În mortarul gata amestecat, cantitatea adăugată de eter de celuloză este foarte mică, dar poate îmbunătăți semnificativ performanța mortarului umed și este un aditiv principal care afectează performanța de construcție a mortarului.Selecția rezonabilă de eteri de celuloză de diferite soiuri, diferite vâscozități, diferite dimensiuni ale particulelor, diferite grade de vâscozitate și cantități adăugate vor avea un impact pozitiv asupra îmbunătățirii performanței mortarului de pulbere uscată.În prezent, multe mortare pentru zidărie și tencuieli au performanțe slabe de reținere a apei, iar șlamul de apă se va separa după câteva minute de ședere.Retenția apei este o performanță importantă a eterului de metil celuloză și este, de asemenea, o performanță căreia îi acordă atenție mulți producători autohtoni de mortar uscat, în special cei din regiunile sudice cu temperaturi ridicate.Factorii care afectează efectul de reținere a apei al mortarului uscat includ cantitatea de MC adăugată, vâscozitatea MC, finețea particulelor și temperatura mediului de utilizare.
1. Concept
Eterul de celuloză este un polimer sintetic obținut din celuloză naturală prin modificare chimică.Eterul de celuloză este un derivat al celulozei naturale.Producția de eter de celuloză este diferită de polimerii sintetici.Materialul său cel mai de bază este celuloza, un compus polimer natural.Datorită particularității structurii celulozei naturale, celuloza în sine nu are capacitatea de a reacționa cu agenții de eterificare.Cu toate acestea, după tratamentul agentului de umflare, legăturile puternice de hidrogen dintre lanțurile moleculare și lanțuri sunt distruse, iar eliberarea activă a grupării hidroxil devine o celuloză alcalină reactivă.Obține eter de celuloză.
Proprietățile eterului de celuloză depind de tipul, numărul și distribuția substituenților.Clasificarea eterilor de celuloză se bazează și pe tipul de substituenți, gradul de eterificare, solubilitate și proprietățile de aplicare aferente.În funcție de tipul de substituenți de pe lanțul molecular, acesta poate fi împărțit în monoeter și eter mixt.MC-ul pe care îl folosim de obicei este monoeter, iar HPMC este eter mixt.Eterul de metil celuloză MC este produsul după ce gruparea hidroxil de pe unitatea de glucoză a celulozei naturale este substituită cu metoxi.Este un produs obținut prin înlocuirea unei părți a grupării hidroxil de pe unitate cu o grupare metoxi și a unei alte părți cu o grupare hidroxipropil.Formula structurală este [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroxietil metil celuloză eter HEMC, acestea sunt principalele soiuri utilizate pe scară largă și vândute pe piață.
În ceea ce privește solubilitatea, poate fi împărțit în ionic și neionic.Eteri de celuloză neionici solubili în apă sunt alcătuiți în principal din două serii de eteri alchilici și eteri hidroxialchilici.CMC ionic este utilizat în principal în detergenți sintetici, imprimare și vopsire textile, explorare alimentară și petrol.MC neionic, HPMC, HEMC etc. sunt utilizate în principal în materiale de construcții, acoperiri de latex, medicamente, produse chimice zilnice, etc. Folosit ca agent de îngroșare, agent de reținere a apei, stabilizator, dispersant și agent de formare a peliculei.
În al doilea rând, retenția de apă a eterului de celuloză
Reținerea apei a eterului de celuloză: În producția de materiale de construcție, în special de mortar de pulbere uscată, eterul de celuloză joacă un rol de neînlocuit, în special în producția de mortar special (mortar modificat), este o componentă indispensabilă și importantă.
Rolul important al eterului de celuloză solubil în apă în mortar are în principal trei aspecte, unul este capacitatea excelentă de reținere a apei, celălalt este influența asupra consistenței și tixotropiei mortarului, iar al treilea este interacțiunea cu cimentul.Efectul de reținere a apei al eterului de celuloză depinde de absorbția de apă a stratului de bază, de compoziția mortarului, de grosimea stratului de mortar, de necesarul de apă al mortarului și de timpul de priză al materialului de priză.Retenția de apă a eterului de celuloză în sine provine din solubilitatea și deshidratarea eterului de celuloză însuși.După cum știm cu toții, deși lanțul molecular de celuloză conține un număr mare de grupări OH foarte hidratabile, nu este solubil în apă, deoarece structura celulozei are un grad ridicat de cristalinitate.
