W gotowej zaprawie ilość dodanego eteru celulozowego jest bardzo niska, ale może znacznie poprawić wydajność mokrej zaprawy i jest głównym dodatkiem, który wpływa na wydajność konstrukcyjną zaprawy. Rozsądny wybór eterów celulozowych różnych odmian, różnych lepkości, różnych rozmiarów cząstek, różnych stopni lepkości i dodanych ilości będzie miał pozytywny wpływ na poprawę wydajności suchej zaprawy proszkowej. Obecnie wiele zapraw murarskich i tynkarskich ma słabą wydajność retencji wody, a zawiesina wodna rozdzieli się po kilku minutach stania.
Zatrzymywanie wody jest ważną cechą metylueter celulozy, a także jest to wydajność, na którą zwracają uwagę liczni krajowi producenci zapraw suchych, zwłaszcza ci z południowych regionów o wysokich temperaturach. Czynniki wpływające na efekt retencji wody zaprawy suchej obejmują ilość dodanego MC, lepkość MC, drobnoziarnistość cząstek i temperaturę środowiska użytkowania.
Eter celulozowy to syntetyczny polimer wytwarzany z naturalnej celulozy poprzez modyfikację chemiczną. Eter celulozowy jest pochodną naturalnej celulozy. Produkcja eteru celulozowego różni się od produkcji polimerów syntetycznych. Jego najbardziej podstawowym materiałem jest celuloza, naturalny związek polimerowy. Ze względu na specyfikę struktury naturalnej celulozy, sama celuloza nie ma zdolności do reagowania z czynnikami eteryfikującymi. Jednak po obróbce czynnikiem pęczniejącym silne wiązania wodorowe między łańcuchami cząsteczkowymi i łańcuchami ulegają zniszczeniu, a aktywne uwalnianie grupy hydroksylowej staje się reaktywną alkaliczną celulozą. Uzyskaj eter celulozowy.
Właściwości eterów celulozy zależą od rodzaju, liczby i rozmieszczenia podstawników. Klasyfikacja eterów celulozy opiera się również na rodzaju podstawników, stopniu eteryfikacji, rozpuszczalności i powiązanych właściwościach aplikacyjnych. W zależności od rodzaju podstawników w łańcuchu cząsteczkowym można je podzielić na monoetery i etery mieszane. MC, którego zwykle używamy, to monoetery, a HPMC to etery mieszane. Eter metylocelulozy MC jest produktem po zastąpieniu grupy hydroksylowej w jednostce glukozy naturalnej celulozy grupą metoksylową. Część grupy hydroksylowej w jednostce jest zastąpiona grupą metoksylową, a druga część grupą hydroksypropylową. Eter etylometylocelulozy HEMC, to główne odmiany szeroko stosowane i sprzedawane na rynku.
Pod względem rozpuszczalności można je podzielić na jonowe i niejonowe. Rozpuszczalne w wodzie niejonowe etery celulozy składają się głównie z dwóch serii eterów alkilowych i eterów hydroksyalkilowych. Jonowe CMC są głównie stosowane w detergentach syntetycznych, drukowaniu i barwieniu tekstyliów, eksploracji żywności i ropy naftowej. Niejonowe MC, HPMC, HEMC itp. są głównie stosowane w materiałach budowlanych, powłokach lateksowych, lekach, codziennych chemikaliach itp. Stosowane jako zagęszczacz, środek zatrzymujący wodę, stabilizator, dyspergator i środek tworzący film.
