Эфир целлюлозы обладает превосходной влагоудерживающей способностью, предотвращая преждевременное испарение влаги из влажного раствора или ее впитывание базовым слоем, обеспечивая полное увлажнение цемента и, в конечном итоге, сохранение механических свойств раствора. Это особенно полезно для тонкослойных растворов и водопоглощающих базовых слоев, а также для растворов, укладываемых при высоких температурах и в сухих условиях. Влагоудерживающий эффект эфира целлюлозы может изменить традиционный строительный процесс и улучшить ход строительства. Например, штукатурные работы можно проводить на водопоглощающих основаниях без предварительного увлажнения.
Вязкость, дозировка, температура окружающей среды и молекулярная структура эфира целлюлозы оказывают большое влияние на его водоудерживающие свойства. При одинаковых условиях, чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудержание; чем выше дозировка, тем лучше водоудержание. Обычно небольшое количество эфира целлюлозы может значительно улучшить водоудержание раствора. Когда дозировка достигает определенного значения, степень водоудержания увеличивается, тенденция к снижению скорости водоудержания замедляется; при повышении температуры окружающей среды водоудержание эфира целлюлозы обычно снижается, но некоторые модифицированные эфиры целлюлозы также обладают лучшим водоудержанием в условиях высоких температур; волокна с меньшей степенью замещения веганского эфира обладают лучшими водоудерживающими свойствами.
Гидроксильная группа в молекуле эфира целлюлозы и атом кислорода в эфирной связи связываются с молекулой воды, образуя водородную связь, превращая свободную воду в связанную, тем самым играя важную роль в удержании воды; межмолекулярная диффузия между молекулой воды и молекулярной цепью эфира целлюлозы позволяет молекулам воды проникать внутрь макромолекулярной цепи эфира целлюлозы и подвергаться сильным связывающим силам, образуя связанную и переплетенную воду, что улучшает удержание воды в цементном растворе; эфир целлюлозы улучшает реологические свойства свежего цементного раствора, пористую сетчатую структуру и осмотическое давление или пленкообразующие свойства эфира целлюлозы, препятствуя диффузии воды.
Эфир целлюлозы придает влажному раствору превосходную вязкость, что значительно повышает адгезию между влажным раствором и базовым слоем, а также улучшает противоскользящие свойства раствора. Он широко используется в штукатурных растворах, растворах для кирпичной кладки и системах наружной теплоизоляции стен. Загущающий эффект эфира целлюлозы также повышает противодисперсионные свойства и однородность свежеприготовленных смесей, предотвращает расслоение, сегрегацию и водоотделение материала и может применяться в фибробетоне, подводном бетоне и самоуплотняющемся бетоне.
Загущающий эффект эфира целлюлозы на цементные материалы обусловлен вязкостью раствора эфира целлюлозы. При одинаковых условиях, чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше вязкость модифицированного цементного материала, но если вязкость слишком высока, это повлияет на текучесть и технологичность материала (например, на прилипание шпателя). Самовыравнивающиеся растворы и самоуплотняющийся бетон, требующие высокой текучести, нуждаются в низкой вязкости эфира целлюлозы. Кроме того, загущающий эффект эфира целлюлозы увеличивает водопотребление цементных материалов и повышает выход готового раствора.
Вязкость раствора эфира целлюлозы зависит от следующих факторов: молекулярной массы эфира целлюлозы, концентрации, температуры, скорости сдвига и метода испытания. При одинаковых условиях, чем больше молекулярная масса эфира целлюлозы, тем выше вязкость раствора; чем выше концентрация, тем выше вязкость раствора. При его использовании следует избегать чрезмерной дозировки, которая может повлиять на свойства раствора и бетона; вязкость раствора эфира целлюлозы уменьшается с повышением температуры, и чем выше концентрация, тем сильнее влияние температуры; раствор эфира целлюлозы обычно представляет собой псевдопластичную жидкость со свойством уменьшения вязкости при увеличении скорости сдвига, поэтому чем выше скорость сдвига во время испытания, тем меньше вязкость, следовательно, сцепление раствора уменьшается под действием внешней силы, что благоприятно сказывается на удобоукладываемости раствора, обеспечивая одновременно хорошую удобоукладываемость и сцепление. Поскольку раствор эфира целлюлозы является неньютоновским, для жидкостей, если используются разные экспериментальные методы, приборы и оборудование или условия проведения испытаний для определения вязкости, результаты испытаний одного и того же раствора эфира целлюлозы будут существенно различаться.
Молекулы эфира целлюлозы способны фиксировать некоторые молекулы воды свежего материала на периферии молекулярной цепи, тем самым увеличивая вязкость раствора. Молекулярные цепи эфира целлюлозы переплетаются, образуя трехмерную сетевую структуру, что также обеспечивает хорошую вязкость его водного раствора.
Высоковязкий водный раствор эфира целлюлозы обладает высокой тиксотропией, что также является важной характеристикой эфира целлюлозы. Водные растворы метилцеллюлозы обычно имеют псевдопластичную и нетиксотропную текучесть ниже температуры гелеобразования, но проявляют ньютоновские свойства течения при низких скоростях сдвига. Псевдопластичность возрастает с увеличением молекулярной массы или концентрации эфира целлюлозы, независимо от типа заместителя и степени замещения. Поэтому эфиры целлюлозы одинаковой вязкости, независимо от mc, HPmc, HEmc, всегда будут проявлять одинаковые реологические свойства при условии поддержания постоянной концентрации и температуры. При повышении температуры образуются структурные гели, и возникают сильно тиксотропные течения. Высококонцентрированные и низковязкие эфиры целлюлозы проявляют тиксотропию даже ниже температуры гелеобразования. Это свойство очень полезно для регулирования выравнивания и провисания при строительстве строительных растворов. Здесь необходимо пояснить, что чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудержание, но чем выше вязкость, тем выше относительная молекулярная масса эфира целлюлозы и, соответственно, тем ниже его растворимость, что негативно сказывается на концентрации раствора и строительных характеристиках. Чем выше вязкость, тем более выражен эффект загущения раствора, но это не полностью пропорционально. Некоторые растворы средней и низкой вязкости, однако, модифицированный эфир целлюлозы, обладают лучшими характеристиками в повышении прочности влажного раствора. С увеличением вязкости улучшается и водоудержание эфира целлюлозы.
Дата публикации: 28 февраля 2023 г.