A készre kevert habarcsban a cellulóz-éter hozzáadása mennyisége nagyon alacsony, de jelentősen javíthatja a nedves habarcs teljesítményét, és ez egy fő adalékanyag, amely befolyásolja a habarcs építési teljesítményét. A különböző fajtájú, viszkozitású, szemcseméretű, viszkozitási fokú és hozzáadott mennyiségű cellulóz-éterek ésszerű kiválasztása pozitív hatással lesz a száraz porhabarcs teljesítményének javítására. Jelenleg sok falazó- és vakolóhabarcs gyenge vízvisszatartó képességgel rendelkezik, és a vizes iszap néhány perc állás után elválik. A vízvisszatartás a metil-cellulóz-éter fontos tulajdonsága, és ez egy olyan tulajdonság is, amelyre sok hazai száraz keverékű habarcsgyártó, különösen a magas hőmérsékletű déli régiókban, figyelmet fordít. A száraz keverékű habarcs vízvisszatartó hatását befolyásoló tényezők közé tartozik a hozzáadott MC mennyisége, az MC viszkozitása, a részecskék finomsága és a felhasználási környezet hőmérséklete.
1. Koncepció
A cellulóz-éter egy szintetikus polimer, amelyet természetes cellulózból kémiai módosítással állítanak elő. A cellulóz-éter a természetes cellulóz származéka. A cellulóz-éter előállítása eltér a szintetikus polimerektől. Legalapvetőbb anyaga a cellulóz, egy természetes polimer vegyület. A természetes cellulóz szerkezetének sajátossága miatt maga a cellulóz nem képes reagálni az éterezőszerekkel. A duzzasztószerrel történő kezelés után azonban a molekuláris láncok és a láncok közötti erős hidrogénkötések megsemmisülnek, és a hidroxilcsoport aktív felszabadulása reaktív alkáli cellulózzá alakul. Cellulóz-éter előállítása.
A cellulóz-éterek tulajdonságai a szubsztituensek típusától, számától és eloszlásától függenek. A cellulóz-éterek osztályozása a szubsztituensek típusán, az éteresítés mértékén, az oldhatóságon és a kapcsolódó alkalmazási tulajdonságokon is alapul. A molekulaláncon lévő szubsztituensek típusa szerint monoéterre és vegyes éterre oszthatók. Az általunk általában használt MC monoéter, a HPMC pedig vegyes éter. A metil-cellulóz-éter (MC) a természetes cellulóz glükózegységén lévő hidroxilcsoport metoxicsoporttal való helyettesítésével kapott termék. Ez egy olyan termék, amelyet az egység hidroxilcsoportjának egy részének metoxicsoporttal, egy másik részének pedig hidroxipropil-csoporttal való helyettesítésével kapunk. A szerkezeti képlet [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroxi-etil-metil-cellulóz-éter (HEMC), ezek a piacon széles körben használt és értékesített fő fajták.
Oldhatóságát tekintve ionosra és nem ionosra osztható. A vízben oldódó nem ionos cellulóz-éterek főként alkil-éterek és hidroxi-alkil-éterek két sorozatából állnak. Az ionos CMC-t főként szintetikus mosószerekben, textilnyomtatásban és -festésben, élelmiszeriparban és olajkutatásban használják. A nem ionos MC-t, HPMC-t, HEMC-t stb. főként építőanyagokban, latex bevonatokban, gyógyszerekben, napi vegyszerekben stb. használják. Sűrítőanyagként, vízmegtartó szerként, stabilizátorként, diszpergálószerként és filmképző szerként használják.
Másodszor, a cellulóz-éter vízvisszatartása
A cellulóz-éter vízvisszatartása: Az építőanyagok, különösen a száraz porhabarcsok gyártásában a cellulóz-éter pótolhatatlan szerepet játszik, különösen a speciális habarcsok (módosított habarcsok) gyártásában, nélkülözhetetlen és fontos alkotóelem.
A vízben oldódó cellulóz-éter fontos szerepe a habarcsban három fő aspektusból áll: az egyik a kiváló vízvisszatartó képesség, a másik a habarcs állagára és tixotrópiájára gyakorolt hatása, a harmadik pedig a cementtel való kölcsönhatása. A cellulóz-éter vízvisszatartó hatása az alapréteg vízfelvételétől, a habarcs összetételétől, a habarcsréteg vastagságától, a habarcs vízigényétől és a kötőanyag kötési idejétől függ. Maga a cellulóz-éter vízvisszatartása a cellulóz-éter oldhatóságából és kiszáradásából származik. Mint mindannyian tudjuk, bár a cellulóz molekulalánca nagyszámú, könnyen hidratálható OH-csoportot tartalmaz, nem oldódik vízben, mivel a cellulóz szerkezete magas kristályossági fokú.
