Pada mortar siap pakai, jumlah penambahan eter selulosa sangat rendah, tetapi dapat meningkatkan kinerja mortar basah secara signifikan, dan merupakan aditif utama yang memengaruhi kinerja konstruksi mortar. Pemilihan eter selulosa yang wajar dari berbagai jenis, viskositas yang berbeda, ukuran partikel yang berbeda, tingkat viskositas yang berbeda, dan jumlah yang ditambahkan akan berdampak positif pada peningkatan kinerja mortar bubuk kering. Saat ini, banyak mortar pasangan bata dan plesteran memiliki kinerja retensi air yang buruk, dan bubur air akan terpisah setelah beberapa menit didiamkan. Retensi air merupakan kinerja penting dari eter metil selulosa, dan ini juga merupakan kinerja yang diperhatikan oleh banyak produsen mortar campuran kering domestik, terutama yang berada di wilayah selatan dengan suhu tinggi. Faktor-faktor yang memengaruhi efek retensi air dari mortar campuran kering meliputi jumlah MC yang ditambahkan, viskositas MC, kehalusan partikel, dan suhu lingkungan penggunaan.
1. Konsep
Selulosa eteradalah polimer sintetis yang terbuat dari selulosa alami melalui modifikasi kimia. Eter selulosa merupakan turunan dari selulosa alami. Produksi eter selulosa berbeda dari polimer sintetis. Bahan paling dasarnya adalah selulosa, senyawa polimer alami. Karena kekhususan struktur selulosa alami, selulosa itu sendiri tidak memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan agen eterifikasi. Namun, setelah perlakuan agen pembengkakan, ikatan hidrogen yang kuat antara rantai molekul dan rantai dihancurkan, dan pelepasan aktif gugus hidroksil menjadi selulosa alkali reaktif. Dapatkan eter selulosa.
Sifat-sifat eter selulosa bergantung pada jenis, jumlah, dan distribusi substituen. Klasifikasi eter selulosa juga didasarkan pada jenis substituen, derajat eterifikasi, kelarutan, dan sifat aplikasi terkait. Menurut jenis substituen pada rantai molekul, eter dapat dibagi menjadi mono-eter dan eter campuran. MC yang biasa kita gunakan adalah mono-eter, dan HPMC adalah eter campuran. Eter metil selulosa MC adalah produk setelah gugus hidroksil pada unit glukosa selulosa alami disubstitusi oleh metoksi. Ini adalah produk yang diperoleh dengan mensubstitusi sebagian gugus hidroksil pada unit dengan gugus metoksi dan bagian lain dengan gugus hidroksipropil. Rumus strukturnya adalah [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroksietil metil selulosa eter HEMC, ini adalah varietas utama yang banyak digunakan dan dijual di pasaran.
Dari segi kelarutan, dapat dibagi menjadi ionik dan non-ionik. Eter selulosa non-ionik yang larut dalam air terutama terdiri dari dua seri eter alkil dan eter hidroksialkil. CMC ionik terutama digunakan dalam deterjen sintetis, pencetakan dan pewarnaan tekstil, eksplorasi makanan dan minyak. MC non-ionik, HPMC, HEMC, dll. terutama digunakan dalam bahan konstruksi, pelapis lateks, obat-obatan, bahan kimia sehari-hari, dll. Digunakan sebagai pengental, agen penahan air, penstabil, dispersan dan agen pembentuk film.
2. Retensi air dari selulosa eter
Retensi air selulosa eter: Dalam produksi bahan bangunan, terutama mortar bubuk kering, selulosa eter memainkan peran yang tak tergantikan, terutama dalam produksi mortar khusus (mortir yang dimodifikasi), ini merupakan komponen yang sangat diperlukan dan penting.
Peran penting eter selulosa yang larut dalam air dalam mortar terutama memiliki tiga aspek, satu adalah kapasitas retensi air yang sangat baik, yang lainnya adalah pengaruh pada konsistensi dan tiksotropi mortar, dan yang ketiga adalah interaksi dengan semen. Efek retensi air dari eter selulosa bergantung pada penyerapan air lapisan dasar, komposisi mortar, ketebalan lapisan mortar, kebutuhan air mortar, dan waktu pengikatan bahan pengikat. Retensi air eter selulosa sendiri berasal dari kelarutan dan dehidrasi eter selulosa itu sendiri. Seperti yang kita semua tahu, meskipun rantai molekul selulosa mengandung sejumlah besar gugus OH yang sangat terhidrasi, ia tidak larut dalam air, karena struktur selulosa memiliki tingkat kristalinitas yang tinggi.