Retencja wody przez eter celulozy: W produkcji materiałów budowlanych, zwłaszcza suchej zaprawy proszkowej, eter celulozy odgrywa niezastąpioną rolę, zwłaszcza w produkcji specjalnej zaprawy (zaprawy modyfikowanej), jest niezbędnym i ważnym składnikiem. Ważna rola rozpuszczalnego w wodzie eteru celulozy w zaprawie ma głównie trzy aspekty, jeden to doskonała zdolność retencji wody, drugi to wpływ na konsystencję i tiksotropię zaprawy, a trzeci to interakcja z cementem. Efekt retencji wody przez eter celulozy zależy od absorpcji wody przez warstwę bazową, skład zaprawy, grubość warstwy zaprawy, zapotrzebowanie zaprawy na wodę i czas wiązania materiału wiążącego. Retencja wody przez sam eter celulozy wynika z rozpuszczalności i odwodnienia samego eteru celulozy. Jak wszyscy wiemy, chociaż łańcuch cząsteczkowy celulozy zawiera dużą liczbę wysoce uwodnionych grup OH, nie jest rozpuszczalny w wodzie, ponieważ struktura celulozy ma wysoki stopień krystaliczności. Sama zdolność hydratacji grup hydroksylowych nie jest wystarczająca, aby pokryć silne wiązania wodorowe i siły van der Waalsa między cząsteczkami. Dlatego tylko pęcznieje, ale nie rozpuszcza się w wodzie. Gdy podstawnik zostanie wprowadzony do łańcucha cząsteczkowego, nie tylko podstawnik niszczy łańcuch wodorowy, ale również wiązanie wodorowe między łańcuchami zostaje zniszczone z powodu zaklinowania podstawnika między sąsiednimi łańcuchami. Im większy podstawnik, tym większa odległość między cząsteczkami. Im większa odległość. Im większy efekt niszczenia wiązań wodorowych, eter celulozy staje się rozpuszczalny w wodzie po rozszerzeniu sieci celulozowej i wejściu roztworu, tworząc roztwór o wysokiej lepkości. Gdy temperatura wzrasta, hydratacja polimeru słabnie, a woda między łańcuchami zostaje wyparta. Gdy efekt dehydratacji jest wystarczający, cząsteczki zaczynają się agregować, tworząc trójwymiarową strukturę sieciową żelową i składaną.
Czynniki wpływające na retencję wody w zaprawie obejmują lepkość eteru celulozowego, dodaną ilość, grubość cząstek i temperaturę stosowania.
Im większa lepkość eteru celulozowego, tym lepsze właściwości retencji wody. Lepkość jest ważnym parametrem właściwości MC. Obecnie różni producenci MC stosują różne metody i instrumenty do pomiaru lepkości MC. Głównymi metodami są Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde i Brookfield. W przypadku tego samego produktu wyniki lepkości mierzone różnymi metodami są bardzo różne, a niektóre mają nawet podwójne różnice. Dlatego też, porównując lepkość, należy ją przeprowadzać między tymi samymi metodami testowymi, w tym temperaturą, wirnikiem itp.
Mówiąc ogólnie, im wyższa lepkość, tym lepszy efekt retencji wody. Jednak im wyższa lepkość i wyższa masa cząsteczkowa MC, tym odpowiadający temu spadek jego rozpuszczalności będzie miał negatywny wpływ na wytrzymałość i właściwości konstrukcyjne zaprawy. Im wyższa lepkość, tym bardziej widoczny jest efekt zagęszczania zaprawy, ale nie jest on wprost proporcjonalny. Im wyższa lepkość, tym bardziej lepka będzie mokra zaprawa, to znaczy, podczas budowy objawia się to przywieraniem do skrobaka i wysoką przyczepnością do podłoża. Jednak nie jest pomocne zwiększenie wytrzymałości strukturalnej samej mokrej zaprawy. Podczas budowy działanie przeciwosiadające nie jest oczywiste. Wręcz przeciwnie, niektóre etery metylocelulozy o średniej i niskiej lepkości, ale modyfikowane, mają doskonałe działanie w poprawie wytrzymałości strukturalnej mokrej zaprawy.
Im większa ilość eteru celulozowego dodana do zaprawy, tym lepsze właściwości retencji wody, a im wyższa lepkość, tym lepsze właściwości retencji wody.