Numai capacitatea de hidratare a grupărilor hidroxil nu este suficientă pentru a acoperi legăturile puternice de hidrogen și forțele van der Waals dintre molecule.Prin urmare, doar se umflă, dar nu se dizolvă în apă.Atunci când un substituent este introdus în lanțul molecular, nu numai substituentul distruge lanțul de hidrogen, ci și legătura de hidrogen dintre lanțuri este distrusă din cauza încordării substituentului între lanțurile adiacente.Cu cât substituentul este mai mare, cu atât distanța dintre molecule este mai mare.Cu cât distanța este mai mare.Cu cât efectul de distrugere a legăturilor de hidrogen este mai mare, eterul de celuloză devine solubil în apă după ce rețeaua de celuloză se extinde și soluția intră, formând o soluție cu vâscozitate ridicată.Când temperatura crește, hidratarea polimerului slăbește, iar apa dintre lanțuri este alungată.Când efectul de deshidratare este suficient, moleculele încep să se agrega, formând un gel cu structură de rețea tridimensională și pliat.
Factorii care afectează retenția de apă a mortarului includ vâscozitatea eterului de celuloză, cantitatea de adăugare, finețea particulelor și temperatura de utilizare:
Cu cât vâscozitatea eterului de celuloză este mai mare, cu atât performanța de reținere a apei este mai bună.Vâscozitatea este un parametru important al performanței MC.În prezent, diferiți producători de MC folosesc diferite metode și instrumente pentru a măsura vâscozitatea MC.Principalele metode sunt Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde și Brookfield.Pentru același produs, rezultatele vâscozității măsurate prin diferite metode sunt foarte diferite, iar unele chiar au diferențe dublate.Prin urmare, atunci când se compară vâscozitatea, aceasta trebuie efectuată între aceleași metode de testare, inclusiv temperatura, rotorul etc.
În general, cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât efectul de reținere a apei este mai bun.Cu toate acestea, cu cât vâscozitatea este mai mare și cu cât greutatea moleculară a MC este mai mare, scăderea corespunzătoare a solubilității acestuia va avea un impact negativ asupra rezistenței și performanței de construcție a mortarului.Cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât efectul de îngroșare asupra mortarului este mai evident, dar nu este direct proporțional.Cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât mortarul umed va fi mai vâscos, adică în timpul construcției se manifestă prin lipire de racletă și aderență ridicată la suport.Dar nu este utilă creșterea rezistenței structurale a mortarului umed în sine.În timpul construcției, performanța anti-sag nu este evidentă.Dimpotrivă, unii eteri de metilceluloză modificați cu vâscozitate medie și scăzută au o performanță excelentă în îmbunătățirea rezistenței structurale a mortarului umed.
Cu cât cantitatea de eter de celuloză adăugată la mortar este mai mare, cu atât performanța de reținere a apei este mai bună și cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât performanța de reținere a apei este mai bună.
În ceea ce privește dimensiunea particulelor, cu cât particulele sunt mai fine, cu atât este mai bună retenția de apă.După ce particulele mari de eter de celuloză intră în contact cu apa, suprafața se dizolvă imediat și formează un gel pentru a înveli materialul pentru a preveni infiltrarea în continuare a moleculelor de apă.Uneori nu poate fi dispersat și dizolvat uniform chiar și după o agitare îndelungată, formând o soluție floculentă tulbure sau o aglomerare.Afectează foarte mult retenția de apă a eterului de celuloză, iar solubilitatea este unul dintre factorii pentru alegerea eterului de celuloză.
Finețea este, de asemenea, un indice de performanță important al eterului de metil celuloză.MC utilizat pentru mortarul cu pulbere uscată trebuie să fie pulbere, cu conținut scăzut de apă, iar finețea necesită, de asemenea, ca 20% ~ 60% din dimensiunea particulelor să fie mai mică de 63um.Finețea afectează solubilitatea eterului de metil celuloză.MC grosier este de obicei granular și este ușor de dizolvat în apă fără aglomerare, dar viteza de dizolvare este foarte lentă, deci nu este potrivită pentru utilizare în mortarul de pulbere uscată.În mortarul de pulbere uscată, MC este dispersat printre materialele de cimentare, cum ar fi agregatul, umplutura fină și cimentul, și numai pulberea suficientă de fină poate evita aglomerarea eterului de metil celuloză atunci când se amestecă cu apă.Când se adaugă MC cu apă pentru a dizolva aglomeratele, este foarte dificil de dispersat și dizolvat.
