V že pripravljeni malti je dodana količina celuloznega etra zelo majhna, vendar lahko znatno izboljša delovanje mokre malte in je glavni dodatek, ki vpliva na gradbeno delovanje malte. Razumna izbira celuloznih etrov različnih vrst, različnih viskoznosti, različnih velikosti delcev, različnih stopenj viskoznosti in dodanih količin bo pozitivno vplivala na izboljšanje delovanja suhe praškaste malte. Trenutno imajo številne zidarske in ometne malte slabo sposobnost zadrževanja vode, vodna zmes pa se po nekaj minutah stanja loči.
Zadrževanje vode je pomembna lastnost metilcelulozni eter, in to je tudi lastnost, na katero so pozorni številni domači proizvajalci suhih malt, zlasti tisti v južnih regijah z visokimi temperaturami. Dejavniki, ki vplivajo na učinek zadrževanja vode suhe malte, vključujejo količino dodane MC, viskoznost MC, finost delcev in temperaturo okolja uporabe.
Celulozni eter je sintetični polimer, izdelan iz naravne celuloze s kemično modifikacijo. Celulozni eter je derivat naravne celuloze. Proizvodnja celuloznega etra se razlikuje od proizvodnje sintetičnih polimerov. Njegov najosnovnejši material je celuloza, naravna polimerna spojina. Zaradi posebnosti naravne celulozne strukture celuloza sama nima sposobnosti reakcije z eterifikacijskimi sredstvi. Vendar pa se po obdelavi z nabreklim sredstvom močne vodikove vezi med molekularnimi verigami in verigami uničijo, aktivno sproščanje hidroksilne skupine pa postane reaktivna alkalna celuloza. Pridobite celulozni eter.
Lastnosti celuloznih etrov so odvisne od vrste, števila in porazdelitve substituentov. Razvrstitev celuloznih etrov temelji tudi na vrsti substituentov, stopnji eterifikacije, topnosti in sorodnih uporabnih lastnostih. Glede na vrsto substituentov v molekularni verigi jih lahko razdelimo na monoeter in mešani eter. MC, ki ga običajno uporabljamo, je monoeter, HPMC pa mešani eter. Metilcelulozni eter MC nastane po tem, ko je hidroksilna skupina na glukozni enoti naravne celuloze substituirana z metoksi skupino. Del hidroksilne skupine na enoti je substituiran z metoksi skupino, drugi del pa s hidroksipropilno skupino. Etilmetilcelulozni eter HEMC, to so glavne sorte, ki se pogosto uporabljajo in prodajajo na trgu.
Glede na topnost jih lahko razdelimo na ionske in neionske. V vodi topni neionski celulozni etri so sestavljeni predvsem iz dveh vrst alkilnih etrov in hidroksialkilnih etrov. Ionski CMC se uporablja predvsem v sintetičnih detergentih, tiskanju in barvanju tekstila, pri iskanju hrane in nafte. Neionski MC, HPMC, HEMC itd. se uporabljajo predvsem v gradbenih materialih, lateks premazih, medicini, vsakodnevnih kemikalijah itd. Uporabljajo se kot zgoščevalec, sredstvo za zadrževanje vode, stabilizator, dispergator in sredstvo za tvorbo filma.
Zadrževanje vode v celuloznem etru: Pri proizvodnji gradbenih materialov, zlasti suhih prašnih malt, ima celulozni eter nenadomestljivo vlogo, še posebej pri proizvodnji posebnih malt (modificiranih malt), kjer je nepogrešljiv in pomemben sestavni del. Pomembna vloga vodotopnega celuloznega etra v malti ima predvsem tri vidike: odličen vpliv na konsistenco in tiksotropnost malte ter interakcija s cementom. Učinek zadrževanja vode celuloznega etra je odvisen od absorpcije vode osnovne plasti, sestave malte, debeline plasti malte, potrebe malte po vodi in časa vezanja materiala. Zadrževanje vode v celuloznem etru izhaja iz topnosti in dehidracije samega celuloznega etra. Kot vsi vemo, čeprav celulozna molekularna veriga vsebuje veliko število visoko hidratabilnih OH skupin, ni topna v vodi, ker ima celulozna struktura visoko stopnjo kristaliničnosti. Hidratacijska sposobnost hidroksilnih skupin sama po sebi ni dovolj, da bi pokrila močne vodikove vezi in van der Waalsove sile med molekulami. Zato le nabrekne, vendar se v vodi ne raztopi. Ko se v molekularno verigo vnese substituent, ne le substituent uniči vodikovo verigo, ampak se zaradi zagozditve substituenta med sosednjimi verigami uniči tudi medverižna vodikova vez. Večji kot je substituent, večja je razdalja med molekulami. Večja kot je razdalja. Večji kot je učinek uničenja vodikovih vezi, celulozni eter postane topen v vodi, ko se celulozna rešetka razširi in raztopina vstopi vanjo, kar tvori raztopino z visoko viskoznostjo. Ko se temperatura dvigne, hidracija polimera oslabi in voda med verigami se iztisne. Ko je učinek dehidracije zadosten, se molekule začnejo agregirati in tvorijo tridimenzionalni mrežni gel, ki se zloži.
