레디믹스 모르타르에서 셀룰로스 에테르의 역할

레디믹스 모르타르에 셀룰로스 에테르를 첨가하는 양은 매우 적지만, 습식 모르타르의 성능을 크게 향상시킬 수 있으며, 모르타르의 시공 성능에 영향을 미치는 주요 첨가제입니다. 다양한 종류, 점도, 입자 크기, 점도, 그리고 첨가량을 고려하여 셀룰로스 에테르를 적절히 선택하면 건조 분말 모르타르의 성능 향상에 긍정적인 영향을 미칠 것입니다. 현재 많은 석조 및 미장 모르타르는 보수성이 낮아 몇 분 동안 방치하면 물 슬러리가 분리되는 문제가 있습니다.

수분 유지는 메틸의 중요한 성능입니다.셀룰로스 에테르, 그리고 이는 많은 국내 건식 모르타르 제조업체, 특히 고온의 남부 지역 제조업체들이 주목하는 성능이기도 합니다. 건식 모르타르의 보수 효과에 영향을 미치는 요인으로는 MC 첨가량, MC 점도, 입자의 미세도, 그리고 사용 환경의 온도 등이 있습니다.

셀룰로오스 에테르는 천연 셀룰로오스를 화학적 변형을 통해 만든 합성 고분자입니다. 셀룰로오스 에테르는 천연 셀룰로오스의 유도체입니다. 셀룰로오스 에테르의 생산 과정은 합성 고분자와 다릅니다. 셀룰로오스 에테르의 가장 기본적인 물질은 천연 고분자 화합물인 셀룰로오스입니다. 천연 셀룰로오스 구조의 특수성으로 인해 셀룰로오스 자체는 에테르화제와 반응할 수 없습니다. 그러나 팽윤제를 처리하면 분자 사슬과 사슬 사이의 강력한 수소 결합이 파괴되고, 히드록시기가 활성적으로 방출되어 반응성 알칼리 셀룰로오스가 됩니다. 셀룰로오스 에테르를 얻습니다.

셀룰로스 에테르의 특성은 치환기의 종류, 수, 분포에 따라 달라집니다. 셀룰로스 에테르의 분류는 치환기의 종류, 에테르화도, 용해도 및 관련 응용 특성에 따라 달라집니다. 분자 사슬의 치환기 종류에 따라 모노에테르와 혼합 에테르로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 MC는 모노에테르이고, HPMC는 혼합 에테르입니다. 메틸셀룰로스 에테르(MC)는 천연 셀룰로스의 포도당 단위에 있는 히드록실기가 메톡시기로 치환된 제품입니다. 단위의 히드록실기 일부는 메톡시기로, 나머지는 히드록시프로필기로 치환된 제품입니다. 에틸메틸셀룰로스 에테르(HEMC)는 시중에서 널리 사용되고 판매되는 주요 제품입니다.

용해도 측면에서 이온성과 비이온성으로 나눌 수 있습니다. 수용성 비이온성 셀룰로스 에테르는 주로 알킬 에테르와 히드록시알킬 에테르 두 계열로 구성됩니다. 이온성 CMC는 주로 합성 세제, 섬유 인쇄 및 염색, 식품 및 석유 탐사에 사용됩니다. 비이온성 MC, HPMC, HEMC 등은 건축 자재, 라텍스 코팅, 의약품, 생활화학제품 등에 주로 사용됩니다. 증점제, 보수제, 안정제, 분산제 및 필름 형성제로 사용됩니다.