Kemampuan hidrasi gugus hidroksil saja tidak cukup untuk menutupi ikatan hidrogen dan gaya van der Waals yang kuat antar molekul. Oleh karena itu, ia hanya membengkak tetapi tidak larut dalam air. Ketika substituen dimasukkan ke dalam rantai molekul, tidak hanya substituen yang menghancurkan rantai hidrogen, tetapi juga ikatan hidrogen antar rantai hancur karena terjepitnya substituen di antara rantai yang berdekatan. Semakin besar substituen, semakin besar jarak antar molekul. Semakin besar jaraknya. Semakin besar efek penghancuran ikatan hidrogen, eter selulosa menjadi larut dalam air setelah kisi selulosa mengembang dan larutan masuk, membentuk larutan dengan viskositas tinggi. Ketika suhu naik, hidrasi polimer melemah, dan air di antara rantai didorong keluar. Ketika efek dehidrasi cukup, molekul mulai beragregasi, membentuk struktur jaringan tiga dimensi gel dan terlipat keluar.
Faktor-faktor yang mempengaruhi retensi air mortar meliputi viskositas selulosa eter, jumlah yang ditambahkan, kehalusan partikel dan suhu penggunaan.
Semakin besar viskositas eter selulosa, semakin baik kinerja retensi air. Viskositas merupakan parameter penting kinerja MC. Saat ini, berbagai produsen MC menggunakan metode dan instrumen yang berbeda untuk mengukur viskositas MC. Metode utamanya adalah Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde dan Brookfield, dll. Untuk produk yang sama, hasil viskositas yang diukur dengan metode yang berbeda sangat berbeda, dan beberapa bahkan memiliki perbedaan dua kali lipat. Oleh karena itu, saat membandingkan viskositas, hal itu harus dilakukan antara metode pengujian yang sama, termasuk suhu, rotor, dll.
Secara umum, semakin tinggi viskositas, semakin baik efek retensi air. Namun, semakin tinggi viskositas dan semakin tinggi berat molekul MC, penurunan kelarutannya yang sesuai akan berdampak negatif pada kekuatan dan kinerja konstruksi mortar. Semakin tinggi viskositas, semakin jelas efek pengentalan pada mortar, tetapi tidak berbanding lurus. Semakin tinggi viskositas, semakin kental mortar basah, yaitu, selama konstruksi, ia terwujud sebagai menempel pada pengikis dan daya rekat tinggi pada substrat. Tetapi tidak membantu untuk meningkatkan kekuatan struktural mortar basah itu sendiri. Selama konstruksi, kinerja anti-kendur tidak jelas. Sebaliknya, beberapa eter metil selulosa yang dimodifikasi dengan viskositas sedang dan rendah memiliki kinerja yang sangat baik dalam meningkatkan kekuatan struktural mortar basah.
Semakin banyak jumlah selulosa eter yang ditambahkan ke mortar, semakin baik kinerja retensi airnya, dan semakin tinggi viskositasnya, semakin baik kinerja retensi airnya.
Untuk ukuran partikel, semakin halus partikelnya, semakin baik retensi airnya. Setelah partikel besar eter selulosa bersentuhan dengan air, permukaannya segera larut dan membentuk gel untuk membungkus material guna mencegah molekul air terus menyusup. Terkadang, eter selulosa tidak dapat terdispersi dan terlarut secara merata bahkan setelah pengadukan jangka panjang, sehingga membentuk larutan flokulan atau aglomerasi yang keruh. Hal ini sangat memengaruhi retensi air eter selulosanya, dan kelarutan merupakan salah satu faktor pemilihan eter selulosa.
Kehalusan juga merupakan indeks kinerja penting dari metil selulosa eter. MC yang digunakan untuk mortar bubuk kering harus berupa bubuk, dengan kadar air rendah, dan kehalusan juga membutuhkan 20%~60% dari ukuran partikel menjadi kurang dari 63um. Kehalusan memengaruhi kelarutan metil selulosa eter. MC kasar biasanya granular, dan mudah larut dalam air tanpa penggumpalan, tetapi laju pelarutannya sangat lambat, sehingga tidak cocok untuk digunakan dalam mortar bubuk kering. Dalam mortar bubuk kering, MC tersebar di antara agregat, pengisi halus dan semen serta bahan penyemenan lainnya. Hanya bubuk yang cukup halus yang dapat menghindari penggumpalan metil selulosa eter saat dicampur dengan air. Ketika MC ditambahkan dengan air untuk melarutkan penggumpalan, sangat sulit untuk tersebar dan larut.
MC yang kasar tidak hanya boros, tetapi juga mengurangi kekuatan lokal mortar. Ketika mortar bubuk kering tersebut diaplikasikan di area yang luas, kecepatan pengerasan mortar bubuk kering lokal akan berkurang secara signifikan, dan retakan akan muncul karena waktu pengerasan yang berbeda. Untuk mortar semprot dengan konstruksi mekanis, persyaratan kehalusan lebih tinggi karena waktu pencampuran yang lebih singkat.