Dejavniki, ki vplivajo na zadrževanje vode v malti, vključujejo viskoznost celuloznega etra, dodano količino, finost delcev in temperaturo uporabe.
Večja kot je viskoznost celuloznega etra, boljša je učinkovitost zadrževanja vode. Viskoznost je pomemben parameter delovanja celuloznega etra. Trenutno različni proizvajalci celuloznega etra uporabljajo različne metode in instrumente za merjenje viskoznosti celuloznega etra. Glavne metode so Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde in Brookfield. Za isti izdelek se rezultati viskoznosti, izmerjeni z različnimi metodami, zelo razlikujejo, nekateri pa imajo celo dvojne razlike. Zato je treba pri primerjavi viskoznosti primerjati med istimi preskusnimi metodami, vključno s temperaturo, rotorjem itd.
Na splošno velja, da višja kot je viskoznost, boljši je učinek zadrževanja vode. Vendar pa ima višja kot je viskoznost in višja kot je molekulska masa MC, ustrezno zmanjšanje njegove topnosti negativno vpliva na trdnost in konstrukcijske lastnosti malte. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja malte, vendar ta ni neposredno sorazmeren. Višja kot je viskoznost, bolj viskozna bo mokra malta, kar se med gradnjo kaže kot lepljenje na strgalo in visoka adhezija na podlago. Vendar to ne pomaga povečati strukturne trdnosti same mokre malte. Med gradnjo učinek proti posedanju ni očiten. Nasprotno, nekateri srednje in nizko viskozni, vendar modificirani metilcelulozni etri, odlično izboljšajo strukturno trdnost mokre malte.
Večja kot je količina celuloznega etra, dodanega malti, boljša je njena sposobnost zadrževanja vode, višja kot je viskoznost, boljša je njena sposobnost zadrževanja vode.
Kar zadeva velikost delcev, velja, da boljša kot je velikost delcev, boljša je zadrževanje vode. Ko veliki delci celuloznega etra pridejo v stik z vodo, se površina takoj raztopi in tvori gel, ki ovije material, da prepreči nadaljnje infiltriranje molekul vode. Včasih se materiala ne more enakomerno dispergirati in raztopiti niti po dolgotrajnem mešanju, kar povzroči motno flokulentno raztopino ali aglomeracijo. To močno vpliva na zadrževanje vode v celuloznem etru, topnost pa je eden od dejavnikov pri izbiri celuloznega etra. Drobnost je tudi pomemben pokazatelj učinkovitosti metilceluloznega etra. MC, ki se uporablja za suho praškasto malto, mora biti v prahu z nizko vsebnostjo vode, finost pa zahteva tudi, da je 20 % do 60 % velikosti delcev manjših od 63 μm. Drobnost vpliva na topnost metilceluloznega etra. Groba MC je običajno granulirana in se zlahka raztopi v vodi brez aglomeracije, vendar je hitrost raztapljanja zelo počasna, zato ni primerna za uporabo v suhi praškasti malti. V suhi praškasti malti je MC dispergiran med vezivnimi materiali, kot so agregat, fino polnilo in cement, in le dovolj fin prah lahko prepreči aglomeracijo metilceluloznega etra pri mešanju z vodo. Ko se MC doda z vodo za raztapljanje aglomeratov, ga je zelo težko dispergirati in raztopiti. Groba finost MC ni le potratna, ampak tudi zmanjša lokalno trdnost malte. Ko se takšna suha praškasta malta nanese na veliko površino, se hitrost strjevanja lokalne suhe praškaste malte znatno zmanjša, zaradi različnih časov strjevanja pa se pojavijo razpoke. Pri brizgani malti z mehansko konstrukcijo so zahteve glede finosti večje zaradi krajšega časa mešanja.
Drobnost MC ima tudi določen vpliv na zadrževanje vode. Na splošno velja, da pri metilceluloznih etrih z enako viskoznostjo, vendar različno drobnostjo, pri enaki dodani količini velja, da je bolj fina, boljši učinek zadrževanja vode.