Finețea grosieră a MC nu este doar risipitoare, dar reduce și rezistența locală a mortarului.Atunci când un astfel de mortar uscat de pulbere este aplicat pe o suprafață mare, viteza de întărire a mortarului de pulbere uscată local va fi redusă semnificativ și vor apărea fisuri datorită timpilor de întărire diferiți.Pentru mortarul pulverizat cu construcție mecanică, cerințele de finețe sunt mai mari datorită timpului mai scurt de amestecare.
Finețea MC are, de asemenea, un anumit impact asupra retenției sale de apă.În general, pentru eteri de metil celuloză cu aceeași vâscozitate, dar cu finețe diferită, sub aceeași cantitate de adaos, cu cât este mai fin, cu atât este mai fin, cu atât efectul de reținere a apei este mai bun.
Retenția de apă a MC este legată și de temperatura utilizată, iar retenția de apă a eterului de metil celuloză scade odată cu creșterea temperaturii.Cu toate acestea, în aplicațiile reale ale materialelor, mortarul uscat sub formă de pulbere este adesea aplicat pe substraturi fierbinți la temperaturi ridicate (mai mare de 40 de grade) în multe medii, cum ar fi tencuiala cu chit de perete exterior sub soare vara, ceea ce accelerează adesea întărirea cimentului și întărirea cimentului. mortar de pulbere uscată.Scăderea ratei de retenție a apei duce la sentimentul evident că atât lucrabilitatea, cât și rezistența la fisurare sunt afectate și este deosebit de important să se reducă influența factorilor de temperatură în această condiție.
Deși aditivii eter de metil hidroxietil celuloză sunt considerați în prezent a fi în fruntea dezvoltării tehnologice, dependența lor de temperatură va duce în continuare la slăbirea performanței mortarului sub formă de pulbere uscată.Deși cantitatea de metil hidroxietil celuloză este crescută (formula de vară), lucrabilitatea și rezistența la fisurare încă nu pot satisface nevoile de utilizare.Printr-un tratament special asupra MC, cum ar fi creșterea gradului de eterificare etc., efectul de reținere a apei poate fi menținut la o temperatură mai ridicată, astfel încât să poată oferi performanțe mai bune în condiții dure.
3. Îngroșarea și tixotropia eterului de celuloză
Îngroșarea și tixotropia eterului de celuloză: A doua funcție a eterului de celuloză — efectul de îngroșare depinde de: gradul de polimerizare a eterului de celuloză, concentrația soluției, viteza de forfecare, temperatură și alte condiții.Proprietatea de gelificare a soluției este unică pentru alchil celuloza și derivații ei modificați.Proprietățile de gelificare sunt legate de gradul de substituție, concentrația soluției și aditivi.Pentru derivații modificați cu hidroxialchil, proprietățile gelului sunt, de asemenea, legate de gradul de modificare a hidroxialchilului.Pentru MC și HPMC cu vâscozitate scăzută, se poate prepara o soluție de 10%-15%, MC și HPMC cu vâscozitate medie pot fi preparate 5%-10% soluție, în timp ce MC și HPMC cu vâscozitate ridicată pot prepara doar 2%-3% soluție și, de obicei clasificarea vâscozității eterului de celuloză este de asemenea gradată prin soluție 1%-2%.
Eterul de celuloză cu greutate moleculară mare are o eficiență ridicată de îngroșare.În aceeași soluție de concentrație, polimerii cu greutăți moleculare diferite au vâscozități diferite.Grad înalt.Vâscozitatea țintă poate fi atinsă numai prin adăugarea unei cantități mari de eter de celuloză cu greutate moleculară mică.Vâscozitatea sa depinde puțin de viteza de forfecare, iar vâscozitatea ridicată atinge vâscozitatea țintă, iar cantitatea de adăugare necesară este mică, iar vâscozitatea depinde de eficiența de îngroșare.Prin urmare, pentru a obține o anumită consistență, trebuie garantată o anumită cantitate de eter de celuloză (concentrația soluției) și vâscozitatea soluției.Temperatura gelului soluției scade, de asemenea, liniar odată cu creșterea concentrației soluției și se gelifică la temperatura camerei după atingerea unei anumite concentrații.Concentrația de gelificare a HPMC este relativ mare la temperatura camerei.
