Eteri de celuloză sunt un tip de compuși polimerici organici modificați chimic din celuloză naturală. Sunt utilizate în mod obișnuit în materialele de construcție, în special în materialele pe bază de ciment. Influența eterului de celuloză asupra procesului de hidratare a cimentului se reflectă în principal în următoarele aspecte: dispersia particulelor de ciment, reținerea apei, efectul de îngroșare și influența asupra morfologiei și dezvoltării rezistenței produselor de hidratare din ciment.
1. Introducere în hidratarea cimentului
Procesul de hidratare al cimentului este o serie de reacții fizice și chimice complexe între ciment și apă. Aceste reacții fac ca pasta de ciment să se întărească treptat pentru a forma o structură solidă, producând în cele din urmă produse de hidratare precum silicat de calciu hidrat (CSH) și hidroxid de calciu (CH). În timpul acestui proces, viteza de reacție de hidratare a cimentului, fluiditatea și retenția de apă a șlamului și formarea produselor de hidratare afectează în mod direct rezistența și durabilitatea betonului final.
2. Mecanismul de acțiune al eterilor de celuloză
Eterul de celuloză joacă un rol regulator fizic și chimic semnificativ în procesul de hidratare a cimentului. Eterul de celuloză afectează în principal procesul de hidratare al cimentului în două moduri: unul este prin afectarea distribuției și evaporării apei în suspensia de ciment; celălalt este prin afectarea dispersiei și coagulării particulelor de ciment.
Controlul umidității și reținerea apei
Eteri de celuloză pot îmbunătăți considerabil retenția de apă a materialelor pe bază de ciment. Datorită hidrofilității sale puternice, eterul de celuloză poate forma o soluție coloidală stabilă în apă, care poate absorbi și reține umiditatea. Această capacitate de reținere a apei este importantă în reducerea fisurilor cauzate de pierderea rapidă de apă din beton în timpul hidratării timpurii. În special în medii uscate sau în condiții de construcție cu temperaturi ridicate, eterul de celuloză poate împiedica eficient evaporarea prea rapidă a apei și poate asigura că cantitatea de apă din suspensia de ciment este suficientă pentru a susține reacția normală de hidratare.
Reologie și îngroșare
Eteri de celuloză pot îmbunătăți, de asemenea, reologia suspensiilor de ciment. După adăugarea eterului de celuloză, consistența nămolului de ciment va crește semnificativ. Acest fenomen este atribuit în principal structurii cu lanț lung formată din moleculele de eter de celuloză din apă. Această moleculă cu lanț lung poate restricționa mișcarea particulelor de ciment, crescând astfel vâscozitatea și consistența suspensiei. Această proprietate este deosebit de importantă în aplicații precum tencuiala și adezivii pentru plăci, deoarece împiedică curgerea prea rapidă a mortarului de ciment, oferind în același timp performanțe mai bune de construcție.
Întârzie hidratarea și reglează timpul de priză
Eterul de celuloză poate întârzia reacția de hidratare a cimentului și poate crește priza inițială și timpul de priză finală a suspensiei de ciment. Acest efect apare deoarece moleculele de eter de celuloză sunt adsorbite pe suprafața particulelor de ciment, formând o barieră care împiedică contactul direct între apă și particulele de ciment, încetinind astfel reacția de hidratare. Prin întârzierea timpului de priză, eterii de celuloză pot îmbunătăți operabilitatea construcției, oferind lucrătorilor din construcții mai mult timp pentru a face ajustări și corecții.
3. Efectul asupra formei produselor de hidratare din ciment
Prezența eterului de celuloză afectează și microstructura produselor de hidratare din ciment. Studiile au arătat că morfologia gelului de silicat de calciu hidrat (CSH) se va modifica după adăugarea eterului de celuloză. Moleculele de eter de celuloză pot afecta structura cristalină a CSH, făcându-l mai liber. Această structură liberă poate reduce rezistența timpurie într-o anumită măsură, dar ajută și la îmbunătățirea durității materialului.
Eteri de celuloză pot reduce, de asemenea, formarea de etringit în timpul procesului de hidratare. Deoarece eterul de celuloză întârzie viteza reacției de hidratare, viteza de formare a etringitului în ciment este redusă, reducând astfel stresul intern cauzat de extinderea volumului în timpul procesului de întărire.
4. Efectul asupra dezvoltării forței
Eteri de celuloză au, de asemenea, un impact semnificativ asupra dezvoltării rezistenței materialelor pe bază de ciment. Deoarece eterii de celuloză întârzie rata de hidratare a cimentului, dezvoltarea rezistenței timpurii a pastelor de ciment este de obicei mai lentă. Cu toate acestea, pe măsură ce reacția de hidratare continuă, efectul de reglare al retenției de apă a eterului de celuloză și al morfologiei produsului de hidratare poate apărea treptat, ceea ce va ajuta la îmbunătățirea rezistenței în etapa ulterioară.
Trebuie remarcat faptul că cantitatea adăugată și tipul de eter de celuloză au un impact dublu asupra rezistenței. O cantitate adecvată de eter de celuloză poate îmbunătăți performanța construcției și poate crește rezistența ulterioară, dar utilizarea excesivă poate duce la o scădere a rezistenței timpurii a materialelor pe bază de ciment și poate afecta proprietățile mecanice finale. Prin urmare, în aplicațiile practice, tipul și dozajul eterului de celuloză trebuie optimizate și proiectate în conformitate cu cerințele specifice de inginerie.
Eterul de celuloză afectează procesul de hidratare și proprietățile materialului cimentului prin îmbunătățirea retenției de apă a materialelor pe bază de ciment, ajustarea ratei de hidratare și afectarea formei produselor de hidratare. Deși eterii de celuloză pot cauza o pierdere a rezistenței timpurii, ei pot îmbunătăți durabilitatea și duritatea betonului pe termen lung. Adăugarea de eter de celuloză poate, de asemenea, îmbunătăți semnificativ performanța construcției, în special în scenariile de aplicare care necesită timpi lungi de lucru și cerințe ridicate de reținere a apei. Are avantaje de neînlocuit. În aplicațiile reale de inginerie, selecția rezonabilă a tipului și a dozei de eter de celuloză poate echilibra rezistența, performanța construcției și cerințele de durabilitate ale materialului.
Ora postării: 27-sept-2024