ცელულოზის ეთერის გამოყენება ცემენტის დაფუძნებულ მასალებში

1 შესავალი
ჩინეთი 20 წელზე მეტია, რაც მზა ნაღმტყორცნების პოპულარიზაციას უწყობს ხელს. განსაკუთრებით ბოლო წლებში, შესაბამისმა ეროვნულმა სამთავრობო უწყებებმა მნიშვნელობა მიანიჭეს მზა ნაღმტყორცნების განვითარებას და გამოსცეს წამახალისებელი პოლიტიკა. ამჟამად, ქვეყანაში 10-ზე მეტი პროვინცია და მუნიციპალიტეტია, რომლებიც მზა ნაღმტყორცნებს იყენებენ. 60%-ზე მეტს, ჩვეულებრივ მასშტაბზე მეტი მზა ნაღმტყორცნების 800-ზე მეტი საწარმო აქვს, რომელთა წლიური საპროექტო სიმძლავრე 274 მილიონი ტონაა. 2021 წელს ჩვეულებრივი მზა ნაღმტყორცნების წლიურმა წარმოებამ 62.02 მილიონი ტონა შეადგინა.

მშენებლობის პროცესში, ნაღმტყორცნები ხშირად კარგავენ ძალიან ბევრ წყალს და არ აქვთ საკმარისი დრო და წყალი ჰიდრატაციისთვის, რაც იწვევს არასაკმარისი სიმტკიცის და ცემენტის პასტის გაბზარვას გამკვრივების შემდეგ. ცელულოზის ეთერი არის გავრცელებული პოლიმერული დანამატი მშრალი ნარევების ნაღმტყორცნებში. მას აქვს წყლის შეკავების, გასქელების, შეფერხების და ჰაერის შეკავების ფუნქციები და შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნის მახასიათებლები.

ტრანსპორტირების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად და ბზარების და დაბალი შეწებების სიმტკიცის პრობლემების გადასაჭრელად, დიდი მნიშვნელობა აქვს ნაღმტყორცნში ცელულოზის ეთერის დამატებას. ეს სტატია მოკლედ წარმოგვიდგენს ცელულოზის ეთერის მახასიათებლებს და მის გავლენას ცემენტზე დაფუძნებული მასალების მუშაობაზე, იმ იმედით, რომ ხელს შეუწყობს მზა ნაღმტყორცნებთან დაკავშირებული ტექნიკური პრობლემების მოგვარებას.

2 შესავალი ცელულოზის ეთერში
ცელულოზის ეთერი (ცელულოზის ეთერი) მიიღება ცელულოზისგან ერთი ან მეტი ეთერიფიკაციის აგენტის ეთერიფიკაციის რეაქციით და მშრალი დაფქვით.

2.1 ცელულოზის ეთერების კლასიფიკაცია
ეთერის შემცვლელების ქიმიური სტრუქტურის მიხედვით, ცელულოზის ეთერები შეიძლება დაიყოს ანიონურ, კათიონურ და არაიონურ ეთერებად. იონური ცელულოზის ეთერები ძირითადად მოიცავს კარბოქსიმეთილცელულოზის ეთერს (CMC); არაიონური ცელულოზის ეთერები ძირითადად მოიცავს მეთილცელულოზის ეთერს (MC), ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერს (HPMC) და ჰიდროქსიეთილის ბოჭკოვანი ეთერს (HC) და ა.შ. არაიონური ეთერები იყოფა წყალში ხსნად და ზეთში ხსნად ეთერებად. არაიონური წყალში ხსნადი ეთერები ძირითადად გამოიყენება ნაღმტყორცნების პროდუქტებში. კალციუმის იონების თანაობისას, იონური ცელულოზის ეთერები არასტაბილურია, ამიტომ ისინი იშვიათად გამოიყენება მშრალი ნარევის ნაღმტყორცნების პროდუქტებში, რომლებიც იყენებენ ცემენტს, ჩამქრალ კირს და ა.შ., როგორც ცემენტის მასალებს. არაიონური წყალში ხსნადი ცელულოზის ეთერები ფართოდ გამოიყენება სამშენებლო მასალების ინდუსტრიაში მათი სუსპენზიის სტაბილურობისა და წყლის შეკავების ეფექტის გამო.
ეთერიფიკაციის პროცესში შერჩეული სხვადასხვა ეთერიფიკაციის აგენტების მიხედვით, ცელულოზის ეთერული პროდუქტები მოიცავს მეთილცელულოზას, ჰიდროქსიეთილცელულოზას, ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზას, ციანოეთილცელულოზას, კარბოქსიმეთილცელულოზას, ეთილის ცელულოზას, ბენზილცელულოზას, კარბოქსიმეთილჰიდროქსიეთილცელულოზას, ჰიდროქსიპროპილმეთილცელულოზას, ბენზილციანოეთილცელულოზას და ფენილცელულოზას.

ნაღმტყორცნებში გამოყენებული ცელულოზის ეთერები, როგორც წესი, მოიცავს მეთილცელულოზის ეთერს (MC), ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზას (HPMC), ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერს (HEMC) და ჰიდროქსიეთილცელულოზის ეთერს (HEMC). მათ შორის ყველაზე ფართოდ გამოიყენება HPMC და HEMC.