셀룰로오스 에테르의 보수성: 건축 자재, 특히 건조 분말 모르타르 생산에서 셀룰로오스 에테르는 대체할 수 없는 역할을 하며, 특히 특수 모르타르(개질 모르타르) 생산에서 필수적이고 중요한 구성 요소입니다. 모르타르에서 수용성 셀룰로오스 에테르의 중요한 역할은 주로 세 가지 측면이 있습니다. 하나는 우수한 보수성, 다른 하나는 모르타르의 일관성 및 틱소트로피에 대한 영향, 세 번째는 시멘트와의 상호 작용입니다. 셀룰로오스 에테르의 보수 효과는 기층의 수분 흡수, 모르타르의 구성, 모르타르 층의 두께, 모르타르의 물 수요 및 응결 재료의 응결 시간에 따라 달라집니다. 셀룰로오스 에테르 자체의 보수성은 셀룰로오스 에테르 자체의 용해도 및 탈수에서 비롯됩니다. 우리 모두 알고 있듯이 셀룰로스 분자 사슬은 수화성이 높은 OH기를 많이 포함하고 있지만, 셀룰로스 구조가 높은 결정성을 가지고 있기 때문에 물에 녹지 않습니다. 히드록시기의 수화 능력만으로는 분자 간의 강한 수소 결합과 반데르발스 힘을 감당하기에 충분하지 않습니다. 따라서 팽윤만 할 뿐 물에 녹지 않습니다. 분자 사슬에 치환기가 도입되면 치환기가 수소 사슬을 파괴할 뿐만 아니라, 인접한 사슬 사이에 치환기가 끼어 사슬 간 수소 결합도 파괴됩니다. 치환기가 클수록 분자 간 거리가 멀어집니다. 수소 결합 파괴 효과가 클수록 셀룰로스 격자가 팽창하고 용액이 유입된 후 셀룰로스 에테르는 수용성이 되어 고점도 용액을 형성합니다. 온도가 상승하면 중합체의 수화가 약해지고 사슬 사이의 물이 빠져나갑니다. 탈수 효과가 충분하면 분자들이 응집되기 시작하여 3차원 네트워크 구조의 젤을 형성하고 접혀집니다.

모르타르의 보수성에 영향을 미치는 요인으로는 셀룰로오스 에테르의 점도, 첨가량, 입자의 미세함, 사용 온도 등이 있습니다.

셀룰로스 에테르의 점도가 높을수록 보수 성능이 우수합니다. 점도는 셀룰로스 에테르 성능의 중요한 지표입니다. 현재 여러 셀룰로스 에테르 제조업체는 셀룰로스 에테르의 점도를 측정하기 위해 다양한 방법과 장비를 사용하고 있습니다. 주요 측정 방법으로는 Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde, Brookfield 등이 있습니다. 동일한 제품이라도 측정 방법에 따라 측정된 점도 결과는 매우 다르며, 심지어 두 배 차이가 나는 경우도 있습니다. 따라서 점도를 비교할 때는 온도, 로터 등을 포함한 동일한 시험 방법을 사용하여야 합니다.

일반적으로 점도가 높을수록 보수 효과가 더 좋습니다. 그러나 MC의 점도가 높고 분자량이 클수록 용해도가 감소하여 모르타르의 강도와 시공 성능에 부정적인 영향을 미칩니다. 점도가 높을수록 모르타르의 증점 효과가 더 뚜렷하지만 정비례하지는 않습니다. 점도가 높을수록 습윤 모르타르의 점성이 높아져 시공 중에 스크레이퍼에 달라붙고 기재에 대한 접착력이 강해집니다. 그러나 습윤 모르타르 자체의 구조적 강도를 높이는 데는 도움이 되지 않습니다. 시공 중에 처짐 방지 성능은 명확하지 않습니다. 반대로, 일부 중점도 및 저점도이지만 개질된 메틸 셀룰로스 에테르는 습윤 모르타르의 구조적 강도를 향상시키는 데 탁월한 성능을 보입니다.

모르타르에 셀룰로오스 에테르를 많이 첨가할수록 보수성능이 좋아지고, 점도가 높을수록 보수성능이 좋아진다.