Kehalusan MC juga memiliki dampak tertentu pada retensi airnya. Secara umum, untuk eter metil selulosa dengan viskositas yang sama tetapi kehalusan yang berbeda, dengan jumlah penambahan yang sama, semakin halus semakin baik efek retensi airnya.
Retensi air MC juga terkait dengan suhu yang digunakan, dan retensi air metil selulosa eter menurun seiring dengan peningkatan suhu. Namun, dalam aplikasi material yang sebenarnya, mortar bubuk kering sering diaplikasikan pada substrat panas pada suhu tinggi (lebih tinggi dari 40 derajat) di banyak lingkungan, seperti plesteran dempul dinding eksterior di bawah sinar matahari di musim panas, yang sering mempercepat pengerasan semen dan pengerasan mortar bubuk kering. Penurunan laju retensi air menyebabkan perasaan yang jelas bahwa kemampuan kerja dan ketahanan retak terpengaruh, dan sangat penting untuk mengurangi pengaruh faktor suhu dalam kondisi ini.
Meskipun aditif metil hidroksi etil selulosa eter saat ini dianggap sebagai yang terdepan dalam pengembangan teknologi, ketergantungannya pada suhu masih akan menyebabkan melemahnya kinerja mortar bubuk kering. Meskipun jumlah metil hidroksi etil selulosa ditingkatkan (rumus musim panas), kemampuan kerja dan ketahanan retak masih belum dapat memenuhi kebutuhan penggunaan. Melalui beberapa perlakuan khusus pada MC, seperti meningkatkan derajat eterifikasi, dll., efek retensi air dapat dipertahankan pada suhu yang lebih tinggi, sehingga dapat memberikan kinerja yang lebih baik dalam kondisi yang keras.
3. Penebalan dan Tiksotropi Selulosa Eter
Pengentalan dan tiksotropi eter selulosa: Fungsi kedua eter selulosa—efek pengentalan bergantung pada: derajat polimerisasi eter selulosa, konsentrasi larutan, laju geser, suhu, dan kondisi lainnya. Sifat pembentuk gel dari larutan tersebut unik untuk alkil selulosa dan turunannya yang dimodifikasi. Sifat pembentuk gel terkait dengan derajat substitusi, konsentrasi larutan, dan aditif. Untuk turunan yang dimodifikasi hidroksialkil, sifat gel juga terkait dengan derajat modifikasi hidroksialkil. Larutan 10%-15% dapat disiapkan untuk MC dan HPMC dengan viskositas rendah, larutan 5%-10% dapat disiapkan untuk MC dan HPMC dengan viskositas sedang, dan larutan 2%-3% hanya dapat disiapkan untuk MC dan HPMC dengan viskositas tinggi. Biasanya, klasifikasi viskositas eter selulosa juga dinilai berdasarkan larutan 1%-2%.
Eter selulosa dengan berat molekul tinggi memiliki efisiensi pengentalan yang tinggi. Polimer dengan berat molekul berbeda memiliki viskositas yang berbeda dalam larutan konsentrasi yang sama. Derajat tinggi. Viskositas target hanya dapat dicapai dengan menambahkan sejumlah besar eter selulosa dengan berat molekul rendah. Viskositasnya memiliki sedikit ketergantungan pada laju geser, dan viskositas tinggi mencapai viskositas target, membutuhkan lebih sedikit penambahan, dan viskositas bergantung pada efisiensi pengentalan. Oleh karena itu, untuk mencapai konsistensi tertentu, sejumlah eter selulosa (konsentrasi larutan) dan viskositas larutan harus dijamin. Suhu gel larutan juga menurun secara linier dengan peningkatan konsentrasi larutan, dan gel pada suhu kamar setelah mencapai konsentrasi tertentu. Konsentrasi gel HPMC relatif tinggi pada suhu kamar.
Konsistensi juga dapat disesuaikan dengan memilih ukuran partikel dan memilih eter selulosa dengan tingkat modifikasi yang berbeda. Modifikasi yang dimaksud adalah memperkenalkan tingkat substitusi tertentu dari gugus hidroksialkil pada struktur kerangka MC. Dengan mengubah nilai substitusi relatif dari dua substituen, yaitu nilai substitusi relatif DS dan ms dari gugus metoksi dan hidroksialkil yang sering kita sebut. Berbagai persyaratan kinerja eter selulosa dapat diperoleh dengan mengubah nilai substitusi relatif dari dua substituen.
Hubungan antara konsistensi dan modifikasi: penambahan selulosa eter mempengaruhi konsumsi air mortar, mengubah rasio air-pengikat air dan semen adalah efek pengentalan, semakin tinggi dosisnya, semakin besar konsumsi airnya.
