Celluloseether in Fertigmörtelzusätzen

1. Die Hauptfunktion von Celluloseether

In Fertigmörtel ist Celluloseether ein Hauptzusatzstoff, der in sehr geringen Mengen zugegeben wird, aber die Leistung von Nassmörtel erheblich verbessern und die Konstruktionsleistung von Mörtel beeinflussen kann.

2. Arten von Celluloseethern

Die Herstellung von Celluloseether erfolgt hauptsächlich aus Naturfasern durch alkalische Auflösung, Pfropfreaktion (Veretherung), Waschen, Trocknen, Mahlen und andere Prozesse.

Naturfasern lassen sich nach ihren Hauptrohstoffen in Baumwollfasern, Zedernfasern, Buchenfasern usw. unterteilen. Ihr Polymerisationsgrad variiert, was sich auf die endgültige Viskosität ihrer Produkte auswirkt. Derzeit verwenden große Zellulosehersteller Baumwollfasern (ein Nebenprodukt der Nitrozellulose) als Hauptrohstoff.

Celluloseether lassen sich in ionische und nichtionische Typen unterteilen. Zu den ionischen Typen gehören hauptsächlich Carboxymethylcellulosesalze, zu den nichtionischen hauptsächlich Methylcellulose, Methylhydroxyethyl(propyl)cellulose, Hydroxyethylcellulose usw.

Die derzeit in Transportmörtel verwendeten Celluloseether sind hauptsächlich Methylcelluloseether (MC), Methylhydroxyethylcelluloseether (MHEC), Methylhydroxypropylcelluloseether (MHPG) und Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC). Ionische Cellulose (Carboxymethylcellulosesalz) ist in Transportmörtel instabil gegenüber Calciumionen und wird daher selten in Fertigmischungen verwendet, die Zement, gelöschten Kalk usw. als Bindemittel verwenden. In einigen Teilen Chinas wird Carboxymethylcellulosesalz als Verdickungsmittel für bestimmte Innenprodukte verwendet, die mit modifizierter Stärke als Hauptbindemittel und Shuangfei-Pulver als Füllstoff verarbeitet werden. Dieses Produkt ist schimmelanfällig und nicht wasserbeständig und wird derzeit aus dem Verkehr gezogen. Hydroxyethylcellulose wird ebenfalls in einigen Transportmischungen verwendet, hat aber einen sehr geringen Marktanteil.

3. Hauptleistungsindikatoren von Celluloseether

(1) Löslichkeit

Cellulose ist eine Polyhydroxypolymerverbindung, die sich weder auflöst noch schmilzt. Nach der Veretherung ist Cellulose in Wasser, verdünnten alkalischen Lösungen und organischen Lösungsmitteln löslich und thermoplastisch. Die Löslichkeit hängt hauptsächlich von vier Faktoren ab: Erstens schwankt die Löslichkeit mit der Viskosität. Je niedriger die Viskosität, desto höher die Löslichkeit. Zweitens von den Eigenschaften der während des Veretherungsprozesses eingeführten Gruppen. Je größer die eingeführte Gruppe, desto geringer die Löslichkeit. Je polarer die eingeführte Gruppe, desto leichter löst sich der Celluloseether in Wasser. Drittens vom Substitutionsgrad und der Verteilung der veretherten Gruppen in den Makromolekülen. Die meisten Celluloseether lösen sich nur bis zu einem bestimmten Substitutionsgrad in Wasser. Viertens vom Polymerisationsgrad des Celluloseethers. Je höher der Polymerisationsgrad, desto geringer die Löslichkeit; je niedriger der Polymerisationsgrad, desto breiter ist der Bereich des in Wasser löslichen Substitutionsgrads.

(2) Wassereinlagerungen

Die Wasserrückhaltefähigkeit ist eine wichtige Eigenschaft von Celluloseether und wird von vielen inländischen Trockenpulverherstellern, insbesondere in südlichen Regionen mit hohen Temperaturen, sehr geschätzt. Faktoren, die die Wasserrückhaltefähigkeit von Mörtel beeinflussen, sind die Menge des zugesetzten Celluloseethers, die Viskosität, die Partikelfeinheit und die Temperatur der Anwendungsumgebung. Je höher die zugesetzte Celluloseethermenge, desto besser die Wasserrückhaltefähigkeit; je höher die Viskosität, desto besser die Wasserrückhaltefähigkeit; je feiner die Partikel, desto besser die Wasserrückhaltefähigkeit.

(3) Viskosität

Die Viskosität ist ein wichtiger Parameter von Celluloseetherprodukten. Verschiedene Celluloseetherhersteller verwenden derzeit unterschiedliche Methoden und Instrumente zur Viskositätsmessung. Für dasselbe Produkt sind die mit verschiedenen Methoden gemessenen Viskositätsergebnisse sehr unterschiedlich, und einige weisen sogar doppelte Unterschiede auf. Daher muss beim Viskositätsvergleich zwischen denselben Prüfmethoden, einschließlich Temperatur, Rotor usw., gearbeitet werden.

