1 Введение
Эфир целлюлозы (ЭЦ) широко используется в строительной промышленности и применяется в больших количествах. Он может использоваться в качестве замедлителя схватывания, влагоудерживающего агента, загустителя и клея. В обычных сухих смесях для строительных растворов, растворах для наружной теплоизоляции стен, самовыравнивающихся растворах, плиточных клеях, высокоэффективных строительных шпатлевках, трещиностойких шпатлевках для внутренних и наружных стен, водонепроницаемых сухих смесях для строительных растворов, гипсовой штукатурке, герметиках и других материалах эфир целлюлозы играет важную роль. Эфир целлюлозы оказывает существенное влияние на влагоудержание, водопотребление, когезию, замедление схватывания и строительные свойства растворной системы.
Существует множество различных типов и характеристик эфиров целлюлозы. К наиболее часто используемым эфирам целлюлозы в строительной отрасли относятся ГЭК, ГПМЦ, КМЦ, ПАК, МГЭК и др., которые применяются в различных растворных системах в зависимости от их характеристик. Проведены исследования влияния различных типов и количества эфиров целлюлозы на цементный раствор. Данная статья посвящена этим исследованиям и объясняет, как выбирать различные виды и характеристики эфиров целлюлозы для различных растворных продуктов.
2. Функциональные характеристики эфира целлюлозы в цементном растворе
В качестве важной добавки в сухие порошковые растворы эфир целлюлозы выполняет множество функций. Наиболее важная роль эфира целлюлозы в цементном растворе заключается в удержании воды и загущении. Кроме того, благодаря взаимодействию с цементной системой, он также может играть вспомогательную роль в вовлечении воздуха, замедлении схватывания и повышении прочности сцепления при растяжении.
Наиболее важным свойством эфира целлюлозы в строительном растворе является водоудержание. Эфир целлюлозы используется в качестве важной добавки практически во всех строительных растворах, главным образом благодаря своим водоудерживающим свойствам. В целом, водоудерживающая способность эфира целлюлозы зависит от его вязкости, количества добавки и размера частиц.
Эфир целлюлозы используется в качестве загустителя, и его загущающий эффект зависит от степени этерификации, размера частиц, вязкости и степени модификации эфира целлюлозы. В целом, чем выше степень этерификации и вязкость эфира целлюлозы, чем меньше частицы, тем более выражен загущающий эффект. Регулируя указанные характеристики эфира целлюлозы, можно добиться в растворе необходимых противоскользящих свойств и оптимальной вязкости.
В целлюлозном эфире введение алкильной группы снижает поверхностную энергию водного раствора, содержащего целлюлозный эфир, благодаря чему целлюлозный эфир оказывает воздухововлекающее действие на цементный раствор. Введение соответствующего количества пузырьков воздуха в раствор улучшает его строительные характеристики благодаря «шариковому эффекту» пузырьков воздуха. Одновременно с этим, введение пузырьков воздуха увеличивает выход готового раствора. Конечно, количество воздухововлекающего вещества необходимо контролировать. Слишком большое количество воздухововлекающего вещества негативно скажется на прочности раствора, поскольку могут образоваться вредные пузырьки воздуха.
2.1 Эфир целлюлозы замедляет процесс гидратации цемента, тем самым замедляя процесс схватывания и затвердевания цемента и, соответственно, увеличивая время открытия раствора. Однако этот эффект нежелателен для растворов в более холодных регионах. При выборе эфира целлюлозы следует отдавать предпочтение соответствующему продукту в зависимости от конкретных условий. Замедляющий эффект эфира целлюлозы в основном усиливается с увеличением степени его этерификации, степени модификации и вязкости.
Кроме того, эфир целлюлозы, как длинноцепочечный полимер, может улучшить сцепление с основанием после добавления в цементную систему при условии полного сохранения влажности раствора.