Eter selulosa yang digunakan dalam bahan bangunan bubuk harus larut dengan cepat dalam air dingin dan memberikan konsistensi yang sesuai untuk sistem. Jika diberi laju geser tertentu, ia tetap menjadi gumpalan dan blok koloid, yang merupakan produk di bawah standar atau berkualitas buruk.
Ada juga hubungan linier yang baik antara konsistensi pasta semen dan dosis eter selulosa. Eter selulosa dapat sangat meningkatkan viskositas mortar. Semakin besar dosisnya, semakin jelas efeknya. Larutan berair eter selulosa dengan viskositas tinggi memiliki tiksotropi tinggi, yang juga merupakan karakteristik utama eter selulosa. Larutan berair polimer MC biasanya memiliki fluiditas pseudoplastik dan non-tiksotropik di bawah suhu gelnya, tetapi sifat aliran Newtonian pada laju geser rendah. Pseudoplastisitas meningkat dengan berat molekul atau konsentrasi eter selulosa, terlepas dari jenis substituen dan tingkat substitusi. Oleh karena itu, eter selulosa dengan tingkat viskositas yang sama, tidak peduli MC, HPMC, HEMC, akan selalu menunjukkan sifat reologi yang sama selama konsentrasi dan suhu dijaga konstan.
Gel struktural terbentuk saat suhu dinaikkan, dan aliran yang sangat tixotropik terjadi. Eter selulosa dengan konsentrasi tinggi dan viskositas rendah menunjukkan tiksotropi bahkan di bawah suhu gel. Properti ini sangat bermanfaat untuk penyesuaian perataan dan kendur dalam konstruksi mortar bangunan. Perlu dijelaskan di sini bahwa semakin tinggi viskositas eter selulosa, semakin baik retensi air, tetapi semakin tinggi viskositas, semakin tinggi berat molekul relatif eter selulosa, dan penurunan yang sesuai dalam kelarutannya, yang berdampak negatif pada konsentrasi mortar dan kinerja konstruksi. Semakin tinggi viskositas, semakin jelas efek pengentalan pada mortar, tetapi tidak sepenuhnya proporsional. Beberapa viskositas sedang dan rendah, tetapi eter selulosa yang dimodifikasi memiliki kinerja yang lebih baik dalam meningkatkan kekuatan struktural mortar basah. Dengan peningkatan viskositas, retensi air eter selulosa meningkat.
4. Retardasi Selulosa Eter
Penghambatan eter selulosa: Fungsi ketiga eter selulosa adalah menunda proses hidrasi semen. Eter selulosa memberikan berbagai sifat yang bermanfaat pada mortar, dan juga mengurangi panas hidrasi awal semen dan menunda proses dinamika hidrasi semen. Hal ini tidak menguntungkan untuk penggunaan mortar di daerah dingin. Efek penghambatan ini disebabkan oleh penyerapan molekul eter selulosa pada produk hidrasi seperti CSH dan Ca(OH)2. Karena peningkatan viskositas larutan pori, eter selulosa mengurangi mobilitas ion dalam larutan, sehingga menunda proses hidrasi.
Semakin tinggi konsentrasi eter selulosa dalam bahan gel mineral, semakin jelas efek penundaan hidrasi. Eter selulosa tidak hanya menunda pengaturan, tetapi juga menunda proses pengerasan sistem mortar semen. Efek penghambatan eter selulosa tidak hanya bergantung pada konsentrasinya dalam sistem gel mineral, tetapi juga pada struktur kimianya. Semakin tinggi tingkat metilasi HEMC, semakin baik efek penghambatan eter selulosa. Rasio substitusi hidrofilik terhadap substitusi yang meningkatkan air, efek penghambatan lebih kuat. Namun, viskositas eter selulosa memiliki sedikit efek pada kinetika hidrasi semen.
Dengan meningkatnya kandungan selulosa eter, waktu pengikatan mortar meningkat secara signifikan. Terdapat korelasi nonlinier yang baik antara waktu pengikatan awal mortar dan kandungan selulosa eter, dan korelasi linier yang baik antara waktu pengikatan akhir dan kandungan selulosa eter. Kita dapat mengendalikan waktu pengoperasian mortar dengan mengubah jumlah selulosa eter.
Singkatnya, dalam mortar siap pakai,selulosa eterberperan dalam retensi air, pengentalan, penundaan daya hidrasi semen, dan peningkatan kinerja konstruksi. Kapasitas retensi air yang baik membuat hidrasi semen lebih lengkap, dapat meningkatkan viskositas basah mortar basah, meningkatkan kekuatan ikatan mortar, dan menyesuaikan waktu. Menambahkan selulosa eter ke mortar penyemprotan mekanis dapat meningkatkan kinerja penyemprotan atau pemompaan dan kekuatan struktural mortar. Oleh karena itu, selulosa eter digunakan secara luas sebagai aditif penting dalam mortar siap pakai.
Waktu posting: 28-Apr-2024