گروههای هیدروکسیل رویسلولز اترمولکولها و اتمهای اکسیژن روی پیوندهای اتر، پیوندهای هیدروژنی با مولکولهای آب تشکیل میدهند و آب آزاد را به آب پیوند یافته تبدیل میکنند و در نتیجه نقش خوبی در حفظ آب ایفا میکنند؛ انتشار متقابل بین مولکولهای آب و زنجیرههای مولکولی سلولز اتر به مولکولهای آب اجازه میدهد تا وارد داخل زنجیره ماکرومولکولی سلولز اتر شوند و تحت محدودیتهای قوی قرار گیرند و در نتیجه آب آزاد و آب درهم تنیده تشکیل دهند که باعث بهبود حفظ آب دوغاب سیمان میشود؛ سلولز اتر خواص رئولوژیکی، ساختار شبکه متخلخل و فشار اسمزی دوغاب سیمان تازه را بهبود میبخشد یا خواص تشکیل فیلم سلولز اتر مانع از انتشار آب میشود.
احتباس آب در خود سلولز اتر از حلالیت و دهیدراتاسیون خود سلولز اتر ناشی میشود. ظرفیت هیدراتاسیون گروههای هیدروکسیل به تنهایی برای تأمین پیوندهای هیدروژنی قوی و نیروهای واندروالسی بین مولکولها کافی نیست، بنابراین فقط متورم میشود اما در آب حل نمیشود. هنگامی که جانشینها وارد زنجیره مولکولی میشوند، نه تنها جانشینها زنجیرههای هیدروژنی را از بین میبرند، بلکه پیوندهای هیدروژنی بین زنجیرهای نیز به دلیل گوهای شدن جانشینها بین زنجیرههای مجاور از بین میروند. هرچه جانشینها بزرگتر باشند، فاصله بین مولکولها بیشتر و اثر تخریب پیوندهای هیدروژنی بیشتر است. پس از متورم شدن شبکه سلولز، محلول وارد میشود و سلولز اتر در آب محلول میشود و یک محلول با ویسکوزیته بالا تشکیل میدهد که سپس در احتباس آب نقش دارد.
عوامل مؤثر بر عملکرد نگهداری آب:
ویسکوزیته: هرچه ویسکوزیته سلولز اتر بیشتر باشد، عملکرد حفظ آب بهتر است، اما هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد، وزن مولکولی نسبی سلولز اتر بیشتر است و حلالیت آن به همین ترتیب کاهش مییابد که تأثیر منفی بر غلظت و عملکرد ساخت ملات دارد. به طور کلی، برای یک محصول مشابه، نتایج ویسکوزیته اندازهگیری شده با روشهای مختلف بسیار متفاوت است، بنابراین هنگام مقایسه ویسکوزیته، باید بین روشهای آزمایش یکسان (از جمله دما، روتور و غیره) انجام شود.
مقدار افزودنی: هرچه مقدار سلولز اتر اضافه شده به ملات بیشتر باشد، عملکرد حفظ آب بهتر میشود. معمولاً مقدار کمی سلولز اتر میتواند میزان حفظ آب ملات را تا حد زیادی بهبود بخشد. وقتی مقدار به حد مشخصی برسد، روند افزایش میزان حفظ آب کند میشود.
ریز بودن ذرات: هرچه ذرات ریزتر باشند، احتباس آب بهتر است. هنگامی که ذرات بزرگ سلولز اتر با آب تماس پیدا میکنند، سطح بلافاصله حل میشود و ژلی تشکیل میدهد که مواد را میپوشاند تا از ادامه نفوذ مولکولهای آب جلوگیری کند. گاهی اوقات، حتی هم زدن طولانی مدت نیز نمیتواند پراکندگی و انحلال یکنواختی را ایجاد کند و یک محلول لختهای کدر یا کلوخه تشکیل میدهد که تا حد زیادی بر احتباس آب سلولز اتر تأثیر میگذارد. حلالیت یکی از عوامل انتخاب سلولز اتر است. ریز بودن نیز یک شاخص عملکرد مهم متیل سلولز اتر است. ریز بودن بر حلالیت متیل سلولز اتر تأثیر میگذارد. MC درشتتر معمولاً دانهای است و به راحتی در آب و بدون کلوخه شدن حل میشود، اما سرعت انحلال بسیار کند است و برای استفاده در ملات خشک مناسب نیست.
دما: با افزایش دمای محیط، معمولاً احتباس آب اترهای سلولز کاهش مییابد، اما برخی از اترهای سلولز اصلاحشده نیز در شرایط دمای بالا احتباس آب خوبی دارند. وقتی دما افزایش مییابد، هیدراتاسیون پلیمرها ضعیف میشود و آب بین زنجیرها خارج میشود. وقتی دهیدراتاسیون کافی باشد، مولکولها شروع به تجمع میکنند تا یک ژل با ساختار شبکهای سهبعدی تشکیل دهند.
ساختار مولکولی: اترهای سلولزی با جایگزینی کمتر، احتباس آب بهتری دارند.