Im Allgemeinen gilt: Je höher die Viskosität, desto besser die Wasserrückhaltewirkung. Allerdings steigt mit zunehmender Viskosität auch das Molekulargewicht des Celluloseethers, und die damit einhergehende Verringerung seiner Löslichkeit wirkt sich negativ auf die Festigkeit und die Konstruktionseigenschaften des Mörtels aus. Je höher die Viskosität, desto deutlicher wird die Verdickungswirkung des Mörtels, sie ist jedoch nicht direkt proportional. Je höher die Viskosität, desto zähflüssiger ist der Nassmörtel. Beim Bauen äußert sich dies in einem Anhaften am Schaber und einer starken Haftung am Untergrund. Dies trägt jedoch nicht zur Verbesserung der strukturellen Festigkeit des Nassmörtels selbst bei. Beim Bauen ist die Standfestigkeit nicht deutlich erkennbar. Im Gegenteil, einige modifizierte Methylcelluloseether mit mittlerer und niedriger Viskosität verbessern die strukturelle Festigkeit von Nassmörtel hervorragend.

(4) Die Feinheit der Partikel:

Der für Transportmörtel verwendete Celluloseether muss ein Pulver mit geringem Wassergehalt sein und eine Feinheit von 20 bis 60 % aufweisen, wobei die Partikelgröße unter 63 μm liegen muss. Die Feinheit beeinflusst die Löslichkeit des Celluloseethers. Grobe Celluloseether liegen üblicherweise in Form von Granulaten vor, die sich leicht in Wasser dispergieren und auflösen lassen, ohne zu verklumpen. Allerdings lösen sie sich nur langsam auf und sind daher nicht für die Verwendung in Transportmörtel geeignet (einige Haushaltsprodukte flocken aus, lassen sich nicht leicht in Wasser dispergieren und auflösen und neigen zum Verklumpen). In Transportmörtel wird der Celluloseether zwischen Zuschlagstoffen, feinen Füllstoffen sowie Zement und anderen Bindemitteln dispergiert. Nur ein ausreichend feines Pulver kann eine Agglomeration des Celluloseethers beim Mischen mit Wasser verhindern. Wenn Celluloseether mit Wasser versetzt wird, um die Agglomeration aufzulösen, ist eine Dispergierung und Auflösung sehr schwierig.

(5) Modifizierung von Celluloseether

Die Modifizierung von Celluloseether verbessert dessen Leistungsfähigkeit und ist der wichtigste Aspekt. Die Eigenschaften von Celluloseether können verbessert werden, um seine Benetzbarkeit, Dispergierbarkeit, Haftung, Verdickung, Emulgierung, Wasserrückhaltefähigkeit und Filmbildungseigenschaften sowie seine Ölundurchlässigkeit zu optimieren.

4. Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Wasserretention von Mörtel

Die Wasserretention von Celluloseether nimmt mit steigender Temperatur ab. In der praktischen Materialanwendung wird Mörtel in vielen Umgebungen häufig bei hohen Temperaturen (über 40 °C) auf heiße Untergründe aufgetragen. Die Abnahme der Wasserretention hat spürbare Auswirkungen auf die Verarbeitbarkeit und Rissbeständigkeit. Die Temperaturabhängigkeit führt weiterhin zu einer Schwächung der Mörteleigenschaften, und unter diesen Bedingungen ist es besonders wichtig, den Einfluss von Temperaturfaktoren zu reduzieren. Die Mörtelrezepturen wurden entsprechend angepasst, und an den saisonalen Rezepturen wurden viele wichtige Änderungen vorgenommen. Selbst bei erhöhter Dosierung (Sommerrezeptur) werden Verarbeitbarkeit und Rissbeständigkeit den Anwendungsanforderungen nicht gerecht. Dies erfordert eine spezielle Behandlung des Celluloseethers, wie z. B. eine Erhöhung des Veretherungsgrades usw., damit die Wasserretentionswirkung bei relativ hohen Temperaturen erreicht wird. Bei hohen Temperaturen bleibt die Wirkung besser erhalten, sodass die Leistung auch unter rauen Bedingungen besser ist.

5. Verarbeitung im Fertigmörtel

In Fertigmörtel dient Celluloseether der Wasserspeicherung, Verdickung und Verbesserung der Baueigenschaften. Eine gute Wasserspeicherung verhindert, dass der Mörtel durch Wassermangel und unvollständige Hydratisierung absandet, pulverisiert oder seine Festigkeit verringert. Die Verdickungswirkung erhöht die strukturelle Festigkeit des Nassmörtels erheblich. Die Zugabe von Celluloseether kann die Nassviskosität von Nassmörtel deutlich verbessern und sorgt für eine gute Viskosität auf verschiedenen Untergründen, wodurch die Wandeigenschaften des Nassmörtels verbessert und Abfall reduziert wird. Darüber hinaus spielt Celluloseether in verschiedenen Produkten eine unterschiedliche Rolle. Beispielsweise kann Celluloseether in Fliesenklebern die Öffnungszeit verlängern und die Zeit anpassen; in mechanischem Spritzmörtel kann er die strukturelle Festigkeit von Nassmörtel verbessern; in selbstnivellierenden Mörteln kann er Setzungen, Entmischungen und Schichtungen verhindern. Daher wird Celluloseether häufig als wichtiger Zusatzstoff in Trockenmörtelpulvern verwendet.