Valmiiksi sekoitetussa laastissa selluloosaeetterin lisäysmäärä on hyvin pieni, mutta se voi parantaa merkittävästi märän laastin suorituskykyä, ja se on tärkein lisäaine, joka vaikuttaa laastin rakennusominaisuuksiin. Erilaisten, eri viskositeettien, eri hiukkaskokojen ja eri viskositeettiasteiden selluloosaeettereiden sekä lisättyjen määrien kohtuullinen valinta vaikuttaa positiivisesti kuivajauhelaastin suorituskyvyn paranemiseen. Tällä hetkellä monilla muuraus- ja rappauslaasteilla on heikko vedenpidätyskyky, ja vesiliete erottuu muutaman minuutin seisomisen jälkeen.
Vedenpidätyskyky on metyylin tärkeä ominaisuusselluloosaeetteri, ja se on myös ominaisuus, johon monet kotimaiset kuivalaastin valmistajat, erityisesti eteläisillä alueilla, joilla on korkeat lämpötilat, kiinnittävät huomiota. Kuivalaastin vedenpidätyskykyyn vaikuttavia tekijöitä ovat lisätyn MC:n määrä, MC:n viskositeetti, hiukkasten hienous ja käyttöympäristön lämpötila.
Selluloosaeetteri on synteettinen polymeeri, joka on valmistettu luonnonselluloosasta kemiallisen modifioinnin avulla. Selluloosaeetteri on luonnonselluloosan johdannainen. Selluloosaeetterin tuotanto eroaa synteettisistä polymeereistä. Sen perusmateriaali on selluloosa, luonnollinen polymeeriyhdiste. Luonnollisen selluloosan rakenteen erityispiirteiden vuoksi itse selluloosalla ei ole kykyä reagoida eetteröintiaineiden kanssa. Turvotusaineen käsittelyn jälkeen molekyyliketjujen ja ketjujen väliset vahvat vetysidokset kuitenkin tuhoutuvat, ja hydroksyyliryhmän aktiivinen vapautuminen muuttaa reaktiivisen alkaliselluloosan. Saadaan selluloosaeetteriä.
Selluloosaeetterien ominaisuudet riippuvat substituenttien tyypistä, lukumäärästä ja jakaumasta. Selluloosaeetterien luokittelu perustuu myös substituenttien tyyppiin, eetteröintiasteeseen, liukoisuuteen ja niihin liittyviin käyttöominaisuuksiin. Molekyyliketjussa olevien substituenttien tyypin mukaan ne voidaan jakaa monoeetteriin ja sekaeettereisiin. Yleensä käyttämämme MC on monoeetteri ja HPMC on sekaeetteri. Metyyliselluloosaeetteri MC on tuote, joka syntyy, kun luonnollisen selluloosan glukoosiyksikön hydroksyyliryhmä on korvattu metoksilla. Osa yksikön hydroksyyliryhmästä on korvattu metoksiryhmällä ja toinen osa hydroksipropyyliryhmällä. Etyylimetyyliselluloosaeetteri HEMC on tärkeimmät markkinoilla laajalti käytetyt ja myytävät lajikkeet.
Liukoisuuden suhteen se voidaan jakaa ionisiin ja ionittomiin. Vesiliukoiset ionittomat selluloosaeetterit koostuvat pääasiassa kahdesta alkyylieetterien ja hydroksialkyylieetterien sarjasta. Ionista CMC:tä käytetään pääasiassa synteettisissä pesuaineissa, tekstiilien painatuksessa ja värjäyksessä, elintarvikkeiden ja öljyn etsinnässä. Ionittomia MC:tä, HPMC:tä, HEMC:tä jne. käytetään pääasiassa rakennusmateriaaleissa, lateksipinnoitteissa, lääketieteessä, päivittäiskemikaaleissa jne. Käytetään sakeuttamisaineena, vedenpidätysaineena, stabilointiaineena, dispergointiaineena ja kalvonmuodostajana.