2.2 Свойства эфира целлюлозы в строительном растворе включают в себя, главным образом, следующие: водоудержание, загущение, увеличение времени схватывания, воздуховыделение и повышение прочности сцепления при растяжении и т. д. Соответствующие свойства отражаются в характеристиках самого целлюлозного эфира, а именно: вязкость, стабильность, содержание активных ингредиентов (количество добавки), степень замещения этерификации и ее однородность, степень модификации, содержание вредных веществ и т. д. Поэтому при выборе целлюлозного эфира следует отдавать предпочтение эфиру целлюлозы с собственными характеристиками, обеспечивающими подходящие эксплуатационные характеристики, в соответствии со специфическими требованиями конкретного строительного раствора.
3 Характеристики эфира целлюлозы
Как правило, инструкции к продукту, предоставляемые производителями целлюлозного эфира, включают следующие показатели: внешний вид, вязкость, степень замещения групп, тонкость помола, содержание активного вещества (чистота), содержание влаги, рекомендуемые области применения и дозировка и т. д. Эти показатели могут отражать часть свойств целлюлозного эфира, но при сравнении и выборе целлюлозного эфира следует также учитывать другие аспекты, такие как его химический состав, степень модификации, степень этерификации, содержание NaCl и значение DS.
3.1 Вязкость эфира целлюлозы
Вязкость эфира целлюлозы влияет на его водоудержание, загустение, замедление полимеризации и другие параметры. Поэтому она является важным показателем при исследовании и выборе эфира целлюлозы.
Прежде чем обсуждать вязкость целлюлозного эфира, следует отметить, что существует четыре распространенных метода определения вязкости целлюлозного эфира: Брукфилд, Хакке, Хёпплер и ротационный вискозиметр. Оборудование, концентрация раствора и условия проведения испытаний, используемые в этих четырех методах, различаются, поэтому результаты для одного и того же раствора целлюлозного эфира, полученные четырьмя разными методами, также будут очень разными. Даже для одного и того же раствора, полученного одним и тем же методом, при различных условиях окружающей среды вязкость может отличаться.
Результаты также могут различаться. Поэтому при описании вязкости целлюлозного эфира необходимо указывать, какой метод использовался для тестирования, концентрацию раствора, ротор, скорость вращения, температуру и влажность при тестировании, а также другие условия окружающей среды. Это значение вязкости имеет важное значение. Бессмысленно просто сказать: «Какова вязкость определенного МС?».
3.2 Стабильность целлюлозного эфира
Известно, что эфиры целлюлозы подвержены воздействию целлюлозных плесеней. Когда грибок разрушает эфир целлюлозы, он сначала атакует неэтерифицированный глюкозный фрагмент в эфире. Как линейное соединение, после разрушения глюкозного фрагмента вся молекулярная цепь разрывается, и вязкость продукта резко падает. После этерификации глюкозного фрагмента плесень уже не так легко разрушает молекулярную цепь. Следовательно, чем выше степень этерификации (значение DS) эфира целлюлозы, тем выше его стабильность.
3.3 Содержание активного ингредиента в эфире целлюлозы
Чем выше содержание активных ингредиентов в целлюлозном эфире, тем выше экономическая эффективность продукта, и тем лучше результаты при той же дозировке. Эффективным ингредиентом в целлюлозном эфире является молекула целлюлозного эфира, представляющая собой органическое вещество. Поэтому при определении содержания эффективного вещества в целлюлозном эфире это можно косвенно оценить по зольности после прокаливания.
3.4 Содержание NaCl в целлюлозном эфире
NaCl является неизбежным побочным продуктом производства целлюлозного эфира, который обычно необходимо удалять многократной промывкой, и чем больше промывок, тем меньше NaCl остается. NaCl является хорошо известной опасностью для коррозии стальных прутков и стальной проволочной сетки. Поэтому, хотя очистка сточных вод путем многократной промывки NaCl может увеличить стоимость, при выборе целлюлозно-минеральных продуктов следует стараться выбирать продукты с более низким содержанием NaCl.