W przypadku wielkości cząstek, im drobniejsza cząstka, tym lepsze zatrzymywanie wody. Po zetknięciu się dużych cząstek eteru celulozy z wodą, powierzchnia natychmiast rozpuszcza się i tworzy żel, który owija materiał, aby zapobiec dalszej infiltracji cząsteczek wody. Czasami nie można go równomiernie rozproszyć i rozpuścić nawet po długotrwałym mieszaniu, tworząc mętny, kłaczkowaty roztwór lub aglomerację. Ma to duży wpływ na zatrzymywanie wody przez eter celulozy, a rozpuszczalność jest jednym z czynników przy wyborze eteru celulozy. Drobność jest również ważnym wskaźnikiem wydajności eteru metylocelulozy. MC stosowany w suchej zaprawie proszkowej musi być proszkiem o niskiej zawartości wody, a drobnoziarnistość wymaga również, aby 20%~60% wielkości cząstek było mniejsze niż 63um. Drobność wpływa na rozpuszczalność eteru metylocelulozy. Gruby MC jest zwykle granulowany i łatwo rozpuszcza się w wodzie bez aglomeracji, ale szybkość rozpuszczania jest bardzo wolna, więc nie nadaje się do stosowania w suchej zaprawie proszkowej. W suchej zaprawie proszkowej MC jest rozproszony pomiędzy materiałami cementującymi, takimi jak kruszywo, drobny wypełniacz i cement, a tylko wystarczająco drobny proszek może uniknąć aglomeracji eteru metylocelulozy podczas mieszania z wodą. Gdy MC jest dodawany z wodą w celu rozpuszczenia aglomeratów, bardzo trudno jest go rozproszyć i rozpuścić. Gruba drobnoziarnistość MC jest nie tylko marnotrawstwem, ale również zmniejsza lokalną wytrzymałość zaprawy. Gdy taka sucha zaprawa proszkowa jest stosowana na dużym obszarze, szybkość utwardzania lokalnej suchej zaprawy proszkowej zostanie znacznie zmniejszona, a pęknięcia pojawią się z powodu różnych czasów utwardzania. W przypadku natryskiwanej zaprawy o konstrukcji mechanicznej wymagania dotyczące drobnoziarnistości są wyższe ze względu na krótszy czas mieszania.
Stopień rozdrobnienia MC ma również pewien wpływ na retencję wody. Mówiąc ogólnie, w przypadku eterów metylocelulozy o tej samej lepkości, ale różnej grubości, przy tej samej ilości dodatku, im drobniejszy, tym lepszy efekt retencji wody.
Retencja wody MC jest również związana z zastosowaną temperaturą, a retencja wody eteru metylocelulozy zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Jednak w rzeczywistych zastosowaniach materiałowych zaprawa proszkowa jest często stosowana na gorące podłoża w wysokich temperaturach (powyżej 40 stopni) w wielu środowiskach, takich jak tynkowanie szpachli na ścianach zewnętrznych na słońcu latem, co często przyspiesza utwardzanie cementu i utwardzanie zaprawy proszkowej. Spadek wskaźnika retencji wody prowadzi do oczywistego odczucia, że zarówno urabialność, jak i odporność na pękanie są zagrożone, a szczególnie ważne jest zmniejszenie wpływu czynników temperaturowych w tych warunkach. Chociaż dodatki eteru metylohydroksyetylocelulozy są obecnie uważane za czołowe w rozwoju technologicznym, ich zależność od temperatury nadal będzie prowadzić do osłabienia wydajności zaprawy proszkowej. Chociaż ilość metylohydroksyetylocelulozy jest zwiększona (formuła letnia), urabialność i odporność na pękanie nadal nie mogą sprostać potrzebom użytkowania. Dzięki specjalnemu sposobowi obróbki MC, np. zwiększeniu stopnia eteryfikacji itp., efekt zatrzymywania wody można utrzymać w wyższej temperaturze, dzięki czemu może on zapewnić lepszą wydajność w trudnych warunkach.
