Целулозните етери се вид на органски полимерни соединенија хемиски модифицирани од природна целулоза. Тие најчесто се користат во градежните материјали, особено во материјалите на база на цемент. Влијанието на целулозниот етер врз процесот на хидратација на цементот главно се одразува во следните аспекти: дисперзија на цементните честички, задржување на вода, ефект на згуснување и влијание врз морфологијата и развојот на цврстината на производите за хидратација на цементот.
1. Вовед во хидратацијата на цементот
Процесот на хидратација на цементот е серија сложени физички и хемиски реакции помеѓу цементот и водата. Овие реакции предизвикуваат цементната паста постепено да се стврднува за да формира цврста структура, на крајот произведувајќи производи за хидратација како што се калциум силикат хидрат (CSH) и калциум хидроксид (CH4). За време на овој процес, брзината на реакција на хидратација на цементот, флуидноста и задржувањето на водата во кашестата смеса и формирањето на производи за хидратација директно влијаат на цврстината и издржливоста на конечниот бетон.
2. Механизмот на дејство на целулозните етери
Целулозниот етер игра значајна физичка и хемиска регулаторна улога во процесот на хидратација на цементот. Целулозниот етер главно влијае на процесот на хидратација на цементот на два начина: едниот е преку влијание врз дистрибуцијата и испарувањето на водата во цементната кашеста маса; другиот е преку влијание врз дисперзијата и коагулацијата на цементните честички.
Контрола на влага и задржување на вода
Целулозните етери можат значително да го подобрат задржувањето на водата кај материјалите на база на цемент. Поради својата силна хидрофилност, целулозниот етер може да формира стабилен колоиден раствор во вода, кој може да апсорбира и задржи влага. Овој капацитет за задржување на вода е важен за намалување на пукнатините предизвикани од брзото губење на вода во бетонот за време на раната хидратација. Особено во суви средини или услови на градба со висока температура, целулозниот етер може ефикасно да спречи пребрзо испарување на водата и да обезбеди количината на вода во цементната кашеста маса да биде доволна за да ја поддржи нормалната реакција на хидратација.
Реологија и згуснување
Целулозните етери можат да ја подобрат и реологијата на цементните кашести смеси. По додавањето на целулозен етер, конзистенцијата на цементната кашеста смеса значително ќе се зголеми. Овој феномен главно се должи на долгата верижна структура формирана од молекулите на целулозен етер во водата. Оваа молекула со долга верижна молекула може да го ограничи движењето на цементните честички, со што се зголемува вискозноста и конзистенцијата на кашестата смеса. Ова својство е особено важно во апликации како што се малтерисување и лепила за плочки, бидејќи спречува пребрзо течење на цементниот малтер, а воедно обезбедува подобри градежни перформанси.
Одложете ја хидратацијата и прилагодете го времето на стврднување
Целулозниот етер може да ја одложи реакцијата на хидратација на цементот и да го зголеми почетното и конечното време на стврднување на цементната каша. Овој ефект се јавува затоа што молекулите на целулозниот етер се адсорбираат на површината на цементните честички, формирајќи бариера што спречува директен контакт помеѓу водата и цементните честички, со што се забавува реакцијата на хидратација. Со одложување на времето на стврднување, целулозните етери можат да ја подобрат оперативноста на градежните работи, давајќи им на градежните работници повеќе време да прават прилагодувања и корекции.
3. Влијание врз формата на производите за хидратација на цемент
Присуството на целулозни етери, исто така, влијае на микроструктурата на производите за хидратација на цемент. Студиите покажаа дека морфологијата на гелот од калциум силикат хидрат (CSH) ќе се промени по додавањето на целулозен етер. Молекулите на целулозниот етер можат да влијаат на кристалната структура на CSH, правејќи го полабав. Оваа лабава структура може да ја намали раната цврстина до одреден степен, но исто така помага да се подобри цврстината на материјалот.
Целулозните етери, исто така, можат да го намалат формирањето на етрингит за време на процесот на хидратација. Бидејќи целулозниот етер ја забавува брзината на реакцијата на хидратација, брзината на формирање на етрингит во цементот се намалува, со што се намалува внатрешниот стрес предизвикан од експанзија на волуменот за време на процесот на стврднување.
4. Влијание врз развојот на силата
Целулозните етери, исто така, имаат значително влијание врз развојот на цврстината на материјалите на база на цемент. Бидејќи целулозните етери ја забавуваат стапката на хидратација на цементот, раниот развој на цврстината на цементните пасти е обично побавен. Меѓутоа, како што продолжува реакцијата на хидратација, постепено може да се појави регулаторен ефект на задржување на водата од целулозниот етер и морфологијата на производот за хидратација, што ќе помогне да се подобри цврстината во подоцнежната фаза.
Треба да се напомене дека додадената количина и видот на целулозен етер имаат двојно влијание врз цврстината. Соодветна количина на целулозен етер може да ги подобри перформансите на конструкцијата и да ја зголеми подоцнежната цврстина, но прекумерната употреба може да доведе до намалување на раната цврстина на материјалите на база на цемент и да влијае на конечните механички својства. Затоа, во практичните апликации, видот и дозата на целулозен етер треба да се оптимизираат и дизајнираат според специфичните инженерски барања.
Целулозниот етер влијае на процесот на хидратација и на својствата на материјалот на цементот преку подобрување на задржувањето на водата кај материјалите на база на цемент, прилагодување на стапката на хидратација и влијание врз формата на производите за хидратација. Иако целулозните етери може да предизвикаат губење на раната цврстина, тие можат да ја подобрат издржливоста и цврстината на бетонот на долг рок. Додавањето на целулозен етер може значително да ги подобри перформансите на градежништвото, особено во сценарија на примена кои бараат долго време на работа и високи барања за задржување на вода. Има незаменливи предности. Во реалните инженерски апликации, разумниот избор на видот и дозата на целулозен етер може да ги балансира барањата за цврстина, перформанси на градежништвото и издржливост на материјалот.
Време на објавување: 27 септември 2024 година