입자 크기의 경우 입자가 미세할수록 보수성이 우수합니다. 셀룰로오스 에테르의 큰 입자가 물과 접촉하면 표면이 즉시 용해되어 겔을 형성하여 재료를 감싸 물 분자가 계속 침투하는 것을 방지합니다. 때로는 장기간 교반 후에도 균일하게 분산 및 용해되지 않아 흐린 응집 용액이나 응집을 형성합니다. 이는 셀룰로오스 에테르의 보수성에 큰 영향을 미치며 용해도는 셀룰로오스 에테르를 선택하는 요소 중 하나입니다. 미세도는 메틸 셀룰로오스 에테르의 중요한 성능 지표이기도 합니다. 건조 분말 모르타르에 사용되는 MC는 수분 함량이 낮은 분말이어야 하며 미세도는 입자 크기의 20%~60%가 63um 미만이어야 합니다. 미세도는 메틸 셀룰로오스 에테르의 용해도에 영향을 미칩니다. 조립 MC는 일반적으로 과립 형태이며 응집 없이 물에 쉽게 용해되지만 용해 속도가 매우 느리기 때문에 건조 분말 모르타르에 사용하기에 적합하지 않습니다. 건조분말 모르타르에서 MC는 골재, 미립 충전재, 시멘트와 같은 접합 재료 사이에 분산되며, 충분한 미세 분말만이 물과 혼합 시 메틸셀룰로오스 에테르의 응집을 방지할 수 있습니다. MC를 물과 함께 첨가하여 응집물을 용해시키면 분산 및 용해가 매우 어렵습니다. MC의 미세 분말도는 낭비적일 뿐만 아니라 모르타르의 국부 강도를 저하시킵니다. 이러한 건조분말 모르타르를 넓은 면적에 시공할 경우, 국부적인 건조분말 모르타르의 경화 속도가 현저히 감소하고, 경화 시간 차이로 인해 균열이 발생합니다. 기계식 분무 모르타르의 경우, 혼합 시간이 짧기 때문에 미세 분말도 더욱 중요합니다.

MC의 미립도는 보수력에 어느 정도 영향을 미칩니다. 일반적으로 점도는 같지만 미립도가 다른 메틸셀룰로오스 에테르의 경우, 동일한 첨가량에서 미립도가 높을수록 보수력이 더 좋습니다.

MC의 보수율은 사용 온도와도 관련이 있으며, 메틸셀룰로오스 에테르의 보수율은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 그러나 실제 재료 적용에서 건조 분말 모르타르는 여름철 햇볕 아래 외벽 퍼티 미장 작업과 같이 고온(40도 이상)의 고온 기질에 적용되는 경우가 많으며, 이는 시멘트의 양생과 건조 분말 모르타르의 경화를 촉진하는 경우가 많습니다. 보수율 감소는 작업성과 균열 저항성 모두에 영향을 미치는 것으로 명백하게 느껴지며, 이러한 조건에서 온도 요인의 영향을 줄이는 것이 특히 중요합니다. 메틸하이드록시에틸셀룰로오스 에테르 첨가제는 현재 기술 개발의 최전선에 있는 것으로 여겨지지만, 온도에 대한 의존성은 여전히 ​​건조 분말 모르타르의 성능을 약화시킬 것입니다. 메틸하이드록시에틸셀룰로오스의 양을 증가시키더라도(여름용) 작업성과 균열 저항성은 여전히 ​​사용 요구를 충족시키지 못합니다. MC에 에테르화도를 높이는 등 특수 처리를 하면, 고온에서도 보수효과를 유지할 수 있어, 혹독한 조건에서도 더 나은 성능을 제공할 수 있습니다.

