Poprawa właściwości zaprawy ma również różne skutki. Obecnie wiele zapraw murarskich i tynkarskich charakteryzuje się słabą retencją wody, a zawiesina wodna ulega rozwarstwieniu po kilku minutach odstania. Dlatego bardzo ważne jest dodanie eteru celulozy do zaprawy cementowej.
Przyjrzyjmy się bliżej twardym właściwościom eteru celulozy w zaprawie cementowej.
Eter celulozowy – retencja wody
Retencja wody to ważna cecha eteru metylocelulozy. Na tę właściwość zwracają uwagę również krajowi producenci zapraw suchych, zwłaszcza ci z regionów południowych, gdzie panują wysokie temperatury.
W produkcji materiałów budowlanych, zwłaszcza zapraw proszkowych, eter celulozy odgrywa niezastąpioną rolę, zwłaszcza w produkcji zapraw specjalnych (modyfikowanych) jest niezbędnym i ważnym składnikiem.
Lepkość, dawka, temperatura otoczenia i struktura molekularna eteru celulozy mają duży wpływ na jego zdolność do zatrzymywania wody. W tych samych warunkach, im większa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody; im wyższa dawka, tym lepsza retencja wody. Zwykle niewielka ilość eteru celulozy może znacznie poprawić retencję wody zaprawy. Gdy dawka osiągnie pewien stopień retencji wody, trend szybkości retencji wody zwalnia; gdy temperatura otoczenia wzrasta, retencja wody eteru celulozy zwykle maleje, ale niektóre modyfikowane etery celulozy mają również lepszą retencję wody w warunkach wysokiej temperatury; włókna o niższym stopniu podstawienia Eter wegański ma lepszą zdolność do zatrzymywania wody.
Grupa hydroksylowa w cząsteczce eteru celulozy i atom tlenu w wiązaniu eterowym łączą się z cząsteczką wody, tworząc wiązanie wodorowe, które przekształca wolną wodę w wodę związaną, odgrywając w ten sposób istotną rolę w retencji wody; cząsteczka wody i łańcuch cząsteczkowy eteru celulozy Interdyfuzja pozwala cząsteczkom wody wnikać do wnętrza łańcucha makrocząsteczkowego eteru celulozy i podlega silnym siłom wiązania, tworząc w ten sposób wolną wodę, wodę splątaną i poprawiając retencję wody w zawiesinie cementowej; eter celulozy poprawia świeżą zawiesinę cementową. Właściwości reologiczne, porowata struktura sieciowa i ciśnienie osmotyczne lub właściwości filmotwórcze eteru celulozy utrudniają dyfuzję wody.
Etery celulozy – zagęszczające i tiksotropowe
Eter celulozowy nadaje mokrej zaprawie doskonałą lepkość, co może znacznie zwiększyć przyczepność między mokrą zaprawą a warstwą bazową oraz poprawić jej właściwości przeciwzaciekowe. Jest szeroko stosowany w zaprawach tynkarskich, zaprawach do łączenia cegieł oraz w systemach ociepleń ścian zewnętrznych. Działanie zagęszczające eteru celulozowego może również zwiększyć zdolność antydyspersji i jednorodność świeżo wymieszanych materiałów, zapobiegając rozwarstwianiu, segregacji i wyciekaniu materiału. Może być stosowany w betonie włóknistym, betonie podwodnym i betonie samozagęszczalnym.
Zagęszczające działanie eteru celulozy na materiały cementowe wynika z lepkości roztworu eteru celulozy. W tych samych warunkach, im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza lepkość modyfikowanego materiału cementowego, ale zbyt wysoka lepkość wpłynie na płynność i urabialność materiału (np. wbijanie się szpachelki tynkarskiej). Zaprawy samopoziomujące i betony samozagęszczalne, które wymagają wysokiej płynności, wymagają niskiej lepkości eteru celulozy. Ponadto, zagęszczające działanie eteru celulozy zwiększa wodochłonność materiałów cementowych i zwiększa wydajność zaprawy.
Wodny roztwór eteru celulozy o wysokiej lepkości charakteryzuje się wysoką tiksotropią, co jest również jego główną cechą. Wodne roztwory metylocelulozy zazwyczaj charakteryzują się pseudoplastycznością i nietiksotropowością poniżej temperatury żelowania, ale wykazują właściwości płynięcia newtonowskiego przy niskich szybkościach ścinania. Pseudoplastyczność rośnie wraz z masą cząsteczkową lub stężeniem eteru celulozy, niezależnie od rodzaju podstawnika i stopnia podstawienia. Dlatego etery celulozy o tym samym stopniu lepkości, niezależnie od MC, HPMC czy HEMC, zawsze będą wykazywać te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura są stałe. Wraz ze wzrostem temperatury tworzą się żele strukturalne, co prowadzi do płynięcia o wysokiej tiksotropii.
Etery celulozy o wysokim stężeniu i niskiej lepkości wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelowania. Ta właściwość jest niezwykle korzystna dla regulacji poziomu i ugięcia zaprawy budowlanej. Należy tutaj wyjaśnić, że im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody, ale im wyższa lepkość, tym wyższa względna masa cząsteczkowa eteru celulozy i tym samym spadek jego rozpuszczalności, co negatywnie wpływa na stężenie zaprawy i jej właściwości konstrukcyjne.
Eter celulozowy – efekt napowietrzania
Eter celulozy ma wyraźny efekt napowietrzania świeżych materiałów na bazie cementu. Eter celulozy posiada zarówno grupy hydrofilowe (grupy hydroksylowe, grupy eterowe), jak i hydrofobowe (grupy metylowe, pierścienie glukozowe) i jest surfaktantem o aktywności powierzchniowej, co powoduje efekt napowietrzania.
Efekt napowietrzania eteru celulozowego spowoduje efekt „kulki”, który może poprawić właściwości robocze świeżo zmieszanych materiałów, na przykład zwiększając plastyczność i gładkość zaprawy w trakcie pracy, co sprzyja rozprzestrzenianiu się zaprawy; zwiększy to również wydajność zaprawy, zmniejszy koszty produkcji zaprawy; zwiększy jednak porowatość utwardzonego materiału i obniży jego właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość i moduł sprężystości.
Jako środek powierzchniowo czynny, eter celulozy działa również zwilżająco lub smarująco na cząstki cementu, co zwiększa płynność materiałów cementowych, a także napowietrza je, jednak jego działanie zagęszczające zmniejsza płynność. Efekt płynności jest połączeniem działania uplastyczniającego i zagęszczającego. Ogólnie rzecz biorąc, przy bardzo niskiej zawartości eteru celulozy głównym efektem jest uplastycznienie lub redukcja wody; przy wysokiej zawartości efekt zagęszczający eteru celulozy gwałtownie wzrasta, a jego działanie napowietrzające ma tendencję do nasycania. W rezultacie objawia się to efektem zagęszczającym lub wzrostem zapotrzebowania na wodę.
Eter celulozy – retardacja
Eter celulozowy wydłuża czas wiązania zaprawy cementowej lub zaprawy murarskiej i opóźnia kinetykę hydratacji cementu, co jest korzystne pod względem wydłużenia czasu przydatności do użycia świeżo zmieszanych materiałów, poprawy konsystencji zaprawy i zmniejszenia osiadania betonu z upływem czasu, ale może również opóźnić postęp prac budowlanych.
Czas publikacji: 16 lutego 2023 r.