Selluloosaeetterin vedenpidätyskyky: Rakennusmateriaalien, erityisesti kuivajauhelaastin, valmistuksessa selluloosaeetterillä on korvaamaton rooli. Erityisesti erikoislaastin (modifioidun laastin) valmistuksessa se on välttämätön ja tärkeä komponentti. Vesiliukoisen selluloosaeetterin tärkeä rooli laastissa on pääasiassa kolme näkökohtaa: erinomainen vedenpidätyskyky, vaikutus laastin konsistenssiin ja tiksotropiaan sekä vuorovaikutus sementin kanssa. Selluloosaeetterin vedenpidätyskyky riippuu pohjakerroksen vedenimeytymisestä, laastin koostumuksesta, laastikerroksen paksuudesta, laastin vedentarpeesta ja kovettumismateriaalin kovettumisajasta. Selluloosaeetterin vedenpidätyskyky johtuu itse selluloosaeetterin liukoisuudesta ja kuivumisesta. Kuten tiedämme, vaikka selluloosamolekyyliketju sisältää suuren määrän erittäin hydratoituvia OH-ryhmiä, se ei liukene veteen, koska selluloosarakenteella on korkea kiteisyysaste. Pelkkä hydroksyyliryhmien hydrataatiokyky ei riitä peittämään molekyylien välisiä vahvoja vetysidoksia ja van der Waalsin voimia. Siksi se vain turpoaa, mutta ei liukene veteen. Kun molekyyliketjuun lisätään substituentti, ei ainoastaan substituentti tuhoa vetyketjua, vaan myös ketjujen välinen vetysidos tuhoutuu substituentin kiilautuessa vierekkäisten ketjujen väliin. Mitä suurempi substituentti, sitä suurempi on molekyylien välinen etäisyys. Mitä suurempi on etäisyys. Mitä suurempi vetysidosten tuhoutumisen vaikutus, sitä suurempi on selluloosaeetterin vesiliukoisuus selluloosahilan laajentuessa ja liuoksen tultua sisään, jolloin muodostuu korkean viskositeetin omaava liuos. Lämpötilan noustessa polymeerin hydraatio heikkenee ja ketjujen välinen vesi poistuu. Kun dehydraatiovaikutus on riittävä, molekyylit alkavat aggregoitua muodostaen kolmiulotteisen verkkorakenteen, geelin ja laskostumisen.
Laastin vedenpidätyskykyyn vaikuttavia tekijöitä ovat selluloosaeetterin viskositeetti, lisätty määrä, hiukkasten hienous ja käyttölämpötila.
Mitä suurempi selluloosaeetterin viskositeetti on, sitä parempi on sen vedenpidätyskyky. Viskositeetti on tärkeä MC-suorituskyvyn parametri. Tällä hetkellä eri MC-valmistajat käyttävät erilaisia menetelmiä ja instrumentteja MC:n viskositeetin mittaamiseen. Tärkeimmät menetelmät ovat Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde ja Brookfield. Samalla tuotteella eri menetelmillä mitatut viskositeettitulokset ovat hyvin erilaisia, ja joissakin menetelmissä on jopa kaksinkertaiset erot. Siksi viskositeettia verrattaessa on tehtävä vertailu samojen testimenetelmien välillä, mukaan lukien lämpötila, roottori jne.
Yleisesti ottaen mitä suurempi viskositeetti, sitä parempi vedenpidätyskyky. Kuitenkin mitä suurempi viskositeetti ja mitä suurempi MC:n molekyylipaino, sitä suurempi sen liukoisuuden väheneminen vaikuttaa negatiivisesti laastin lujuuteen ja rakenteellisiin ominaisuuksiin. Mitä suurempi viskositeetti, sitä selvempi laastin sakeutumisvaikutus on, mutta se ei ole suoraan verrannollinen. Mitä suurempi viskositeetti, sitä viskoosimpaa märkä laasti on, eli rakentamisen aikana se ilmenee tarttumisena kaapimeen ja vahvana tarttuvuutena alustaan. Mutta se ei ole hyödyllistä itse märän laastin rakenteellisen lujuuden lisäämiseksi. Rakentamisen aikana valumisenestokyky ei ole ilmeinen. Päinvastoin, jotkut keskikokoiset ja matalan viskositeetin omaavat, mutta modifioidut metyyliselluloosaeetterit parantavat erinomaisesti märän laastin rakenteellista lujuutta.
Mitä suurempi on laastin selluloosaeetterin määrä, sitä parempi on vedenpidätyskyky, ja mitä suurempi on viskositeetti, sitä parempi on vedenpidätyskyky.