غلیظ شدن و تیکسوتروپی
غلیظ شدن:
تأثیر بر قابلیت اتصال و عملکرد ضد افت: اترهای سلولزی به ملات مرطوب ویسکوزیته عالی میدهند که میتواند قابلیت اتصال ملات مرطوب به لایه پایه را به میزان قابل توجهی افزایش داده و عملکرد ضد افت ملات را بهبود بخشد. این ماده به طور گسترده در ملات گچ کاری، ملات اتصال کاشی و سیستم عایق کاری دیوار خارجی استفاده میشود.
تأثیر بر همگنی مصالح: اثر غلیظکنندگی اترهای سلولزی همچنین میتواند توانایی ضد پراکندگی و همگنی مصالح تازه مخلوط شده را افزایش دهد، از لایه لایه شدن مصالح، جداشدگی و نشت آب جلوگیری کند و میتواند در بتن الیافی، بتن زیر آب و بتن خودتراکم مورد استفاده قرار گیرد.
منبع و تأثیر اثر غلیظکنندگی: اثر غلیظکنندگی اتر سلولز بر روی مواد پایه سیمانی از ویسکوزیته محلول اتر سلولز ناشی میشود. در شرایط یکسان، هرچه ویسکوزیته اتر سلولزی بالاتر باشد، ویسکوزیته مواد پایه سیمانی اصلاحشده بهتر است، اما اگر ویسکوزیته خیلی بالا باشد، بر سیالیت و کارایی مواد (مانند چسبیدن به چاقوی گچکاری) تأثیر میگذارد. ملات خودتراز و بتن خودتراکم با سیالیت بالا به ویسکوزیته بسیار پایینی از اتر سلولزی نیاز دارند. علاوه بر این، اثر غلیظکنندگی اتر سلولزی همچنین نیاز به آب مواد پایه سیمانی را افزایش داده و خروجی ملات را افزایش میدهد.
تیکسوتروپی:
محلول آبی سلولز اتر با ویسکوزیته بالا، تیکسوتروپی بالایی دارد که از ویژگیهای اصلی سلولز اتر نیز میباشد. محلول آبی متیل سلولز معمولاً در زیر دمای ژل خود، دارای خاصیت شبهپلاستیسیته و سیالیت غیر تیکسوتروپیک است، اما در سرعتهای برشی پایین، خواص جریان نیوتنی از خود نشان میدهد. شبهپلاستیسیته با افزایش وزن مولکولی یا غلظت سلولز اتر افزایش مییابد و هیچ ارتباطی با نوع جانشینی و درجه جانشینی ندارد. بنابراین، سلولز اترهایی با درجه ویسکوزیته یکسان، چه MC، HPMC یا HEMC، همیشه خواص رئولوژیکی یکسانی را نشان میدهند، مادامی که غلظت و دما ثابت بماند. هنگامی که دما افزایش مییابد، یک ژل ساختاری تشکیل میشود و جریان تیکسوتروپیک بالایی رخ میدهد. سلولز اترهایی با غلظت بالا و ویسکوزیته پایین، حتی در زیر دمای ژل نیز تیکسوتروپی نشان میدهند. این خاصیت برای تنظیم تراز و افت ملات ساختمانی در طول ساخت و ساز بسیار مفید است.
ورود هوا
اصل و تأثیر بر عملکرد کاری: اتر سلولز تأثیر قابل توجهی در ایجاد حباب هوا بر روی مصالح تازه سیمانی دارد. اتر سلولز هم گروههای آبدوست (گروههای هیدروکسیل، گروههای اتر) و هم گروههای آبگریز (گروههای متیل، حلقههای گلوکز) دارد. این ماده یک سورفکتانت با فعالیت سطحی است، بنابراین اثر حباب هوا دارد. اثر حباب هوا باعث ایجاد یک اثر گلولهای میشود که میتواند عملکرد کاری مصالح تازه مخلوط شده را بهبود بخشد، مانند افزایش پلاستیسیته و نرمی ملات در حین کار، که برای پخش ملات مفید است. همچنین باعث افزایش خروجی ملات و کاهش هزینه تولید ملات میشود.
تأثیر بر خواص مکانیکی: اثر حبابزایی باعث افزایش تخلخل ماده سختشده و کاهش خواص مکانیکی آن مانند استحکام و مدول الاستیک میشود.
تأثیر بر سیالیت: به عنوان یک سورفکتانت، سلولز اتر همچنین دارای اثر مرطوبکنندگی یا روانکننده بر روی ذرات سیمان است که همراه با اثر حبابزایی آن، سیالیت مواد پایه سیمان را افزایش میدهد، اما اثر غلیظکنندگی آن، سیالیت را کاهش میدهد. تأثیر سلولز اتر بر سیالیت مواد پایه سیمان ترکیبی از اثرات نرمکنندگی و غلیظکنندگی است. به طور کلی، هنگامی که دوز سلولز اتر بسیار کم است، عمدتاً به صورت اثرات نرمکنندگی یا کاهش آب ظاهر میشود. هنگامی که دوز بالا است، اثر غلیظکنندگی سلولز اتر به سرعت افزایش مییابد و اثر حبابزایی آن تمایل به اشباع شدن دارد، بنابراین به صورت غلیظکنندگی یا افزایش نیاز به آب ظاهر میشود.
زمان ارسال: ۲۳ دسامبر ۲۰۲۴