1 Inleiding
China promoot al meer dan 20 jaar kant-en-klare mortel. Vooral de laatste jaren hechten relevante overheidsinstanties veel waarde aan de ontwikkeling van kant-en-klare mortel en hebben ze stimulerend beleid uitgevaardigd. Momenteel maken meer dan 10 provincies en gemeenten in het land gebruik van kant-en-klare mortel. Meer dan 60% van deze gemeenten, meer dan 800 bedrijven, produceert kant-en-klare mortel van grotere omvang dan de gemiddelde markt, met een jaarlijkse productiecapaciteit van 274 miljoen ton. In 2021 bedroeg de jaarlijkse productie van gewone kant-en-klare mortel 62,02 miljoen ton.
Tijdens het bouwproces verliest de mortel vaak te veel water en krijgt deze onvoldoende tijd en water om te hydrateren, wat resulteert in onvoldoende sterkte en scheurvorming van de cementpasta na uitharding. Cellulose-ether is een veelgebruikt polymeerhulpstof in drooggemengde mortel. Het heeft de functies van waterretentie, verdikking, vertraging en luchtinsluiting, en kan de prestaties van de mortel aanzienlijk verbeteren.
Om te zorgen dat de mortel voldoet aan de transporteisen en om problemen zoals scheurvorming en een lage hechtsterkte op te lossen, is het van groot belang om cellulose-ether aan de mortel toe te voegen. Dit artikel beschrijft kort de eigenschappen van cellulose-ether en de invloed ervan op de prestaties van cementgebonden materialen, in de hoop bij te dragen aan de oplossing van gerelateerde technische problemen met kant-en-klare mortel.
2 Inleiding tot cellulose-ether
Cellulose-ether wordt gemaakt van cellulose door middel van een veretheringsreactie met een of meer veretheringsmiddelen en droog malen.
2.1 Classificatie van cellulose-ethers
Op basis van de chemische structuur van de ethergroepen kunnen cellulose-ethers worden onderverdeeld in anionische, kationische en niet-ionische ethers. Ionische cellulose-ethers omvatten voornamelijk carboxymethylcellulose-ether (CMC); niet-ionische cellulose-ethers omvatten voornamelijk methylcellulose-ether (MC), hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC) en hydroxyethylcellulose-ether (HC), enzovoort. Niet-ionische ethers worden onderverdeeld in wateroplosbare en olieoplosbare ethers. Niet-ionische wateroplosbare ethers worden voornamelijk gebruikt in mortelproducten. In aanwezigheid van calciumionen zijn ionische cellulose-ethers onstabiel, waardoor ze zelden worden gebruikt in droge mortels met cement, gebluste kalk, enz. als bindmiddel. Niet-ionische wateroplosbare cellulose-ethers worden veel gebruikt in de bouwmaterialenindustrie vanwege hun suspensiestabiliteit en waterbindende werking.
Afhankelijk van de verschillende etherificatiemiddelen die in het etherificatieproces worden gebruikt, omvatten de cellulose-etherproducten methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, cyanoethylcellulose, carboxymethylcellulose, ethylcellulose, benzylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, benzylcyanoethylcellulose en fenylcellulose.
Cellulose-ethers die in mortel worden gebruikt, omvatten doorgaans methylcellulose-ether (MC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), hydroxyethylmethylcellulose-ether (HEMC) en hydroxyethylcellulose-ether (HEMC). HPMC en HEMC worden het meest gebruikt.
2.2 De chemische eigenschappen van cellulose-ether
Elke cellulose-ether heeft de basisstructuur van cellulose-anhydroglucose. Bij de productie van cellulose-ether wordt de cellulosevezel eerst verhit in een alkalische oplossing en vervolgens behandeld met een etherificatiemiddel. Het vezelachtige reactieproduct wordt gezuiverd en vermalen tot een uniform poeder met een bepaalde fijnheid.
Bij de productie van MC wordt uitsluitend methylchloride als veretheringsmiddel gebruikt; naast methylchloride wordt bij de productie van HPMC ook propyleenoxide gebruikt om hydroxypropylsubstituenten te verkrijgen. Verschillende cellulose-ethers hebben verschillende substitutieverhoudingen van methyl- en hydroxypropylgroepen, wat van invloed is op de organische compatibiliteit en de thermische geleertemperatuur van de cellulose-etheroplossing.
2.3 De oplossingseigenschappen van cellulose-ether
De oplosbaarheidseigenschappen van cellulose-ether hebben een grote invloed op de verwerkbaarheid van cementmortel. Cellulose-ether kan worden gebruikt om de cohesie en het waterbindend vermogen van cementmortel te verbeteren, maar dit is afhankelijk van de volledige oplosbaarheid van de cellulose-ether in water. De belangrijkste factoren die de oplosbaarheid van cellulose-ether beïnvloeden, zijn de oplostijd, de roersnelheid en de fijnheid van het poeder.
2.4 De rol van verzinking in cementmortel
Als belangrijk additief voor cementmortel heeft Destroy zijn effect op de volgende aspecten.
(1) Verbeter de verwerkbaarheid van de mortel en verhoog de viscositeit van de mortel.
Door een vlamstraal toe te voegen, kan worden voorkomen dat de mortel zich scheidt en kan een uniforme en gelijkmatige plastische structuur worden verkregen. Cabines die bijvoorbeeld HEMC, HPMC, enz. bevatten, zijn handig voor dunne mortellagen en pleisterwerk. Factoren zoals schuifsnelheid, temperatuur, instortingsconcentratie en concentratie van opgeloste zouten spelen hierbij een rol.
(2) Het heeft een luchtinsluitende werking.
Door de onzuiverheden die in de deeltjes worden geïntroduceerd, wordt de oppervlakte-energie van de deeltjes verlaagd. Hierdoor kunnen tijdens het mengproces met behulp van het roeroppervlak gemakkelijk stabiele, uniforme en fijne deeltjes in de mortel worden gebracht. Deze "balefficiëntie" verbetert de verwerkbaarheid van de mortel, vermindert het vochtgehalte en verlaagt de warmtegeleidingscoëfficiënt. Tests hebben aangetoond dat bij een mengverhouding van 0,5% HEMC en HPMC het gasgehalte van de mortel het hoogst is, ongeveer 55%. Bij een mengverhouding van meer dan 0,5% neemt het gasgehalte van de mortel geleidelijk toe.
(3) Laat het ongewijzigd.
De was kan de mortel oplossen, smeren en mengen, en het gladstrijken van de dunne laag mortel en pleisterpoeder vergemakkelijken. Vooraf bevochtigen is niet nodig. Na de constructie kan het cementgebonden materiaal ook gedurende een lange periode continu hydrateren langs de randen, wat de hechting tussen de mortel en de ondergrond verbetert.
De modificerende effecten van cellulose-ether op verse cementgebonden materialen omvatten hoofdzakelijk verdikking, waterretentie, luchtinsluiting en vertraging. Door het wijdverbreide gebruik van cellulose-ethers in cementgebonden materialen is de interactie tussen cellulose-ethers en cementbrij geleidelijk aan een belangrijk onderzoeksonderwerp geworden.
Geplaatst op: 16 december 2021