Hiukkaskoon osalta mitä hienompi hiukkanen, sitä parempi vedenpidätyskyky. Kun selluloosaeetterin suuret hiukkaset joutuvat kosketuksiin veden kanssa, pinta liukenee välittömästi ja muodostaa geelin, joka käärii materiaalin ympärille estäen vesimolekyylien jatkuvan tunkeutumisen. Joskus se ei dispergoidu ja liukene tasaisesti edes pitkäaikaisen sekoittamisen jälkeen, jolloin muodostuu sameaa flokkuloivaa liuosta tai agglomeraatiota. Tämä vaikuttaa merkittävästi selluloosaeetterin vedenpidätyskykyyn, ja liukoisuus on yksi selluloosaeetterin valintaan vaikuttavista tekijöistä. Hienous on myös tärkeä metyyliselluloosaeetterin suorituskykyindikaattori. Kuivajauhelaastissa käytettävän MC:n on oltava jauhetta, jolla on alhainen vesipitoisuus, ja hienous vaatii myös, että 20–60 % hiukkaskoosta on alle 63 μm. Hienous vaikuttaa metyyliselluloosaeetterin liukoisuuteen. Karkea MC on yleensä rakeista, ja se liukenee helposti veteen ilman agglomeraatiota, mutta liukenemisnopeus on hyvin hidas, joten se ei sovellu käytettäväksi kuivajauhelaastissa. Kuivajauhelaastissa MC dispergoidaan sementtimateriaalien, kuten kiviaineksen, hienon täyteaineen ja sementin, joukkoon, ja vain riittävän hieno jauhe voi estää metyyliselluloosaeetterin agglomeraation sekoitettaessa veden kanssa. Kun MC:tä lisätään veden kanssa agglomeraattien liuottamiseksi, sitä on erittäin vaikea dispergoida ja liuottaa. MC:n karkeus ei ole ainoastaan hukkaan heitettyä, vaan myös heikentää laastin paikallista lujuutta. Kun tällaista kuivajauhelaastia levitetään suurelle alueelle, paikallisen kuivajauhelaastin kovettumisnopeus hidastuu merkittävästi ja erilaisten kovettumisaikojen vuoksi siihen ilmestyy halkeamia. Mekaanisesti ruiskutettavan laastin hienousvaatimukset ovat korkeammat lyhyemmän sekoitusajan vuoksi.
Myös MC:n hienous vaikuttaa vedenpidätyskykyyn. Yleisesti ottaen saman viskositeetin omaavilla, mutta eri hienousasteisilla metyyliselluloosaeettereillä, samalla lisäysmäärällä, vedenpidätyskyky on parempi, mitä hienompi sitä hienompi.
Myös metyylihydroksietyyliselluloosaeetterin vedenpidätyskyky liittyy käytettyyn lämpötilaan, ja metyyliselluloosaeetterin vedenpidätyskyky pienenee lämpötilan noustessa. Käytännössä kuivajauhelaastia levitetään kuitenkin usein kuumille alustoille korkeissa lämpötiloissa (yli 40 astetta) monissa ympäristöissä, kuten ulkoseinien kittirappauksessa auringon alla kesällä, mikä usein nopeuttaa sementin kovettumista ja kuivajauhelaastin kovettumista. Vedenpidätyskyvyn lasku antaa ilmeisen kuvan siitä, että sekä työstettävyys että halkeamien kestävyys heikkenevät, ja on erityisen tärkeää vähentää lämpötilatekijöiden vaikutusta näissä olosuhteissa. Vaikka metyylihydroksietyyliselluloosaeetterilisäaineita pidetään tällä hetkellä teknologisen kehityksen eturintamassa, niiden riippuvuus lämpötilasta johtaa silti kuivajauhelaastin suorituskyvyn heikkenemiseen. Vaikka metyylihydroksietyyliselluloosan määrää lisätään (kesäkaava), työstettävyys ja halkeamien kestävyys eivät vieläkään vastaa käytön vaatimuksia. MC:n erityiskäsittelyllä, kuten eetteröintiasteen lisäämisellä, vedenpidätyskykyä voidaan ylläpitää korkeammassa lämpötilassa, jolloin se voi tarjota paremman suorituskyvyn ankarissa olosuhteissa.
