In mortario praeparato, quantitas addita aetheris cellulosici valde parva est, sed efficaciam mortarii humidi significanter augere potest, et additivum principale est quod efficaciam constructionis mortarii afficit. Rationabilis selectio aetherum cellulosicorum diversarum varietatum, diversarum viscositatum, diversarum magnitudinum particularum, diversorum graduum viscositatis et quantitatum additarum positivum impulsum habebit in melioratione efficaciae mortarii pulveris sicci. Hodie, multa mortaria lapidum et tectorii malam habent actionem retinendi aquae, et mixtura aquae post pauca minuta quiescendi separabitur. Retentio aquae est magni momenti aetheris methylcellulosici, et etiam est actio cui multi fabri domestici mortarii sicci, praesertim ii in regionibus meridianis cum temperaturis altis, attendunt. Factores qui effectum retentionis aquae mortarii sicci mixtionis afficiunt includunt quantitatem MC additam, viscositatem MC, subtilitatem particularum et temperaturam ambitus usus.
1. Conceptus
Aether cellulosicus est polymerum syntheticum ex cellulosa naturali per modificationem chemicam factum. Aether cellulosicus est derivatum cellulosae naturalis. Productio aetheris cellulosici differt a polymeris syntheticis. Materia eius fundamentalissima est cellulosa, compositum polymericum naturale. Propter peculiaritatem structurae cellulosae naturalis, ipsa cellulosa nullam facultatem habet cum agentibus aetherificationis reagendi. Attamen, post tractationem agentis inflammatoris, vincula hydrogenii fortia inter catenas moleculares et catenas destruuntur, et liberatio activa gregis hydroxylici fit cellulosa alcalina reactiva. Accipe aetherem cellulosicum.
Proprietates aetherum cellulosarum pendent ex genere, numero et distributione substituentium. Classificatio aetherum cellulosarum etiam fundatur in genere substituentium, gradu aetherificationis, solubilitate et proprietatibus applicationis conexis. Secundum genus substituentium in catena moleculari, dividi potest in monoetherem et aetherem mixtum. MC quem plerumque utimur est monoether, et HPMC est aether mixtus. Methylcellulosae aether MC est productum postquam grex hydroxylus in unitate glucosi cellulosae naturalis methoxy substituitur. Est productum obtinetur substituendo partem gregis hydroxylus in unitate grege methoxy et alteram partem grege hydroxypropyl. Formula structuralis est [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hydroxyethyl methylcellulosae aether HEMC, hae sunt varietates principales late in foro adhibitae et venditae.
Quod ad solubilitatem attinet, in ionicas et non-ionicas dividi potest. Aetheres cellulosae non-ionicae, quae in aqua solubiles sunt, ex duabus seriebus praecipue constant, nempe alkyl aetherum et hydroxyalkyl aetherum. CMC ionica imprimis in detergentibus syntheticis, impressione et tinctura textillium, ciborum et exploratione olei adhibetur. MC non-ionica, HPMC, HEMC, et cetera, imprimis in materiis aedificatoriis, tunicis latex, medicinis, chemicis quotidianis, et cetera, adhibentur. Ut spissator, agens aquae retinens, stabilisator, dispergens, et agens pelliculae formans adhibentur.
Secundo, retentio aquae aetheris cellulosae
Retentio aquae aetheris cellulosici: In productione materiarum aedificatoriarum, praesertim mortarii pulveris sicci, aether cellulosicus munus insubstituibile agit, praesertim in productione mortarii specialis (mortarii modificati), est pars necessaria et magni momenti.
Munus magnum aetheris cellulosici aquasolubilis in mortario praecipue tribus aspectibus constat: uno est optima facultas aquae retinendae, altero est influxus in crassitudinem et thixotropiam mortarii, tertio vero est interactio cum cemento. Effectus aquae retentionis aetheris cellulosici pendet ab absorptione aquae strati basalis, compositione mortarii, crassitudine strati mortarii, necessitate aquae mortarii, et tempore solidificationis materiae solidificandae. Ipsa aquae retentio aetheris cellulosici ex solubilitate et dehydratione ipsius aetheris cellulosici oritur. Ut omnes scimus, quamquam catena molecularis cellulosica magnum numerum gregum OH valde hydratabilium continet, non est solubilis in aqua, quia structura cellulosica altum gradum crystallinitatis habet.