4 принципа выбора целлюлозного эфира для различных строительных растворов
При выборе целлюлозного эфира для строительных растворов, прежде всего, в соответствии с описанием в инструкции к продукту, следует выбрать его собственные эксплуатационные показатели (такие как вязкость, степень замещения этерификации, содержание эффективных веществ, содержание NaCl и др.). Функциональные характеристики и принципы выбора
4.1 Тонкая гипсовая система
Рассмотрим в качестве примера штукатурный раствор для тонкослойной штукатурки. Поскольку раствор непосредственно контактирует с внешней средой, поверхность быстро теряет воду, поэтому требуется более высокая влагоудерживающая способность. Особенно в летний период строительства необходимо, чтобы раствор лучше удерживал влагу при высоких температурах. Необходимо выбрать штукатурный раствор с высокой влагоудерживающей способностью, которую можно комплексно оценить по трем параметрам: вязкость, размер частиц и количество добавки. В целом, при одинаковых условиях следует выбирать штукатурный раствор с более высокой вязкостью, но с учетом требований к удобоукладываемости вязкость не должна быть слишком высокой. Следовательно, выбранный штукатурный раствор должен обладать высокой влагоудерживающей способностью и низкой вязкостью. Среди штукатурных растворов для тонкослойной штукатурки можно рекомендовать MH60001P6 и др.
4.2 Цементный штукатурный раствор
Для штукатурного раствора необходима хорошая однородность, а также легкость равномерного нанесения. В то же время, требуются хорошие противоскользящие свойства, высокая прокачиваемость, текучесть и удобоукладываемость. Поэтому выбирается цементный раствор с более низкой вязкостью, более быстрым диспергированием и формированием консистенции (более мелкие частицы).
При укладке плитки с использованием клея, для обеспечения безопасности и высокой эффективности, особенно важно, чтобы раствор имел более длительное время схватывания и лучшие противоскользящие свойства, а также обеспечивал хорошее сцепление между основанием и плиткой. Поэтому к плиточным клеям предъявляются относительно высокие требования к содержанию метилцеллюлозы (МЦ). Однако, как правило, содержание МЦ в плиточных клеях довольно высокое. При выборе МЦ для обеспечения более длительного времени схватывания, сама МЦ должна обладать более высокой водоудерживающей способностью, а водоудерживающая способность должна соответствовать вязкости, количеству добавки и размеру частиц. Для обеспечения хороших противоскользящих свойств необходим хороший загущающий эффект МЦ, благодаря чему раствор должен обладать высоким сопротивлением вертикальному течению, а загущающие свойства должны соответствовать определенным требованиям к вязкости, степени этерификации и размеру частиц.
4.4 Самовыравнивающийся грунтовый раствор
К самовыравнивающимся растворам предъявляются более высокие требования к их выравнивающим свойствам, поэтому целесообразно выбирать низковязкие продукты на основе целлюлозного эфира. Поскольку для самовыравнивания необходимо, чтобы равномерно перемешанный раствор автоматически выравнивался на поверхности, требуется текучесть и прокачиваемость, поэтому соотношение воды к материалу должно быть большим. Для предотвращения водоотделения необходимо контролировать водоудерживающую способность поверхности и обеспечивать вязкость, предотвращающую осаждение.
4.5 Раствор для кладки
Поскольку раствор для кладки непосредственно контактирует с поверхностью кладки, обычно это толстослойная конструкция. Раствор должен обладать высокой удобоукладываемостью и влагоудерживающей способностью, а также обеспечивать сцепление с кладкой, улучшать удобоукладываемость и повышать эффективность. Поэтому выбранная вязкость должна способствовать улучшению указанных характеристик раствора, а вязкость целлюлозного эфира не должна быть слишком высокой.
4.6 Изоляционная суспензия
Поскольку теплоизоляционная суспензия в основном наносится вручную, необходимо, чтобы выбранная МС обеспечивала раствору хорошую удобоукладываемость, хорошую производительность и отличное водоудержание. МС также должна обладать такими характеристиками, как высокая вязкость и высокая воздухововлечение.
5. Заключение
Функции эфира целлюлозы в цементном растворе включают в себя удержание воды, загущение, воздухововлечение, замедление и повышение прочности сцепления при растяжении и т. д.
Дата публикации: 30 января 2023 г.