셀룰로스 에테르의 증점 및 틱소트로피(thixotropy)는 셀룰로스 에테르의 두 번째 기능인 증점에 따라 달라집니다. 증점 효과는 셀룰로스 에테르의 중합도, 용액 농도, 전단 속도, 온도 및 기타 조건에 따라 달라집니다. 용액의 겔화 특성은 알킬 셀룰로스 및 그 변성 유도체에 고유합니다. 겔화 특성은 치환도, 용액 농도 및 첨가제와 관련이 있습니다. 히드록시알킬 변성 유도체의 경우, 겔 특성은 히드록시알킬의 변성도와도 관련이 있습니다. 저점도 MC 및 HPMC의 경우 10%~15% 용액을 제조할 수 있으며, 중점도 MC 및 HPMC는 5%~10% 용액을 제조할 수 있고, 고점도 MC 및HPMC2%-3% 용액만 제조할 수 있으며, 일반적으로 셀룰로스 에테르의 점도 분류도 1%-2% 용액으로 분류됩니다. 고분자량 셀룰로스 에테르는 증점 효율이 높습니다. 동일한 농도의 용액에서 분자량이 다른 중합체는 점도가 다릅니다. 높은 점도. 목표 점도는 저분자량 셀룰로스 에테르를 다량 첨가해야만 달성할 수 있습니다. 점도는 전단 속도에 대한 의존성이 거의 없으며, 고점도는 목표 점도에 도달하고 필요한 첨가량은 적으며 점도는 증점 효율에 따라 달라집니다. 따라서 특정 농도를 달성하려면 특정 양의 셀룰로스 에테르(용액 농도)와 용액 점도를 보장해야 합니다. 용액의 겔 온도도 용액 농도가 증가함에 따라 선형적으로 감소하고 특정 농도에 도달한 후 실온에서 겔화됩니다. HPMC의 겔화 농도는 실온에서 비교적 높습니다.

입자 크기를 선택하고 다양한 개질도를 가진 셀룰로스 에테르를 선택하여 일관성을 조절할 수도 있습니다. 소위 개질은 MC의 골격 구조에 히드록시알킬기를 일정 정도 치환하는 것입니다. 두 치환기의 상대적인 치환값, 즉 우리가 흔히 말하는 메톡시 및 히드록시알킬기의 DS 및 ms 상대적인 치환값을 변경함으로써 가능합니다. 두 치환기의 상대적인 치환값을 변경함으로써 셀룰로스 에테르의 다양한 성능 요건을 충족할 수 있습니다.

농도와 개질의 관계: 셀룰로오스 에테르를 첨가하면 모르타르의 물소모량에 영향을 미치며, 물과 시멘트의 물-결합제 비율을 변경하면 증점 효과가 있으며, 첨가량이 높을수록 물소모량이 커집니다.

분말 건축자재에 사용되는 셀룰로오스 에테르는 찬물에 빠르게 용해되어야 하며, 시스템에 적합한 점도를 제공해야 합니다. 특정 전단 속도를 가해도 여전히 응집성 및 콜로이드성 블록이 형성되어 품질이 좋지 않거나 불량한 제품이 됩니다.

시멘트 페이스트의 점도와 셀룰로스 에테르의 투입량 사이에는 양호한 선형 관계가 있습니다. 셀룰로스 에테르는 모르타르의 점도를 크게 증가시킬 수 있습니다. 투입량이 많을수록 효과는 더욱 뚜렷해집니다. 고점도 셀룰로스 에테르 수용액은 높은 요변성을 갖는데, 이는 셀룰로스 에테르의 주요 특성이기도 합니다. MC 중합체 수용액은 일반적으로 겔 온도 이하에서는 의가소성 및 비-요변성 유동성을 갖지만, 낮은 전단 속도에서는 뉴턴 유동 특성을 나타냅니다. 의가소성은 치환기의 종류 및 치환도에 관계없이 셀룰로스 에테르의 분자량 또는 농도에 따라 증가합니다. 따라서 MC, HPMC, HEMC 등 동일한 점도 등급의 셀룰로스 에테르는 농도와 온도가 일정하게 유지되는 한 항상 동일한 유변학적 특성을 나타냅니다. 온도가 상승하면 구조적 겔이 형성되고 높은 요변성 유동이 발생합니다. 고농도 및 저점도 셀룰로스 에테르는 겔 온도 이하에서도 요변성을 나타냅니다. 이러한 특성은 건축 모르타르 시공 시 평탄화 및 처짐 조절에 매우 유용합니다. 셀룰로스 에테르의 점도가 높을수록 보수성이 우수하지만, 점도가 높을수록 셀룰로스 에테르의 상대 분자량이 증가하고 용해도가 감소하여 모르타르 농도 및 시공 성능에 부정적인 영향을 미친다는 점을 설명해야 합니다. 점도가 높을수록 모르타르의 증점 효과가 더 뚜렷해지지만, 완전히 비례하는 것은 아닙니다. 일부 중점도 및 저점도에서는 변성 셀룰로스 에테르가 습윤 모르타르의 구조적 강도 향상에 더 우수한 성능을 보입니다. 점도가 증가함에 따라 셀룰로스 에테르의 보수성이 향상됩니다.