Lisäksi selluloosaeetterin sakeutuminen ja tiksotropia: selluloosaeetterin toinen toiminto – sakeutuminen – riippuu: selluloosaeetterin polymeroitumisasteesta, liuoksen pitoisuudesta, leikkausnopeudesta, lämpötilasta ja muista olosuhteista. Liuoksen geeliytymisominaisuus on ainutlaatuinen alkyyliselluloosalle ja sen modifioiduille johdannaisille. Geeliytymisominaisuudet liittyvät substituutioasteeseen, liuoksen pitoisuuteen ja lisäaineisiin. Hydroksialkyylimodifioitujen johdannaisten geeliytymisominaisuudet liittyvät myös hydroksialkyylin modifiointiasteeseen. Matalaviskositeettiselle MC:lle ja HPMC:lle voidaan valmistaa 10–15 % liuos, keskiviskositeettiselle MC:lle ja HPMC:lle 5–10 % liuos, kun taas korkeaviskositeettiselle MC:lle ja...HPMCvoi valmistaa vain 2–3 % liuosta, ja yleensä selluloosaeetterin viskositeettiluokitus on myös 1–2 % liuoksen mukaan. Suurimolekyylipainoisella selluloosaeetterillä on korkea sakeuttamistehokkuus. Samassa konsentraatioliuoksessa eri molekyylipainoisilla polymeereillä on erilaiset viskositeetit. Korkea aste. Tavoiteviskositeetti voidaan saavuttaa vain lisäämällä suuri määrä pienimolekyylipainoista selluloosaeetteriä. Sen viskositeetti riippuu vain vähän leikkausnopeudesta, ja korkea viskositeetti saavuttaa tavoiteviskositeetin, ja tarvittava lisäysmäärä on pieni, ja viskositeetti riippuu sakeuttamistehokkuudesta. Siksi tietyn konsistenssin saavuttamiseksi on varmistettava tietty määrä selluloosaeetteriä (liuoksen konsentraatio) ja liuoksen viskositeetti. Liuoksen geelin lämpötila laskee myös lineaarisesti liuoksen konsentraation kasvaessa, ja se geeliytyy huoneenlämmössä tietyn konsentraation saavuttamisen jälkeen. HPMC:n geeliytymispitoisuus on suhteellisen korkea huoneenlämmössä.
Sakeutta voidaan säätää myös valitsemalla hiukkaskoko ja valitsemalla selluloosaeettereitä, joilla on eriasteiset modifikaatiot. Niin sanottu modifikaatio tarkoittaa tietynasteista hydroksialkyyliryhmien substituutiota MC:n runkorakenteeseen muuttamalla kahden substituentin suhteellisia substituutioarvoja, eli metoksi- ja hydroksialkyyliryhmien DS- ja ms-suhteellisia substituutioarvoja, kuten usein sanomme. Selluloosaeetterin erilaisia suorituskykyvaatimuksia voidaan saavuttaa muuttamalla kahden substituentin suhteellisia substituutioarvoja.
Sakeuden ja modifioinnin välinen suhde: selluloosaeetterin lisääminen vaikuttaa laastin vedenkulutukseen. Veden ja sementin vesi-sideainesuhteen muuttaminen aiheuttaa sakeuttamisvaikutuksen. Mitä suurempi annos, sitä suurempi vedenkulutus.
Jauhemaisissa rakennusmateriaaleissa käytettävien selluloosaeetterien on liukenettava nopeasti kylmään veteen ja annettava järjestelmälle sopiva sakeus. Tietyllä leikkausnopeudella niistä tulee silti flokkuloivia ja kolloidisia möykkyjä, mikä on heikkolaatuinen tuote.