Zadrževanje vode v MC je povezano tudi z uporabljeno temperaturo, zadrževanje vode v metilceluloznem etru pa se z naraščanjem temperature zmanjšuje. Vendar pa se v dejanskih materialih suha praškasta malta pogosto nanaša na vroče podlage pri visokih temperaturah (nad 40 stopinj) v mnogih okoljih, na primer pri ometanju zunanjih sten na soncu poleti, kar pogosto pospeši strjevanje cementa in strjevanje suhe praškaste malte. Zmanjšanje stopnje zadrževanja vode vodi do očitnega občutka, da sta prizadeti tako obdelovalnost kot odpornost proti razpokam, zato je še posebej pomembno zmanjšati vpliv temperaturnih dejavnikov v teh pogojih. Čeprav se dodatki metil hidroksietil celuloznega etra trenutno štejejo za vodilne v tehnološkem razvoju, bo njihova odvisnost od temperature še vedno vodila do slabše učinkovitosti suhe praškaste malte. Čeprav se količina metil hidroksietil celuloze poveča (poletna formula), obdelovalnost in odpornost proti razpokam še vedno ne moreta zadostiti potrebam uporabe. Z nekaj posebne obdelave MC, kot je povečanje stopnje eterifikacije itd., se lahko učinek zadrževanja vode ohrani pri višji temperaturi, tako da se lahko zagotovi boljše delovanje v težkih pogojih.
Poleg tega je zgoščevanje in tiksotropija celuloznega etra: druga funkcija celuloznega etra – zgoščevanje je odvisna od: stopnje polimerizacije celuloznega etra, koncentracije raztopine, strižne hitrosti, temperature in drugih pogojev. Lastnost želiranja raztopine je edinstvena za alkil celulozo in njene modificirane derivate. Lastnosti želiranja so povezane s stopnjo substitucije, koncentracijo raztopine in dodatki. Pri hidroksialkil modificiranih derivatih so lastnosti gela povezane tudi s stopnjo modifikacije hidroksialkila. Za MC in HPMC z nizko viskoznostjo lahko pripravimo 10–15 % raztopino, za MC in HPMC s srednjo viskoznostjo pa 5–10 % raztopino, medtem ko za MC in HPMC z visoko viskoznostjo ...HPMCLahko pripravimo le 2–3 % raztopino, običajno pa je tudi klasifikacija viskoznosti celuloznega etra razvrščena po 1–2 % raztopini. Visokomolekularni celulozni eter ima visoko učinkovitost zgoščevanja. V raztopini z enako koncentracijo imajo polimeri z različnimi molekulskimi masami različne viskoznosti. Visoka stopnja. Ciljno viskoznost je mogoče doseči le z dodatkom velike količine nizkomolekularnega celuloznega etra. Njegova viskoznost je malo odvisna od strižne hitrosti, visoka viskoznost pa doseže ciljno viskoznost, potrebna količina dodatka pa je majhna, viskoznost pa je odvisna od učinkovitosti zgoščevanja. Zato je treba za doseganje določene konsistence zagotoviti določeno količino celuloznega etra (koncentracijo raztopine) in viskoznost raztopine. Temperatura gela raztopine se linearno zmanjšuje z naraščanjem koncentracije raztopine in gelira pri sobni temperaturi po doseganju določene koncentracije. Koncentracija gela HPMC je pri sobni temperaturi relativno visoka.
Konsistenco je mogoče prilagoditi tudi z izbiro velikosti delcev in izbiro celuloznih etrov z različnimi stopnjami modifikacije. Tako imenovana modifikacija pomeni uvedbo določene stopnje substitucije hidroksialkilnih skupin v ogrodno strukturo MC. S spreminjanjem relativnih substitucijskih vrednosti obeh substituentov, torej relativnih substitucijskih vrednosti DS in ms metoksi in hidroksialkilnih skupin, kot pogosto rečemo, lahko dosežemo različne zahteve glede delovanja celuloznega etra.
Razmerje med konsistenco in modifikacijo: dodatek celuloznega etra vpliva na porabo vode v malti, spreminjanje razmerja med vodo in vezivom med vodo in cementom pa ima učinek zgoščevanja, večji kot je odmerek, večja je poraba vode.
Celulozni etri, ki se uporabljajo v praškastih gradbenih materialih, se morajo hitro raztopiti v hladni vodi in zagotoviti ustrezno konsistenco za sistem. Če jim damo določeno strižno hitrost, še vedno postanejo flokulantni in koloidni bloki, kar je nekakovosten izdelek slabe kakovosti.