A hidroxilcsoportok hidratáló képessége önmagában nem elegendő a molekulák közötti erős hidrogénkötések és van der Waals-erők fedezésére. Ezért csak duzzad, de nem oldódik vízben. Amikor egy szubsztituenst visznek be a molekulaláncba, nemcsak a szubsztituens bomlik le a hidrogénláncot, hanem a láncok közötti hidrogénkötés is megsemmisül a szubsztituens beékelődése miatt a szomszédos láncok között. Minél nagyobb a szubsztituens, annál nagyobb a molekulák közötti távolság. Minél nagyobb a távolság. Minél nagyobb a hidrogénkötések lebontásának hatása, a cellulóz-éter vízoldhatóvá válik, miután a cellulózrács kitágul és az oldatba kerül, nagy viszkozitású oldatot képezve. Amikor a hőmérséklet emelkedik, a polimer hidratációja gyengül, és a láncok közötti víz kiszorul. Amikor a dehidratációs hatás elegendő, a molekulák aggregálódni kezdenek, háromdimenziós hálózati szerkezetet képezve, géllé alakulnak ki és hajtogatódnak.
A habarcs vízvisszatartását befolyásoló tényezők közé tartozik a cellulóz-éter viszkozitása, az adagolási mennyiség, a szemcsefinomság és a felhasználási hőmérséklet:
Minél nagyobb a cellulóz-éter viszkozitása, annál jobb a vízvisszatartási teljesítménye. A viszkozitás az MC teljesítményének fontos paramétere. Jelenleg a különböző MC-gyártók különböző módszereket és eszközöket használnak az MC viszkozitásának mérésére. A fő módszerek a Haake Rotovisko, a Hoppler, az Ubbelohde és a Brookfield. Ugyanazon termék esetében a különböző módszerekkel mért viszkozitási eredmények nagyon eltérőek, sőt némelyikben kétszeres eltérések is vannak. Ezért a viszkozitás összehasonlításakor ugyanazon vizsgálati módszerek között kell elvégezni az összehasonlítást, beleértve a hőmérsékletet, a rotort stb.
Általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb a viszkozitás, annál jobb a vízvisszatartó hatás. Azonban minél nagyobb a viszkozitás és minél nagyobb az MC molekulatömege, az oldhatóságának csökkenése negatívan befolyásolja a habarcs szilárdságát és szerkezeti teljesítményét. Minél nagyobb a viszkozitás, annál nyilvánvalóbb a habarcsra gyakorolt sűrűsödő hatás, de ez nem egyenesen arányos. Minél nagyobb a viszkozitás, annál viszkózusabb a nedves habarcs, azaz az építés során ez a kaparóhoz való tapadásban és az aljzathoz való nagy tapadásban nyilvánul meg. De ez nem segít a nedves habarcs szerkezeti szilárdságának növelésében. Az építés során a megereszkedésgátló tulajdonság nem egyértelmű. Ezzel szemben egyes közepes és alacsony viszkozitású, de módosított metilcellulóz-éterek kiváló teljesítményt nyújtanak a nedves habarcs szerkezeti szilárdságának javításában.
Minél nagyobb mennyiségű cellulóz-étert adunk a habarcshoz, annál jobb a vízvisszatartó képessége, és minél nagyobb a viszkozitása, annál jobb a vízvisszatartó képessége.
A részecskeméret tekintetében minél finomabb a részecske, annál jobb a vízvisszatartás. Miután a cellulóz-éter nagy részecskéi vízzel érintkeznek, a felületük azonnal feloldódik, és gélt képez, amely beburkolja az anyagot, megakadályozva a vízmolekulák további beszivárgását. Előfordul, hogy hosszú keverés után sem oszlik el egyenletesen és oldódik fel, zavaros, flokkuláló oldatot vagy agglomerációt képezve. Ez nagyban befolyásolja a cellulóz-éter vízvisszatartását, és az oldhatóság az egyik tényező a cellulóz-éter kiválasztásában.
A metilcellulóz-éter finomsága szintén fontos teljesítménymutató. A száraz porhabarcshoz használt MC-nek pornak kell lennie, alacsony víztartalommal, és a finomsághoz az is szükséges, hogy a részecskeméret 20–60%-a 63 μm-nél kisebb legyen. A finomság befolyásolja a metilcellulóz-éter oldhatóságát. A durva MC általában szemcsés, és könnyen oldódik vízben csomósodás nélkül, de az oldódási sebessége nagyon lassú, ezért nem alkalmas száraz porhabarcsban való felhasználásra. A száraz porhabarcsban az MC-t cementáló anyagok, például adalékanyag, finom töltőanyag és cement között diszpergálják, és csak kellően finom por esetén kerülhető el a metilcellulóz-éter csomósodása vízzel keverve. Amikor az MC-t vízzel adják az agglomerátumok feloldásához, nagyon nehéz diszpergálni és feloldani.