Hydratio solius gregum hydroxylorum non sufficit ad valida vincula hydrogenii et vires van der Waals inter moleculas tegenda. Ergo, tantum tumescit, sed in aqua non dissolvitur. Cum substituens in catenam molecularem introducitur, non solum substituens catenam hydrogenii destruit, sed etiam vinculum hydrogenii inter catenas destruitur propter cuneum substituentis inter catenas adiacentes. Quo maior substituens, eo maior distantia inter moleculas. Quo maior distantia. Quo maior effectus destruendi vincula hydrogenii, aether cellulosae fit solubilis in aqua postquam reticulum cellulosae expandit et solutio intrat, solutionem altae viscositatis formans. Cum temperatura crescit, hydratio polymeri debilitatur, et aqua inter catenas expellitur. Cum effectus dehydrationis sufficiens est, moleculae aggregari incipiunt, structuram reticulatam tridimensionalem gelatinosam formantes et complicantur.
Factores qui retentionem aquae in mortario afficiunt includunt viscositatem aetheris cellulosae, quantitatem additam, subtilitatem particularum et temperaturam usus:
Quo maior viscositas aetheris cellulosici, eo melior aquae retentionis efficacitas. Viscositas est parametrus magni momenti effectus aetheris metallici (MC). Hodie, diversi fabri MC varias methodos et instrumenta ad viscositatem MC metiendam utuntur. Methodi principales sunt Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde et Brookfield. Pro eodem producto, eventus viscositatis per varias methodos mensurati valde differunt, et nonnullae etiam duplicatas differentias habent. Ergo, cum viscositas comparatur, inter easdem methodos probationis, inter quas temperatura, rotor, etc., peragenda est.
Generaliter loquendo, quo maior viscositas, eo melior effectus retentionis aquae. Attamen, quo maior viscositas et quo maius pondus moleculare MC, correspondens solubilitatis eius diminutio negative vim in firmitatem et actionem constructionis mortarii habebit. Quo maior viscositas, eo manifestior effectus crassitudinis in mortarium apparet, sed non directe proportionalis. Quo maior viscositas, eo viscosius mortarium humidum erit, id est, in constructione, manifestatur ut adhaesio ad radulum et alta adhaesio ad substratum. Sed non utile est augere firmitatem structuralem ipsius mortarii humidi. In constructione, effectus anti-sag non est manifestus. Contra, quidam aetheres methylcellulosici mediae et humilis viscositatis sed modificati excellentem actionem habent in meliorando firmitate structurali mortarii humidi.
Quo maior copia aetheris cellulosi mortario addita est, eo melior aquae retentio, et quo maior viscositas, eo melior aquae retentio.
De magnitudine particularum, quo subtilior particula, eo melior aquae retentio. Postquam maiores particulae aetheris cellulosici aquam tangunt, superficies statim dissolvitur et gel formatur ad materiam involvendam, ne moleculae aquae pergant infiltrari. Interdum, etiam post diuturnam agitationem, uniformiter dispergi et dissolvi non potest, ita ut solutio flocculenta turbida vel agglomeratio fiat. Hoc magnopere aquae retentionem aetheris cellulosici afficit, et solubilitas unus ex factoribus est ad aetherem cellulosicum eligendum.
Subtilitas etiam est index effectuum aetheris methylcellulosae magni momenti. MC ad mortariam pulveris siccae adhibitum requiritur ut pulveris sit, cum parva aquae copia, et subtilitas etiam requirit ut 20%~60% magnitudinis particularum minus quam 63µm sit. Subtilitas solubilitatem aetheris methylcellulosae afficit. MC crassa plerumque granulosa est, et facile in aqua dissolvitur sine agglomeratione, sed celeritas dissolutionis est tarda, itaque non apta est ad usum in mortaria pulveris siccae. In mortaria pulveris siccae, MC inter materias cementantes, ut aggregata, implementum subtile et cementum, dispergitur, et solum pulvis satis subtilis agglomerationem aetheris methylcellulosae vitare potest cum miscetur cum aqua. Cum MC additur cum aqua ad agglomerata dissolvenda, difficillimum est dispergere et dissolvere.