셀룰로스 에테르의 수화 지연: 셀룰로스 에테르의 세 번째 기능은 시멘트의 수화 과정을 지연시키는 것입니다. 셀룰로스 에테르는 모르타르에 다양한 유익한 특성을 부여하고, 시멘트의 초기 수화열을 감소시키며, 수화 동적 과정을 지연시킵니다. 이는 한랭 지역에서 모르타르를 사용하기에 적합하지 않습니다. 이러한 수화 지연 효과는 셀룰로스 에테르 분자가 CSH 및 Ca(OH)2와 같은 수화 생성물에 흡착되기 때문에 발생합니다. 셀룰로스 에테르는 기공 용액의 점도 증가로 인해 용액 내 이온 이동성을 감소시켜 수화 과정을 지연시킵니다. 미네랄 겔 재료 내 셀룰로스 에테르의 농도가 높을수록 수화 지연 효과가 더욱 두드러집니다. 셀룰로스 에테르는 시멘트 모르타르 시스템의 응결뿐만 아니라 경화 과정도 지연시킵니다. 셀룰로스 에테르의 수화 지연 효과는 미네랄 겔 시스템 내 농도뿐만 아니라 화학 구조에도 영향을 받습니다. HEMC의 메틸화 정도가 높을수록 셀룰로스 에테르의 지연 효과가 더 좋습니다. 친수성 치환 대 수분 증가 치환의 비율이 높을수록 지연 효과가 더 강합니다. 그러나 셀룰로스 에테르의 점도는 시멘트 수화 반응 속도에 거의 영향을 미치지 않습니다.

셀룰로스 에테르 함량이 증가함에 따라 모르타르의 응결 시간이 크게 증가합니다. 모르타르의 초기 응결 시간과 셀룰로스 에테르 함량 사이에는 양호한 비선형 상관관계가 있으며, 최종 응결 시간과 셀룰로스 에테르 함량 사이에는 양호한 선형 상관관계가 있습니다. 셀룰로스 에테르의 양을 조절하여 모르타르의 작업 시간을 제어할 수 있습니다.

요약하자면, 레디믹스 모르타르에서는셀룰로스 에테르셀룰로스 에테르는 보수력, 증점력, 시멘트 수화력 지연 및 시공 성능 향상에 중요한 역할을 합니다. 우수한 보수력은 시멘트 수화를 더욱 완벽하게 하고, 습윤 모르타르의 습윤 점도를 개선하며, 모르타르의 접착력을 높이고, 시공 시간을 조절하는 데 도움이 됩니다. 기계식 분무 모르타르에 셀룰로스 에테르를 첨가하면 모르타르의 분무 또는 펌핑 성능과 구조적 강도를 향상시킬 수 있습니다. 따라서 셀룰로스 에테르는 레디믹스 모르타르의 중요한 첨가제로 널리 사용되고 있습니다.