkapen-maila edozein dela ere. Beraz, biskositate-maila bereko zelulosa eterrek, MC, HPMC edo HEMC izan arren, beti erakutsiko dituzte propietate erreologiko berdinak, kontzentrazioa eta tenperatura konstante mantentzen diren bitartean.
Tenperatura igotzen denean, egitura-gelak sortzen dira, eta oso tixotropikoak diren fluxuak gertatzen dira. Kontzentrazio handiko eta biskositate baxuko zelulosa eterrek tixotropia erakusten dute gelaren tenperaturaren azpitik ere. Propietate hau oso onuragarria da eraikuntza-morteroaren eraikuntzan berdintzea eta hondoratzea doitzeko. Hemen azaldu behar da zelulosa eterraren biskositate handiagoa, orduan eta hobeto atxikitzen dela urarena, baina zenbat eta biskositate handiagoa izan, orduan eta handiagoa izango dela zelulosa eterraren pisu molekular erlatiboa, eta horren araberako disolbagarritasunaren murrizketa, eta horrek eragin negatiboa du morteroaren kontzentrazioan eta eraikuntza-errendimenduan. Zenbat eta biskositate handiagoa izan, orduan eta nabarmenagoa izango da morteroaren loditze-efektua, baina ez da guztiz proportzionala. Biskositate ertain eta baxukoa da, baina zelulosa eterraren eraldatuak errendimendu hobea du mortero hezearen egitura-erresistentzia hobetzeko. Biskositatea handitzen den heinean, zelulosa eterraren uraren atxikipena hobetzen da. 4. Zelulosa eterraren atzerapena
Zelulosa eterraren atzerapena: Zelulosa eterraren hirugarren funtzioa zementuaren hidratazio prozesua atzeratzea da. Zelulosa eterrak morteroari hainbat propietate onuragarri ematen dizkio, eta zementuaren hasierako hidratazio beroa murrizten du eta zementuaren hidratazio prozesu dinamikoa atzeratzen du. Hori ez da egokia morteroa eskualde hotzetan erabiltzeko. Atzerapen efektu hau zelulosa eter molekulen CSH eta ca(OH)2 bezalako hidratazio produktuetan adsorzioak eragiten du. Poro-disoluzioaren biskositatea handitzearen ondorioz, zelulosa eterrak disoluzioko ioien mugikortasuna murrizten du, eta horrela hidratazio prozesua atzeratzen du.
Argitaratze data: 2023ko otsailaren 4a