Consistența poate fi, de asemenea, ajustată prin alegerea dimensiunii particulelor și alegând eteri de celuloză cu diferite grade de modificare.Așa-numita modificare este de a introduce un anumit grad de substituție a grupărilor hidroxialchil pe structura scheletului MC.Prin modificarea valorilor relative de substituție ale celor doi substituenți, adică valorile de substituție relativă DS și ms ale grupărilor metoxi și hidroxialchil pe care le spunem adesea.Diferite cerințe de performanță ale eterului de celuloză pot fi obținute prin modificarea valorilor relative de substituție ale celor doi substituenți.
Relația dintre consistență și modificare: adăugarea de eter de celuloză afectează consumul de apă al mortarului, modificarea raportului apă-liant dintre apă și ciment este efectul de îngroșare, cu cât doza este mai mare, cu atât consumul de apă este mai mare.
Eteri de celuloză utilizați în materialele de construcție sub formă de pulbere trebuie să se dizolve rapid în apă rece și să ofere o consistență adecvată sistemului.Dacă i se oferă o anumită viteză de forfecare, acesta devine totuși blocaj floculent și coloidal, care este un produs substandard sau de proastă calitate.
Există, de asemenea, o relație liniară bună între consistența pastei de ciment și doza de eter de celuloză.Eterul de celuloză poate crește foarte mult vâscozitatea mortarului.Cu cât doza este mai mare, cu atât efectul este mai evident.Soluția apoasă de eter de celuloză de înaltă vâscozitate are tixotropie ridicată, care este, de asemenea, o caracteristică majoră a eterului de celuloză.Soluțiile apoase de polimeri MC au de obicei fluiditate pseudoplastică și non-tixotropă sub temperatura gelului, dar proprietăți de curgere newtoniene la viteze de forfecare scăzute.Pseudoplasticitatea crește odată cu greutatea moleculară sau concentrația eterului de celuloză, indiferent de tipul de substituent și de gradul de substituție.Prin urmare, eterii de celuloză de același grad de vâscozitate, indiferent de MC, HPMC, HEMC, vor prezenta întotdeauna aceleași proprietăți reologice atâta timp cât concentrația și temperatura sunt menținute constante.
Gelurile structurale se formează atunci când temperatura este ridicată și apar fluxuri foarte tixotrope.Eteri de celuloză cu concentrație mare și vâscozitate scăzută prezintă tixotropie chiar și sub temperatura gelului.Această proprietate este de mare beneficiu pentru ajustarea nivelării și a căderii în construcția mortarului de construcție.Trebuie explicat aici că, cu cât vâscozitatea eterului de celuloză este mai mare, cu atât este mai bună retenția de apă, dar cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât greutatea moleculară relativă a eterului de celuloză este mai mare și scăderea corespunzătoare a solubilității acestuia, ceea ce are un impact negativ. asupra concentrației mortarului și a performanței construcției.Cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât efectul de îngroșare asupra mortarului este mai evident, dar nu este complet proporțional.Unele vâscozitate medie și scăzută, dar eterul de celuloză modificat are performanțe mai bune în îmbunătățirea rezistenței structurale a mortarului umed.Odată cu creșterea vâscozității, retenția de apă a eterului de celuloză se îmbunătățește.4. Retardarea eterului de celuloză
Retardarea eterului de celuloză: A treia funcție a eterului de celuloză este de a întârzia procesul de hidratare a cimentului.Eterul de celuloză conferă mortarului diverse proprietăți benefice și, de asemenea, reduce căldura de hidratare timpurie a cimentului și întârzie procesul dinamic de hidratare al cimentului.Acest lucru este nefavorabil pentru utilizarea mortarului în regiunile reci.Acest efect de întârziere este cauzat de adsorbția moleculelor de eter de celuloză pe produse de hidratare precum CSH și ca(OH)2.Datorită creșterii vâscozității soluției de pori, eterul de celuloză reduce mobilitatea ionilor din soluție, întârziind astfel procesul de hidratare.
Ora postării: 04-feb-2023