2.2 ცელულოზის ეთერის ქიმიური თვისებები
ცელულოზის თითოეულ ეთერს აქვს ცელულოზა-ანჰიდროგლუკოზის ძირითადი სტრუქტურა. ცელულოზის ეთერის წარმოების პროცესში, ცელულოზის ბოჭკო ჯერ თბება ტუტე ხსნარში და შემდეგ მუშავდება ეთერიფიკატორით. ბოჭკოვანი რეაქციის პროდუქტი იწმინდება და იფქვა გარკვეული სისქის მქონე ერთგვაროვანი ფხვნილის წარმოსაქმნელად.

MC-ის წარმოებაში, ეთერიფიკაციის აგენტად გამოიყენება მხოლოდ მეთილქლორიდი; მეთილქლორიდის გარდა, HPMC-ის წარმოებაში ჰიდროქსიპროპილ ჩამნაცვლებლების მისაღებად ასევე გამოიყენება პროპილენოქსიდი. სხვადასხვა ცელულოზის ეთერებს აქვთ მეთილ- და ჰიდროქსიპროპილ ჩანაცვლების განსხვავებული სიჩქარე, რაც გავლენას ახდენს ცელულოზის ეთერის ხსნარის ორგანულ თავსებადობასა და თერმულ გელის ტემპერატურაზე.

2.3 ცელულოზის ეთერის გახსნის მახასიათებლები

ცელულოზის ეთერის გახსნის მახასიათებლები დიდ გავლენას ახდენს ცემენტის ნაღმტყორცნის დამუშავებადობაზე. ცელულოზის ეთერის გამოყენება შესაძლებელია ცემენტის ნაღმტყორცნის შეკრულობისა და წყლის შეკავების გასაუმჯობესებლად, მაგრამ ეს დამოკიდებულია ცელულოზის ეთერის წყალში სრულად და სრულად გახსნაზე. ცელულოზის ეთერის გახსნაზე მოქმედი ძირითადი ფაქტორებია გახსნის დრო, მორევის სიჩქარე და ფხვნილის სიწვრე.

2.4 ჩაძირვის როლი ცემენტის ნაღმტყორცნებში

ცემენტის სუსპენზიის მნიშვნელოვანი დანამატის სახით, Destroy-ს აქვს შემდეგი ეფექტი.
(1) ნაღმტყორცნის დამუშავებადობის გაუმჯობესება და ნაღმტყორცნის სიბლანტის გაზრდა.
ალის ჭავლის ჩართვა ხელს უშლის ნაღმტყორცნის გამოყოფას და ქმნის ერთგვაროვან და ერთგვაროვან პლასტმასის კორპუსს. მაგალითად, თხელფენოვანი ნაღმტყორცნებისა და თაბაშირის დასამზადებლად მოსახერხებელია ჯიხურები, რომლებიც შეიცავს HEMC-ს, HPMC-ს და ა.შ., ძვრის სიჩქარე, ტემპერატურა, ჩამონგრევის კონცენტრაცია და გახსნილი მარილის კონცენტრაცია.
(2) მას აქვს ჰაერის შეწოვის ეფექტი.
მინარევების გამო, ნაწილაკებში ჯგუფების შეყვანა ამცირებს ნაწილაკების ზედაპირულ ენერგიას და პროცესში ადვილია სტაბილური, ერთგვაროვანი და წვრილი ნაწილაკების შეყვანა ნაღმტყორცნში, რომელიც შერეულია მოსარევ ზედაპირთან. „ბურთის ეფექტურობა“ აუმჯობესებს ნაღმტყორცნის კონსტრუქციულ მახასიათებლებს, ამცირებს ნაღმტყორცნის ტენიანობას და ამცირებს ნაღმტყორცნის თბოგამტარობას. ტესტებმა აჩვენა, რომ როდესაც HEMC-ისა და HPMC-ის შერევის რაოდენობა 0.5%-ია, ნაღმტყორცნის აირის შემცველობა ყველაზე დიდია, დაახლოებით 55%; როდესაც შერევის რაოდენობა 0.5%-ზე მეტია, ნაღმტყორცნის შემცველობა თანდათან ვითარდება აირის შემცველობის ტენდენციად რაოდენობის ზრდასთან ერთად.
(3) უცვლელად დატოვეთ.

ცვილს შეუძლია გახსნას, შეზეთოს და შეურიოს ნაღმტყორცნს, ასევე ხელი შეუწყოს ნაღმტყორცნისა და თაბაშირის ფხვნილის თხელი ფენის გასწორებას. მას წინასწარი დასველება არ სჭირდება. მშენებლობის შემდეგ, ცემენტურ მასალას ასევე შეუძლია ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში უწყვეტი დატენიანება სანაპირო ზოლის გასწვრივ, რათა გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნსა და სუბსტრატს შორის ადჰეზია.

ცელულოზის ეთერის მოდიფიკაციის ეფექტები ახალ ცემენტზე დამზადებულ მასალებზე ძირითადად მოიცავს გასქელებას, წყლის შეკავებას, ჰაერის შეკავებას და შეფერხებას. ცემენტზე დამზადებულ მასალებში ცელულოზის ეთერების ფართოდ გამოყენებასთან ერთად, ცელულოზის ეთერებსა და ცემენტის ნალექს შორის ურთიერთქმედება თანდათან კვლევის ცენტრად იქცევა.