Az MC durva szemcseméretűsége nemcsak pazarlás, hanem a habarcs helyi szilárdságát is csökkenti. Ha ilyen száraz porhabarcsot nagy területen alkalmaznak, a helyi száraz porhabarcs kötési sebessége jelentősen csökken, és a különböző kötési idők miatt repedések jelennek meg. A mechanikus szerkezetű szóróhabarcs esetében a finomsági követelmény magasabb a rövidebb keverési idő miatt.
Az MC finomsága szintén hatással van a vízvisszatartására. Általánosságban elmondható, hogy azonos viszkozitású, de eltérő finomságú metil-cellulóz-éterek esetén, azonos adagolási mennyiség mellett, minél finomabb, annál jobb a vízvisszatartási hatás.
Az MC vízvisszatartása szintén összefügg az alkalmazott hőmérséklettel, és a metil-cellulóz-éter vízvisszatartása csökken a hőmérséklet növekedésével. A tényleges anyagfelhasználásokban azonban a száraz porhabarcsot gyakran forró aljzatokra viszik fel magas hőmérsékleten (40 foknál magasabb) számos környezetben, például nyáron a nap alatt a külső falak gipszvakolatánál, ami gyakran felgyorsítja a cement kikeményedését és a száraz porhabarcs keményedését. A vízvisszatartási sebesség csökkenése azt a nyilvánvaló érzést kelti, hogy mind a bedolgozhatóság, mind a repedésállóság csökken, és különösen fontos a hőmérsékleti tényezők hatásának csökkentése ilyen körülmények között.
Bár a metil-hidroxietil-cellulóz-éter adalékanyagokat jelenleg a technológiai fejlődés élvonalának tekintik, hőmérsékletfüggőségük továbbra is a száraz porhabarcs teljesítményének gyengüléséhez vezet. Bár a metil-hidroxietil-cellulóz mennyisége megnő (nyári formula), a bedolgozhatóság és a repedésállóság még mindig nem felel meg a felhasználási igényeknek. Az MC speciális kezelésével, például az éteresítés mértékének növelésével stb. a vízvisszatartó hatás magasabb hőmérsékleten is fenntartható, így jobb teljesítményt nyújt zord körülmények között.
3. A cellulóz-éter sűrűsödése és tixotrópiája
A cellulóz-éter sűrítése és tixotrópiája: A cellulóz-éter második funkciója – a sűrítő hatás – a következőktől függ: a cellulóz-éter polimerizációjának foka, az oldat koncentrációja, a nyírási sebesség, a hőmérséklet és egyéb körülmények. Az oldat gélesedési tulajdonsága egyedülálló az alkil-cellulózra és módosított származékaira. A gélesedési tulajdonságok a szubsztitúció fokához, az oldat koncentrációjához és az adalékanyagokhoz kapcsolódnak. A hidroxi-alkil-módosított származékok esetében a gélesedési tulajdonságok szintén a hidroxi-alkil módosításának fokához kapcsolódnak. Alacsony viszkozitású MC és HPMC esetén 10–15%-os oldat, közepes viszkozitású MC és HPMC esetén 5–10%-os oldat, míg nagy viszkozitású MC és HPMC esetén csak 2–3%-os oldat készíthető. A cellulóz-éter viszkozitási osztályozása általában szintén 1–2%-os oldat szerint van besorolva.
A nagy molekulatömegű cellulóz-éter magas sűrítési hatékonysággal rendelkezik. Azonos koncentrációjú oldatban a különböző molekulatömegű polimerek eltérő viszkozitással rendelkeznek. Magas fokú. A célviszkozitás csak nagy mennyiségű kis molekulatömegű cellulóz-éter hozzáadásával érhető el. Viszkozitása kevéssé függ a nyírási sebességtől, és nagy viszkozitás esetén is elérhető a célviszkozitás, a szükséges hozzáadott mennyiség kicsi, és a viszkozitás a sűrítési hatékonyságtól függ. Ezért egy bizonyos konzisztencia eléréséhez bizonyos mennyiségű cellulóz-étert (az oldat koncentrációját) és az oldat viszkozitását kell biztosítani. Az oldat gélhőmérséklete is lineárisan csökken az oldat koncentrációjának növekedésével, és egy bizonyos koncentráció elérése után szobahőmérsékleten gélesedik. A HPMC gélesedési koncentrációja szobahőmérsékleten viszonylag magas.
