Nella malta premiscelata, la quantità di aggiunta dietere di cellulosaÈ molto basso, ma può migliorare significativamente le prestazioni della malta umida ed è un additivo fondamentale che influenza le prestazioni costruttive della malta. Una selezione ragionata di eteri di cellulosa di diverse varietà, diverse viscosità, diverse granulometrie, diversi gradi di viscosità e quantità aggiunte avrà un impatto positivo sul miglioramento delle prestazioni della malta in polvere secca.
Attualmente, molte malte per muratura e intonacatura presentano scarse prestazioni di ritenzione idrica e la malta liquida si separa dopo pochi minuti di riposo. La ritenzione idrica è una caratteristica importante dell'etere di metilcellulosa, ed è anche una caratteristica a cui prestano attenzione molti produttori nazionali di malte a secco, soprattutto quelli delle regioni meridionali con temperature elevate. I fattori che influenzano l'effetto di ritenzione idrica della malta a secco includono la quantità di cloruro di calcio aggiunto, la viscosità del cloruro di calcio, la finezza delle particelle e la temperatura dell'ambiente di utilizzo.
1. Concetto
L'etere di cellulosa è un polimero sintetico ottenuto dalla cellulosa naturale mediante modificazione chimica. L'etere di cellulosa è un derivato della cellulosa naturale. La produzione di etere di cellulosa è diversa da quella dei polimeri sintetici. Il suo materiale più elementare è la cellulosa, un composto polimerico naturale. Data la particolare struttura della cellulosa naturale, la cellulosa stessa non ha la capacità di reagire con gli agenti di eterificazione. Tuttavia, dopo il trattamento con l'agente rigonfiante, i forti legami a idrogeno tra le catene molecolari e le catene vengono distrutti e il rilascio attivo del gruppo ossidrilico genera una cellulosa alcalina reattiva. Si ottiene l'etere di cellulosa.
Le proprietà degli eteri di cellulosa dipendono dal tipo, dal numero e dalla distribuzione dei sostituenti. La classificazione degli eteri di cellulosa si basa anche sul tipo di sostituenti, sul grado di eterificazione, sulla solubilità e sulle relative proprietà applicative. In base al tipo di sostituenti sulla catena molecolare, si può suddividere in monoetere ed etere misto. Generalmente si usa il monoetere MC come monoetere e il PMC come etere misto. L'etere di metilcellulosa MC è il prodotto della sostituzione del gruppo ossidrilico sull'unità di glucosio della cellulosa naturale con un gruppo metossilico. Si ottiene sostituendo una parte del gruppo ossidrilico sull'unità con un gruppo metossilico e un'altra parte con un gruppo idrossipropilico. La formula di struttura è [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x. L'etere di idrossietil metilcellulosa HEMC è la varietà principale ampiamente utilizzata e venduta sul mercato.
In termini di solubilità, può essere suddiviso in ionico e non ionico. Gli eteri di cellulosa non ionici idrosolubili sono composti principalmente da due serie di eteri alchilici e idrossialchilici. La CMC ionica è utilizzata principalmente nei detergenti sintetici, nella stampa e tintura tessile, nell'industria alimentare e nell'esplorazione petrolifera. MC, PMC, HEMC non ionici, ecc. sono utilizzati principalmente nei materiali da costruzione, nei rivestimenti in lattice, in medicina, nei prodotti chimici di uso quotidiano, ecc. Utilizzati come addensanti, agenti di ritenzione idrica, stabilizzanti, disperdenti e agenti filmogeni.
2. Ritenzione idrica dell'etere di cellulosa
Ritenzione idrica dell'etere di cellulosa: Nella produzione di materiali da costruzione, in particolare di malta in polvere secca, l'etere di cellulosa svolge un ruolo insostituibile, soprattutto nella produzione di malta speciale (malta modificata), è un componente indispensabile e importante.
L'importante ruolo dell'etere di cellulosa idrosolubile nella malta si basa principalmente su tre aspetti: l'eccellente capacità di ritenzione idrica, l'influenza sulla consistenza e sulla tissotropia della malta e l'interazione con il cemento. L'effetto di ritenzione idrica dell'etere di cellulosa dipende dall'assorbimento d'acqua dello strato di base, dalla composizione della malta, dallo spessore dello strato di malta, dal fabbisogno idrico della malta e dal tempo di presa del materiale. La ritenzione idrica dell'etere di cellulosa deriva dalla sua solubilità e disidratazione. Come è noto, sebbene la catena molecolare della cellulosa contenga un gran numero di gruppi OH altamente idratabili, non è solubile in acqua, poiché la struttura della cellulosa presenta un elevato grado di cristallinità.
La capacità di idratazione dei soli gruppi ossidrilici non è sufficiente a compensare i forti legami a idrogeno e le forze di van der Waals tra le molecole. Pertanto, si limita a gonfiarsi, ma non si dissolve in acqua. Quando un sostituente viene introdotto nella catena molecolare, non solo il sostituente distrugge la catena a idrogeno, ma anche il legame a idrogeno intercatena viene distrutto a causa dell'incuneamento del sostituente tra catene adiacenti. Maggiore è il sostituente, maggiore è la distanza tra le molecole. Maggiore è la distanza. Maggiore è l'effetto della distruzione dei legami a idrogeno, l'etere di cellulosa diventa idrosolubile dopo che il reticolo di cellulosa si espande e la soluzione penetra, formando una soluzione ad alta viscosità. All'aumentare della temperatura, l'idratazione del polimero si indebolisce e l'acqua tra le catene viene espulsa. Quando l'effetto di disidratazione è sufficiente, le molecole iniziano ad aggregarsi, formando un gel con struttura reticolare tridimensionale e ripiegandosi. I fattori che influiscono sulla ritenzione idrica della malta includono la viscosità dell'etere di cellulosa, la quantità aggiunta, la finezza delle particelle e la temperatura di utilizzo.
Maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore è la capacità di ritenzione idrica. La viscosità è un parametro importante per le prestazioni del MC. Attualmente, diversi produttori di MC utilizzano metodi e strumenti diversi per misurarne la viscosità. I metodi principali sono Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde e Brookfield. Per lo stesso prodotto, i risultati di viscosità misurati con metodi diversi sono molto diversi, e alcuni presentano differenze persino doppie. Pertanto, quando si confronta la viscosità, è necessario utilizzare gli stessi metodi di prova, inclusi temperatura, rotore, ecc.
In generale, maggiore è la viscosità, migliore è l'effetto di ritenzione idrica. Tuttavia, maggiore è la viscosità e maggiore è il peso molecolare del MC, la corrispondente diminuzione della sua solubilità avrà un impatto negativo sulla resistenza e sulle prestazioni costruttive della malta. Maggiore è la viscosità, più evidente è l'effetto addensante sulla malta, ma non è direttamente proporzionale. Maggiore è la viscosità, più viscosa sarà la malta bagnata, ovvero, durante la costruzione, si manifesta con l'adesione alla spatola e un'elevata adesione al substrato. Tuttavia, non è utile per aumentare la resistenza strutturale della malta bagnata stessa. Durante la costruzione, le prestazioni anti-colata non sono evidenti. Al contrario, alcuni eteri di metilcellulosa modificati a media e bassa viscosità hanno eccellenti prestazioni nel migliorare la resistenza strutturale della malta bagnata.
Maggiore è la quantità di etere di cellulosa aggiunta alla malta, migliore sarà la capacità di ritenzione idrica; maggiore è la viscosità, migliore sarà la capacità di ritenzione idrica.
Per quanto riguarda la granulometria, più fine è la particella, migliore è la ritenzione idrica. Quando le particelle più grandi di etere di cellulosa entrano in contatto con l'acqua, la superficie si dissolve immediatamente e forma un gel che avvolge il materiale e impedisce alle molecole d'acqua di continuare a infiltrarsi. Talvolta, anche dopo una lunga agitazione, non è possibile disperderlo e dissolverlo uniformemente, formando una soluzione flocculante torbida o un agglomerato. Ciò influisce notevolmente sulla ritenzione idrica dell'etere di cellulosa e la solubilità è uno dei fattori che influenzano la scelta dell'etere di cellulosa.
Anche la finezza è un importante indice di prestazione dell'etere di metilcellulosa. Il MC utilizzato per la malta in polvere secca deve essere in polvere, con un basso contenuto d'acqua, e la finezza richiede inoltre che il 20%~60% della granulometria sia inferiore a 63 µm. La finezza influisce sulla solubilità dell'etere di metilcellulosa. Il MC grossolano è solitamente granulare e si dissolve facilmente in acqua senza agglomerarsi, ma la velocità di dissoluzione è molto lenta, quindi non è adatto all'uso nella malta in polvere secca. Nella malta in polvere secca, il MC è disperso tra i materiali cementizi come aggregati, riempitivo fine e cemento, e solo una polvere sufficientemente fine può evitare l'agglomerazione dell'etere di metilcellulosa durante la miscelazione con acqua. Quando il MC viene aggiunto all'acqua per sciogliere gli agglomerati, è molto difficile disperderlo e dissolverlo.
Una finezza grossolana della malta cementizia (MC) non solo è uno spreco, ma riduce anche la resistenza locale della malta. Quando una malta in polvere secca di questo tipo viene applicata su un'ampia area, la velocità di indurimento della malta in polvere secca locale si riduce significativamente e si formano crepe dovute ai diversi tempi di indurimento. Per la malta spruzzata con costruzione meccanica, il requisito di finezza è maggiore a causa del tempo di miscelazione più breve. La finezza della malta cementizia (MC) ha anche un certo impatto sulla sua ritenzione idrica. In generale, per eteri di metilcellulosa con la stessa viscosità ma diversa finezza, a parità di quantità aggiunta, più fine è la malta, maggiore è la finezza, migliore è l'effetto di ritenzione idrica.
La ritenzione idrica del MC è anche correlata alla temperatura di utilizzo, e la ritenzione idrica dell'etere di metilcellulosa diminuisce con l'aumentare della temperatura. Tuttavia, nelle applicazioni concrete dei materiali, la malta in polvere secca viene spesso applicata su substrati caldi ad alte temperature (superiori a 40 gradi) in molti ambienti, come l'intonacatura di pareti esterne sotto il sole estivo, che spesso accelera la stagionatura del cemento e l'indurimento della malta in polvere secca. La diminuzione del tasso di ritenzione idrica porta all'ovvia sensazione che sia la lavorabilità che la resistenza alle crepe siano compromesse, ed è particolarmente importante ridurre l'influenza dei fattori di temperatura in queste condizioni.
Sebbeneetere di metil-idrossietilcellulosaSebbene gli additivi siano attualmente considerati all'avanguardia nello sviluppo tecnologico, la loro dipendenza dalla temperatura porterà comunque a un indebolimento delle prestazioni della malta in polvere secca. Sebbene la quantità di metil-idrossietilcellulosa sia aumentata (formula Summer), la lavorabilità e la resistenza alle crepe non sono ancora sufficienti a soddisfare le esigenze applicative. Attraverso trattamenti speciali sulla malta cementizia, come l'aumento del grado di eterificazione, ecc., l'effetto di ritenzione idrica può essere mantenuto a temperature più elevate, garantendo prestazioni migliori in condizioni difficili.
Data di pubblicazione: 28 aprile 2024