Celluloseether ist ein gängiger Zusatzstoff in Baustoffen und wird zur Verbesserung der Bauleistung und der mechanischen Eigenschaften von Mörtel verwendet. Die Feinheit ist eine der wichtigsten Eigenschaften von Celluloseether und bezieht sich auf seine Partikelgrößenverteilung.
Eigenschaften und Anwendungen von Celluloseether
Zu den Celluloseethern zählen vor allem Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Hydroxyethylcellulose (HEC) usw. Ihre Hauptfunktionen in Baumörtel sind:
Wasserrückhaltung: durch Verringerung der Wasserverdunstung, Verlängerung der Zementhydratationszeit und Verbesserung der Mörtelfestigkeit.
Verdickung: Erhöht die Viskosität des Mörtels und verbessert die Bauleistung.
Verbesserung der Rissbeständigkeit: Die wasserspeichernde Eigenschaft des Zelluloseethers trägt dazu bei, die Schrumpfung des Zements zu kontrollieren und so die Entstehung von Rissen im Mörtel zu verringern.
Die Feinheit des Celluloseethers beeinflusst seine Dispergierbarkeit, Löslichkeit und Wirksamkeit im Mörtel und wirkt sich somit auf die Gesamtleistung des Mörtels aus.
Der Einfluss der Feinheit des Celluloseethers auf die Mörtelfestigkeit kann unter folgenden Gesichtspunkten analysiert werden:
1. Auflösungsgeschwindigkeit und Dispergierbarkeit
Die Auflösungsrate von Celluloseether in Wasser hängt eng mit seiner Feinheit zusammen. Celluloseetherpartikel mit höherer Feinheit lösen sich leichter in Wasser und bilden so schnell eine gleichmäßige Dispersion. Diese gleichmäßige Verteilung gewährleistet eine stabile Wasserretention und Verdickung im gesamten Mörtelsystem, fördert den gleichmäßigen Verlauf der Zementhydratationsreaktion und verbessert die Frühfestigkeit des Mörtels.
2. Wasserrückhaltevermögen
Die Feinheit des Celluloseethers beeinflusst dessen Wasserrückhaltevermögen. Celluloseetherpartikel mit höherer Feinheit bieten eine größere spezifische Oberfläche und bilden dadurch wasserspeicherndere mikroporöse Strukturen im Mörtel. Diese Mikroporen können Wasser effektiver zurückhalten, die Reaktionszeit der Zementhydratation verlängern, die Bildung von Hydratationsprodukten fördern und so die Festigkeit des Mörtels erhöhen.
3. Schnittstellenverbindung
Aufgrund ihrer guten Dispergierbarkeit können Celluloseetherpartikel mit höherer Feinheit eine gleichmäßigere Haftschicht zwischen Mörtel und Zuschlagstoff bilden und die Grenzflächenhaftung des Mörtels verbessern. Dieser Effekt trägt dazu bei, dass der Mörtel im Frühstadium eine gute Plastizität behält, das Auftreten von Schwindrissen reduziert und somit die Gesamtfestigkeit verbessert.
4. Die Förderung der Zementhydratation
Während des Zementhydratationsprozesses wird für die Bildung von Hydratationsprodukten eine bestimmte Menge Wasser benötigt. Celluloseether mit höherer Feinheit können gleichmäßigere Hydratationsbedingungen im Mörtel schaffen, das Problem unzureichender oder übermäßiger lokaler Feuchtigkeit vermeiden, den vollständigen Ablauf der Hydratationsreaktion gewährleisten und so die Festigkeit des Mörtels verbessern.
Experimentelle Studie und Ergebnisanalyse
Um die Auswirkung der Feinheit des Celluloseethers auf die Mörtelfestigkeit zu überprüfen, wurden in einigen experimentellen Studien die Feinheit des Celluloseethers angepasst und seine mechanischen Eigenschaften des Mörtels unter verschiedenen Anteilen getestet.
Experimentelles Design
Im Versuch werden üblicherweise Celluloseetherproben unterschiedlicher Feinheit verwendet und jeweils dem Zementmörtel zugegeben. Durch die Kontrolle anderer Variablen (wie Wasser-Zement-Verhältnis, Zuschlagstoffverhältnis, Mischzeit usw.) wird lediglich die Feinheit des Celluloseethers verändert. Anschließend werden eine Reihe von Festigkeitsprüfungen, darunter Druckfestigkeit und Biegezugfestigkeit, durchgeführt.
Experimentelle Ergebnisse zeigen normalerweise:
Celluloseetherproben mit höherer Feinheit können die Druckfestigkeit und Biegefestigkeit von Mörtel im Frühstadium (z. B. nach 3 Tagen und 7 Tagen) deutlich verbessern.
Mit der Verlängerung der Aushärtezeit (z. B. 28 Tage) kann Celluloseether mit höherer Feinheit weiterhin eine gute Wasserspeicherung und Bindung bieten und zeigt ein stabiles Festigkeitswachstum.
Beispielsweise betrug in einem Experiment die Druckfestigkeit von Celluloseethern mit einer Feinheit von 80 Mesh, 100 Mesh und 120 Mesh nach 28 Tagen 25 MPa, 28 MPa bzw. 30 MPa. Dies zeigt, dass die Druckfestigkeit des Mörtels umso höher ist, je höher die Feinheit des Celluloseethers ist.
Praktische Anwendung der Celluloseether-Feinheitsoptimierung
1. An die Bauumgebung anpassen
Beim Bauen in trockener Umgebung oder unter Hochtemperaturbedingungen kann ein Celluloseether mit höherer Feinheit gewählt werden, um die Wasserspeicherfähigkeit des Mörtels zu verbessern und den durch Wasserverdunstung verursachten Festigkeitsverlust zu verringern.
2. Verwendung mit anderen Zusatzstoffen
Celluloseether mit höherer Feinheit kann in Verbindung mit anderen Additiven (wie Wasserreduzierern und Luftporenbildnern) verwendet werden, um die Leistung des Mörtels weiter zu optimieren. Beispielsweise kann der Einsatz von Wasserreduzierern den Wasser-Zement-Wert senken und die Dichte des Mörtels erhöhen, während Celluloseether die Wasserretention und die Festigkeitssteigerung fördert. Die Kombination beider kann die Festigkeit des Mörtels deutlich verbessern.
3. Optimierung des Bauprozesses
Während des Bauprozesses muss sichergestellt werden, dass der Celluloseether vollständig gelöst und dispergiert ist. Dies kann durch eine Verlängerung der Mischzeit oder den Einsatz geeigneter Mischgeräte erreicht werden, um den Feinheitsvorteil des Celluloseethers voll auszunutzen.
Die Feinheit des Celluloseethers hat einen erheblichen Einfluss auf die Festigkeit des Mörtels. Celluloseether mit höherer Feinheit kann die Wasserspeicherung, Verdickung und Verbesserung der Grenzflächenhaftung verbessern und die Frühfestigkeit sowie die mechanischen Langzeiteigenschaften des Mörtels verbessern. In der Praxis sollte die Feinheit des Celluloseethers entsprechend den spezifischen Baubedingungen und -anforderungen sinnvoll gewählt und eingesetzt werden, um die Mörtelleistung zu optimieren und die Projektqualität zu verbessern.
Veröffentlichungszeit: 24. Juni 2024