Ponadto zagęszczanie i tiksotropia eteru celulozy: druga funkcja eteru celulozy – zagęszczanie zależy od: stopnia polimeryzacji eteru celulozy, stężenia roztworu, szybkości ścinania, temperatury i innych warunków. Właściwości żelujące roztworu są unikalne dla alkilocelulozy i jej modyfikowanych pochodnych. Właściwości żelujące są związane ze stopniem podstawienia, stężeniem roztworu i dodatkami. W przypadku modyfikowanych pochodnych hydroksyalkilowych właściwości żelujące są również związane ze stopniem modyfikacji hydroksyalkilu. W przypadku MC i HPMC o niskiej lepkości można przygotować roztwór 10%-15%, MC i HPMC o średniej lepkości można przygotować roztwór 5%-10%, podczas gdy MC iHPMCmożna przygotować tylko 2%-3% roztwór, a zwykle klasyfikacja lepkości eteru celulozy jest również klasyfikowana według 1%-2% roztworu. Eter celulozy o dużej masie cząsteczkowej ma wysoką wydajność zagęszczania. W tym samym stężeniu roztworu polimery o różnych masach cząsteczkowych mają różne lepkości. Wysoki stopień. Docelową lepkość można osiągnąć tylko przez dodanie dużej ilości eteru celulozy o małej masie cząsteczkowej. Jego lepkość ma niewielką zależność od szybkości ścinania, a wysoka lepkość osiąga docelową lepkość, a wymagana ilość dodatku jest niewielka, a lepkość zależy od wydajności zagęszczania. Dlatego, aby uzyskać określoną konsystencję, należy zagwarantować pewną ilość eteru celulozy (stężenie roztworu) i lepkość roztworu. Temperatura żelowania roztworu również spada liniowo wraz ze wzrostem stężenia roztworu i żeluje w temperaturze pokojowej po osiągnięciu określonego stężenia. Stężenie żelowania HPMC jest stosunkowo wysokie w temperaturze pokojowej.
Konsystencję można również dostosować, wybierając wielkość cząstek i wybierając etery celulozy o różnym stopniu modyfikacji. Tak zwana modyfikacja polega na wprowadzeniu pewnego stopnia podstawienia grup hydroksyalkilowych w strukturze szkieletu MC. Zmieniając względne wartości podstawienia dwóch podstawników, to znaczy względne wartości podstawienia DS i ms grup metoksylowych i hydroksyalkilowych, o których często mówimy. Różne wymagania dotyczące wydajności eteru celulozy można uzyskać, zmieniając względne wartości podstawienia dwóch podstawników.
Zależność między konsystencją a modyfikacją: dodanie eteru celulozowego wpływa na zużycie wody przez zaprawę, zmieniając stosunek wody do spoiwa, czyli wody i cementu, co powoduje zagęszczenie, im wyższa dawka, tym większe zużycie wody.
Etery celulozy stosowane w sproszkowanych materiałach budowlanych muszą szybko rozpuszczać się w zimnej wodzie i zapewniać odpowiednią konsystencję dla systemu. Jeśli zostanie podana określona szybkość ścinania, nadal staje się flokulantem i blokiem koloidalnym, co jest produktem poniżej standardu lub złej jakości.