Crassa subtilitas MC non solum est superflua, sed etiam firmitatem localem mortarii minuit. Cum talis mortarius pulveris sicci in area magna adhibetur, celeritas curationis mortarii pulveris sicci localis significanter minuetur, et fissurae apparebunt propter tempora curationis diversa. Pro mortario asperso cum constructione mechanica, subtilitatis requisitum maius est propter tempus mixtionis brevius.
Subtilitas MC etiam certum momentum in eius aquae retentione habet. Generaliter loquendo, pro aethere methylcellulosae eadem viscositate sed diversa subtilitate, sub eadem quantitate addita, quo subtilior eo melior effectus aquae retentionis.
Aquae retentio in MC etiam cum temperatura adhibita coniungitur, et aquae retentio in aetheribus methylcellulosicis cum incremento temperaturae decrescit. Attamen, in veris applicationibus materiarum, mortarium pulveratum siccum saepe ad substrata calida sub temperaturis altis (supra 40 gradus) in multis condicionibus applicatur, ut puta cum gypso parietum exteriorum sub sole aestate, quod saepe curationem cementi et duritiam mortarii pulverati sicci accelerat. Declinatio rationis retentionis aquae ad manifestam sensationem ducit, tum operabilitatem tum resistentiam fissurarum affici, et praecipue necessarium est influxum factorum temperaturae sub hac condicione reducere.
Quamquam additiva methylhydroxyethylcellulosae aetheris nunc in prima acie progressionis technologicae habentur, tamen dependentia earum a temperatura adhuc ad debilitationem efficaciae mortarii pulveris sicci ducet. Etsi quantitas methylhydroxyethylcellulosae augetur (formula aestiva), operabilitas et resistentia fracturarum adhuc necessitatibus usus satisfacere non possunt. Per curationem specialem in methylhydroxyethylcellulosa, ut auctum gradum aetherificationis, etc., effectus retentionis aquae ad temperaturam altiorem conservari potest, ut meliorem efficaciam sub condicionibus asperis praebere possit.
3. Incrassatio et Thixotropia Aetheris Cellulosici
Incrassatio et thixotropia aetheris cellulosi: Altera functio aetheris cellulosi — effectus incrassationis — dependet a: gradu polymerizationis aetheris cellulosi, concentratione solutionis, celeritate scindendi, temperatura et aliis condicionibus. Proprietas gelificans solutionis propria est alkylcellulosae eiusque derivatis modificatis. Proprietates gelationis ad gradum substitutionis, concentrationem solutionis et additivos pertinent. Pro derivatis hydroxyalkyl modificatis, proprietates gel etiam ad gradum modificationis hydroxyalkyl pertinent. Pro MC et HPMC viscositatis humilis, solutio 10%-15% praeparari potest, MC et HPMC viscositatis mediae solutio 5%-10% praeparari potest, dum MC et HPMC viscositatis altae solutionem 2%-3% praeparare possunt, et plerumque classificatio viscositatis aetheris cellulosi etiam secundum solutionem 1%-2% dividitur.
Aether cellulosicus magni ponderis molecularis magnam efficaciam spissandi habet. In eadem solutione concentrationis, polymeri cum diversis ponderibus molecularibus diversas viscositates habent. Gradus altus. Viscositas desiderata solum per additionem magnae quantitatis aetheris cellulosici ponderis molecularis humilis obtineri potest. Viscositas eius parum a celeritate scindendi pendet, et alta viscositas viscositatem desideratam attingit, et quantitas addita requisita parva est, et viscositas ab efficacia spissandi pendet. Ergo, ad certam constantiam obtinendam, certa quantitas aetheris cellulosici (concentratio solutionis) et viscositas solutionis praestandae sunt. Temperatura gelificationis solutionis etiam lineariter cum incremento concentrationis solutionis decrescit, et gelat ad temperaturam ambientem postquam certam concentrationem attingit. Concentratio gelificationis HPMC relative alta est ad temperaturam ambientem.