A konzisztencia a részecskeméret megválasztásával és a különböző módosítási fokú cellulóz-éterek kiválasztásával is beállítható. Az úgynevezett módosítás a hidroxi-alkil-csoportok bizonyos mértékű helyettesítésének bevezetését jelenti az MC vázszerkezetében. A két szubsztituens relatív helyettesítési értékének megváltoztatásával, azaz a metoxi- és hidroxi-alkil-csoportok DS és ms relatív helyettesítési értékeivel, ahogyan gyakran mondjuk. A cellulóz-éterek különböző teljesítménykövetelményei a két szubsztituens relatív helyettesítési értékének megváltoztatásával érhetők el.
Az állag és a módosulás közötti összefüggés: a cellulóz-éter hozzáadása befolyásolja a habarcs vízfogyasztását, a víz és a cement víz-kötőanyag arányának megváltoztatása sűrűsítő hatást fejt ki, minél nagyobb az adagolás, annál nagyobb a vízfogyasztás.
A por állagú építőanyagokban használt cellulóz-étereknek gyorsan fel kell oldódniuk hideg vízben, és megfelelő állagot kell biztosítaniuk a rendszer számára. Bizonyos nyírási sebesség mellett is flokkulálódhatnak és kolloidális blokkokká válhatnak, ami egy nem megfelelő vagy silány minőségű termék.
Jó lineáris összefüggés van a cementpaszta állaga és a cellulóz-éter adagolása között is. A cellulóz-éter nagymértékben növelheti a habarcs viszkozitását. Minél nagyobb az adagolás, annál nyilvánvalóbb a hatás. A nagy viszkozitású cellulóz-éter vizes oldata magas tixotrópiával rendelkezik, ami szintén a cellulóz-éter egyik fő jellemzője. Az MC polimerek vizes oldatai általában pszeudoplasztikus és nem tixotróp folyékonysággal rendelkeznek a gélhőmérsékletük alatt, de alacsony nyírási sebességeknél newtoni folyási tulajdonságokkal rendelkeznek. A pszeudoplaszticitás a cellulóz-éter molekulatömegével vagy koncentrációjával növekszik, függetlenül a szubsztituens típusától és a szubsztitúció mértékétől. Ezért az azonos viszkozitási osztályú cellulóz-éterek, függetlenül az MC, HPMC, HEMC állapotától, mindig ugyanazokat a reológiai tulajdonságokat mutatják, amíg a koncentráció és a hőmérséklet állandó marad.
A hőmérséklet emelésekor szerkezeti gélek képződnek, és erősen tixotróp folyások történnek. A nagy koncentrációjú és alacsony viszkozitású cellulóz-éterek már a gél hőmérséklete alatt is tixotrópiát mutatnak. Ez a tulajdonság nagy előnyt jelent az építőipari habarcsok kiegyenlítésének és megereszkedésének beállításában. Itt kell megjegyezni, hogy minél nagyobb a cellulóz-éter viszkozitása, annál jobb a vízvisszatartása, de minél nagyobb a viszkozitás, annál nagyobb a cellulóz-éter relatív molekulatömege, és ennek megfelelően csökken az oldhatósága, ami negatívan befolyásolja a habarcs koncentrációját és a szerkezeti teljesítményt. Minél nagyobb a viszkozitás, annál nyilvánvalóbb a habarcs sűrűsödő hatása, de ez nem teljesen arányos. Közepes és alacsony viszkozitású, de a módosított cellulóz-éter jobban javítja a nedves habarcs szerkezeti szilárdságát. A viszkozitás növekedésével a cellulóz-éter vízvisszatartása is javul. 4. A cellulóz-éter késleltetése
A cellulóz-éter késleltetése: A cellulóz-éter harmadik funkciója a cement hidratációs folyamatának késleltetése. A cellulóz-éter számos jótékony tulajdonsággal ruházza fel a habarcsot, valamint csökkenti a cement korai hidratációs hőjét és késlelteti a cement hidratációs dinamikus folyamatát. Ez kedvezőtlen a habarcs hideg régiókban történő felhasználása szempontjából. Ezt a késleltetési hatást a cellulóz-éter molekulák hidratációs termékeken, például CSH-n és Ca(OH)2-on történő adszorpciója okozza. A pórusoldat viszkozitásának növekedése miatt a cellulóz-éter csökkenti az ionok mobilitását az oldatban, ezáltal késlelteti a hidratációs folyamatot.
Közzététel ideje: 2023. február 4.