Obstaja tudi dobra linearna povezava med konsistenco cementne paste in odmerkom celuloznega etra. Celulozni eter lahko močno poveča viskoznost malte. Večji kot je odmerek, bolj očiten je učinek. Vodna raztopina celuloznega etra z visoko viskoznostjo ima visoko tiksotropijo, kar je tudi glavna značilnost celuloznega etra. Vodne raztopine MC polimerov imajo običajno psevdoplastično in netiksotropno fluidnost pod temperaturo gela, vendar Newtonove lastnosti pretoka pri nizkih strižnih hitrostih. Psevdoplastičnost se povečuje z molekulsko maso ali koncentracijo celuloznega etra, ne glede na vrsto substituenta in stopnjo substitucije. Zato bodo celulozni etri iste stopnje viskoznosti, ne glede na MC, HPMC, HEMC, vedno kazali enake reološke lastnosti, dokler sta koncentracija in temperatura konstantni. Strukturni geli nastanejo pri zvišanju temperature in pride do zelo tiksotropnega toka. Celulozni etri z visoko koncentracijo in nizko viskoznostjo kažejo tiksotropijo tudi pod temperaturo gela. Ta lastnost je zelo koristna za prilagajanje izravnave in posedanja pri gradnji gradbene malte. Tukaj je treba pojasniti, da višja kot je viskoznost celuloznega etra, boljše je zadrževanje vode, vendar višja kot je viskoznost, višja je relativna molekulska masa celuloznega etra in s tem se zmanjša njegova topnost, kar negativno vpliva na koncentracijo malte in konstrukcijske lastnosti. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja malte, vendar ta ni popolnoma sorazmeren. Nekateri imajo srednjo in nizko viskoznost, vendar ima modificiran celulozni eter boljše rezultate pri izboljšanju strukturne trdnosti mokre malte. Z naraščajočo viskoznostjo se izboljša zadrževanje vode celuloznega etra.
Zaviranje celuloznega etra: Tretja funkcija celuloznega etra je zaviranje procesa hidratacije cementa. Celulozni eter daje malti različne koristne lastnosti, poleg tega pa zmanjšuje zgodnjo hidratacijsko toploto cementa in zavlačuje dinamični proces hidratacije cementa. To je neugodno za uporabo malte v hladnih območjih. Ta zavlačevalni učinek je posledica adsorpcije molekul celuloznega etra na produkte hidratacije, kot sta CSH in Ca(OH)2. Zaradi povečane viskoznosti raztopine v porah celulozni eter zmanjša mobilnost ionov v raztopini in s tem zavlačuje proces hidratacije. Višja kot je koncentracija celuloznega etra v mineralnem gelu, bolj izrazit je učinek zavlačevalnega učinka hidratacije. Celulozni eter ne le zavlačuje strjevanje, ampak tudi zavlačuje proces strjevanja cementne malte. Zavlačevalni učinek celuloznega etra ni odvisen le od njegove koncentracije v mineralnem gelu, temveč tudi od kemijske strukture. Višja kot je stopnja metilacije HEMC, boljši je zavlačevalni učinek celuloznega etra. Razmerje med hidrofilno substitucijo in substitucijo, ki povečuje vodo, zavlačevalni učinek je močnejši. Vendar pa viskoznost celuloznega etra le malo vpliva na kinetiko hidratacije cementa.
Z naraščanjem vsebnosti celuloznega etra se čas vezanja malte znatno poveča. Med začetnim časom vezanja malte in vsebnostjo celuloznega etra obstaja dobra nelinearna korelacija, med končnim časom vezanja in vsebnostjo celuloznega etra pa dobra linearna korelacija. Čas delovanja malte lahko nadzorujemo s spreminjanjem količine celuloznega etra.
Če povzamemo, v že pripravljeni malti,celulozni eterigra vlogo pri zadrževanju vode, zgoščevanju, upočasnjevanju hidratacije cementa in izboljšanju gradbenih lastnosti. Dobra sposobnost zadrževanja vode omogoča popolnejšo hidratacijo cementa, lahko izboljša mokro viskoznost mokre malte, poveča vezivno trdnost malte in prilagodi čas. Dodajanje celuloznega etra mehanski brizgalni malti lahko izboljša učinkovitost brizganja ali črpanja ter strukturno trdnost malte. Zato se celulozni eter pogosto uporablja kot pomemben dodatek v že pripravljeni malti.
Čas objave: 28. april 2024