Constantia etiam aptari potest per electionem magnitudinis particularum et selectionem aetherum cellulosi cum variis gradibus modificationis. Haec modificatio appellata est introducere certum gradum substitutionis gregum hydroxyalkylicorum in structura sceletali MC. Mutando valores substitutionis relativos duorum substituentium, id est, valores substitutionis relativos DS et ms gregum methoxy et hydroxyalkylicorum, quos saepe dicimus... Varia requisita functionis aetheris cellulosi obtineri possunt per mutationem valorum substitutionis relativorum duorum substituentium.
Relatio inter constantiam et modificationem: additio aetheris cellulosae consumptionem aquae mortarii afficit, mutatio proportionis aquae ad glutinans aquae et cementi effectum spissationis habet, quo maior dosis, eo maior consumptio aquae.
Aethera cellulosa in pulveribus materiis aedificatoriis adhibita celeriter in aqua frigida dissolvi debent et crassitudinem idoneam systemati praebere. Si certa celeritas scindendi adhibeatur, adhuc flocculenta et colloidali materia fit, quod est productum inferiorem vel malae qualitatis.
Bona quoque necessitudo linearis inter crassitudinem pastae cementi et dosim aetheris cellulosici exstat. Aether cellulosicus viscositatem mortarii magnopere augere potest. Quo maior dosis, eo clarior effectus. Solutio aquosa aetheris cellulosici altae viscositatis thixotropiam magnam habet, quae etiam nota principalis aetheris cellulosici est. Solutiones aquosae polymerorum MC plerumque fluiditatem pseudoplasticam et non-thixotropicam infra temperaturam gel habent, sed proprietates fluxus Newtonianas ad rates scissionis humiles habent. Pseudoplasticitas cum pondere moleculari vel concentratione aetheris cellulosici crescit, cuiuscumque generis substituentis et gradus substitutionis. Ergo, aetheres cellulosici eiusdem gradus viscositatis, sive MC, sive HPMC, sive HEMC sint, semper easdem proprietates rheologicas ostendent, dummodo concentratio et temperatura constantes maneant.
Gela structuralia formantur cum temperatura elevata est, et fluxus valde thixotropici fiunt. Aethera cellulosae altae concentrationis et humilis viscositatis thixotropiam etiam infra temperaturam geli ostendunt. Haec proprietas magno usui est ad aequationem et deflexionem in constructione mortarii aedificatorii adaptandam. Hic explicandum est quo maior viscositas aetheris cellulosae, eo meliorem retentionem aquae, sed quo maior viscositas, eo maior pondus moleculare relativum aetheris cellulosae, et correspondens decrementum in solubilitate eius, quod negative afficit concentrationem mortarii et efficaciam constructionis. Quo maior viscositas, eo manifestior effectus spissationis in mortarium, sed non omnino proportionalis est. Quaedam viscositas media et humilis, sed aether cellulosae modificatus meliorem efficaciam habet in meliorando robore structurali mortarii humidi. Cum crescente viscositate, retentio aquae aetheris cellulosae melioratur. 4. Retardatio aetheris cellulosae
Retardatio aetheris cellulosici: Tertia functio aetheris cellulosici est processum hydrationis cementi retardare. Aether cellulosicus mortarium variis proprietatibus utilibus praebet, et etiam calorem hydrationis praecocem cementi minuit et processum dynamicum hydrationis cementi retardat. Hoc usui mortarii in regionibus frigidis non favet. Hic effectus retardationis adsorptione molecularum aetheris cellulosici in productis hydrationis, ut CSH et ca(OH)2, causatur. Propter augmentum viscositatis solutionis pororum, aether cellulosicus mobilitatem ionum in solutione minuit, ita processum hydrationis retardans.
Tempus publicationis: IV Februarii, MMXXIII