Sementtipastan konsistenssin ja selluloosaeetterin annostuksen välillä on myös hyvä lineaarinen suhde. Selluloosaeetteri voi lisätä laastin viskositeettia huomattavasti. Mitä suurempi annos, sitä selvempi vaikutus. Korkean viskositeetin omaavalla selluloosaeetterin vesiliuoksella on korkea tiksotropia, joka on myös selluloosaeetterin tärkeä ominaisuus. MC-polymeerien vesiliuoksilla on yleensä pseudoplastinen ja ei-tiksotrooppinen juoksevuus geeliytymislämpötilan alapuolella, mutta Newtonin virtausominaisuudet pienillä leikkausnopeuksilla. Pseudoplastisuus kasvaa selluloosaeetterin molekyylipainon tai pitoisuuden myötä substituentin tyypistä ja substituutioasteesta riippumatta. Siksi saman viskositeettiluokan selluloosaeetterit, riippumatta MC:stä, HPMC:stä tai HEMC:stä, osoittavat aina samat reologiset ominaisuudet, kunhan pitoisuus ja lämpötila pidetään vakiona. Rakenteellisia geelejä muodostuu, kun lämpötilaa nostetaan, ja esiintyy erittäin tiksotrooppisia virtauksia. Korkean konsentraation ja matalan viskositeetin omaavat selluloosaeetterit osoittavat tiksotropiaa jopa geeliytymislämpötilan alapuolella. Tästä ominaisuudesta on suuri hyöty rakennuslaastin tasoituksen ja painuman säätämisessä. Tässä on selitettävä, että mitä korkeampi selluloosaeetterin viskositeetti on, sitä parempi vedenpidätyskyky, mutta mitä korkeampi viskositeetti on, sitä suurempi on selluloosaeetterin suhteellinen molekyylipaino ja vastaavasti sen liukoisuuden heikkeneminen, mikä vaikuttaa negatiivisesti laastin pitoisuuteen ja rakenteellisiin ominaisuuksiin. Mitä korkeampi viskositeetti on, sitä selvempi on laastin sakeuttamisvaikutus, mutta se ei ole täysin verrannollinen. Keskikokoisen ja matalan viskositeetin omaava modifioitu selluloosaeetteri parantaa paremmin märän laastin rakenteellista lujuutta. Viskositeetin kasvaessa selluloosaeetterin vedenpidätyskyky paranee.
Selluloosaeetterin hidastus: Selluloosaeetterin kolmas tehtävä on hidastaa sementin hydraatioprosessia. Selluloosaeetteri antaa laastille useita hyödyllisiä ominaisuuksia ja vähentää myös sementin alkuvaiheen hydraatiolämpöä ja hidastaa sementin hydraatiodynamiikkaa. Tämä on epäedullista laastin käytölle kylmillä alueilla. Tämä hidastusvaikutus johtuu selluloosaeetterimolekyylien adsorptiosta hydraatiotuotteisiin, kuten CSH:hon ja Ca(OH)2:een. Huokosliuoksen viskositeetin kasvun vuoksi selluloosaeetteri vähentää ionien liikkuvuutta liuoksessa, mikä hidastaa hydraatioprosessia. Mitä suurempi selluloosaeetterin pitoisuus mineraaligeelimateriaalissa on, sitä voimakkaampi hydraatiohidastusvaikutus on. Selluloosaeetteri ei ainoastaan hidasta sitoutumista, vaan myös hidastaa sementtilaastijärjestelmän kovettumisprosessia. Selluloosaeetterin hidastusvaikutus riippuu paitsi sen pitoisuudesta mineraaligeelijärjestelmässä myös kemiallisesta rakenteesta. Mitä korkeampi HEMC:n metylaatioaste on, sitä parempi on selluloosaeetterin hidastusvaikutus. Hydrofiilisen substituution ja veden lisäävän substituution suhde. Hidastusvaikutus on voimakkaampi. Selluloosaeetterin viskositeetilla on kuitenkin vain vähän vaikutusta sementin hydrataatiokinetiikkaan.
Selluloosaeetteripitoisuuden kasvaessa laastin kovettumisaika pitenee merkittävästi. Laastin alkukovettumisajan ja selluloosaeetteripitoisuuden välillä on hyvä epälineaarinen korrelaatio, ja lopullisen kovettumisajan ja selluloosaeetteripitoisuuden välillä on hyvä lineaarinen korrelaatio. Laastin käyttöaikaa voidaan säätää muuttamalla selluloosaeetterin määrää.
Yhteenvetona voidaan todeta, että valmiiksi sekoitetussa laastissaselluloosaeetterisillä on merkitystä vedenpidätyskyvyssä, sakeuttamisessa, sementin hydrataatiokyvyn hidastamisessa ja rakentamisen suorituskyvyn parantamisessa. Hyvä vedenpidätyskyky tekee sementin hydraatiosta täydellisempää, voi parantaa märän laastin märkäviskositeettia, lisätä laastin tartuntalujuutta ja säätää aikaa. Selluloosaeetterin lisääminen mekaaniseen ruiskutettavaan laastiin voi parantaa ruiskutus- tai pumppausominaisuuksia ja laastin rakenteellista lujuutta. Siksi selluloosaeetteriä käytetään laajalti tärkeänä lisäaineena valmiissa laastissa.
Julkaisun aika: 28.4.2024