Istnieje również dobra liniowa zależność między konsystencją zaczynu cementowego a dawką eteru celulozy. Eter celulozy może znacznie zwiększyć lepkość zaprawy. Im większa dawka, tym bardziej widoczny efekt. Wodny roztwór eteru celulozy o wysokiej lepkości ma wysoką tiksotropię, co jest również główną cechą eteru celulozy. Wodne roztwory polimerów MC zwykle mają pseudoplastyczną i nietiksotropową płynność poniżej temperatury żelu, ale właściwości przepływu Newtona przy niskich szybkościach ścinania. Pseudoplastyczność wzrasta wraz z masą cząsteczkową lub stężeniem eteru celulozy, niezależnie od rodzaju podstawnika i stopnia podstawienia. Dlatego etery celulozy o tym samym stopniu lepkości, bez względu na MC, HPMC, HEMC, zawsze będą wykazywać te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura są stałe. Żele strukturalne powstają, gdy temperatura jest podnoszona, a występują wysoce tiksotropowe przepływy. Wysokie stężenie i niska lepkość eterów celulozowych wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelowania. Ta właściwość jest bardzo korzystna dla regulacji poziomowania i ugięcia w konstrukcji zaprawy budowlanej. Należy tutaj wyjaśnić, że im wyższa lepkość eteru celulozowego, tym lepsze zatrzymywanie wody, ale im wyższa lepkość, tym wyższa względna masa cząsteczkowa eteru celulozowego i odpowiadające jej zmniejszenie rozpuszczalności, co ma negatywny wpływ na stężenie zaprawy i wydajność konstrukcji. Im wyższa lepkość, tym bardziej oczywisty jest efekt zagęszczania zaprawy, ale nie jest on całkowicie proporcjonalny. Pewna średnia i niska lepkość, ale zmodyfikowany eter celulozowy ma lepsze działanie w poprawie wytrzymałości strukturalnej mokrej zaprawy. Wraz ze wzrostem lepkości poprawia się zatrzymywanie wody przez eter celulozowy.
Opóźnienie eteru celulozy: Trzecią funkcją eteru celulozy jest opóźnienie procesu hydratacji cementu. Eter celulozy nadaje zaprawie różne korzystne właściwości, a także zmniejsza wczesne ciepło hydratacji cementu i opóźnia dynamiczny proces hydratacji cementu. Jest to niekorzystne dla stosowania zaprawy w zimnych regionach. Ten efekt opóźnienia jest spowodowany adsorpcją cząsteczek eteru celulozy na produktach hydratacji, takich jak CSH i ca(OH)2. Ze względu na wzrost lepkości roztworu porowego, eter celulozy zmniejsza ruchliwość jonów w roztworze, opóźniając w ten sposób proces hydratacji. Im wyższe stężenie eteru celulozy w materiale żelu mineralnego, tym wyraźniejszy jest efekt opóźnienia hydratacji. Eter celulozy nie tylko opóźnia wiązanie, ale również opóźnia proces twardnienia układu zaprawy cementowej. Efekt opóźniający eteru celulozy zależy nie tylko od jego stężenia w układzie żelu mineralnego, ale również od struktury chemicznej. Im wyższy stopień metylacji HEMC, tym lepszy efekt opóźniający eteru celulozy. Stosunek podstawienia hydrofilowego do podstawienia zwiększającego ilość wody Efekt opóźniający jest silniejszy. Jednak lepkość eteru celulozy ma niewielki wpływ na kinetykę hydratacji cementu.
Wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozowego czas wiązania zaprawy znacznie wzrasta. Istnieje dobra nieliniowa korelacja między początkowym czasem wiązania zaprawy a zawartością eteru celulozowego oraz dobra liniowa korelacja między końcowym czasem wiązania a zawartością eteru celulozowego. Możemy kontrolować czas operacyjny zaprawy poprzez zmianę ilości eteru celulozowego.
Podsumowując, w gotowej zaprawie murarskiej,eter celulozyodgrywa rolę w retencji wody, zagęszczaniu, opóźnianiu zdolności hydratacji cementu i poprawianiu wydajności konstrukcji. Dobra zdolność retencji wody sprawia, że hydratacja cementu jest bardziej kompletna, może poprawić lepkość mokrej zaprawy, zwiększyć siłę wiązania zaprawy i dostosować czas. Dodanie eteru celulozy do mechanicznej zaprawy natryskowej może poprawić wydajność natryskiwania lub pompowania oraz wytrzymałość strukturalną zaprawy. Dlatego eter celulozy jest szeroko stosowany jako ważny dodatek do gotowej zaprawy.
Czas publikacji: 28-kwi-2024