De hydroxylgroepen opcellulose-ethermoleculen en de zuurstofatomen op de etherbindingen vormen waterstofbruggen met watermoleculen, waardoor vrij water in gebonden water verandert en zo een goede rol speelt bij de waterretentie; de wederzijdse diffusie tussen watermoleculen en cellulose-ethermolecuulketens zorgt ervoor dat watermoleculen het inwendige van de macromoleculaire keten van cellulose-ether kunnen binnendringen en onderhevig zijn aan sterke beperkingen, waardoor vrij water en verstrengeld water worden gevormd, wat de waterretentie van cementspecie verbetert; cellulose-ether verbetert de reologische eigenschappen, poreuze netwerkstructuur en osmotische druk van verse cementspecie of de filmvormende eigenschappen van cellulose-ether belemmeren de diffusie van water.
De waterretentie van cellulose-ether zelf is te danken aan de oplosbaarheid en dehydratatie van cellulose-ether zelf. De hydratatiecapaciteit van hydroxylgroepen alleen is niet voldoende om de sterke waterstofbruggen en vanderwaalskrachten tussen moleculen te compenseren, waardoor het alleen zwelt en niet in water oplost. Wanneer substituenten in de moleculaire keten worden geïntroduceerd, vernietigen ze niet alleen de waterstofketens, maar ook de waterstofbruggen tussen de ketens door het wiggen van de substituenten tussen aangrenzende ketens. Hoe groter de substituenten, hoe groter de afstand tussen de moleculen en hoe groter het effect van de vernietiging van waterstofbruggen. Nadat het celluloserooster zwelt, komt de oplossing binnen en wordt de cellulose-ether in water oplosbaar, waardoor een oplossing met een hoge viscositeit ontstaat, die vervolgens een rol speelt bij de waterretentie.
Factoren die de waterretentie beïnvloeden:
Viscositeit: Hoe hoger de viscositeit van cellulose-ether, hoe beter de waterretentie. Hoe hoger de viscositeit, hoe hoger het relatieve molecuulgewicht van cellulose-ether, en hoe lager de oplosbaarheid, wat een negatieve invloed heeft op de concentratie en de constructieprestaties van de mortel. Over het algemeen zijn de viscositeitsresultaten die met verschillende methoden worden gemeten voor hetzelfde product zeer verschillend. Daarom moet een vergelijking van de viscositeit worden uitgevoerd met dezelfde testmethoden (inclusief temperatuur, rotor, enz.).
Toevoegingshoeveelheid: Hoe meer cellulose-ether aan de mortel wordt toegevoegd, hoe beter de waterretentie. Meestal kan een kleine hoeveelheid cellulose-ether de waterretentie van de mortel aanzienlijk verbeteren. Wanneer de hoeveelheid een bepaald niveau bereikt, neemt de trend van toenemende waterretentie af.
Fijnheid van de deeltjes: Hoe fijner de deeltjes, hoe beter de waterretentie. Wanneer grote deeltjes cellulose-ether in contact komen met water, lost het oppervlak onmiddellijk op en vormt een gel die het materiaal omhult en voorkomt dat watermoleculen verder binnendringen. Soms kan zelfs langdurig roeren geen uniforme dispersie en oplossing bereiken, waardoor een troebele, vlokkige oplossing of agglomeratie ontstaat, wat de waterretentie van cellulose-ether sterk beïnvloedt. Oplosbaarheid is een van de factoren bij de selectie van cellulose-ether. Fijnheid is ook een belangrijke prestatie-indicator van methylcellulose-ether. Fijnheid beïnvloedt de oplosbaarheid van methylcellulose-ether. Grovere MC is meestal korrelig en kan gemakkelijk in water worden opgelost zonder agglomeratie, maar de oplossnelheid is zeer laag en het is niet geschikt voor gebruik in droge mortel.
Temperatuur: Naarmate de omgevingstemperatuur stijgt, neemt de waterretentie van cellulose-ethers gewoonlijk af, maar sommige gemodificeerde cellulose-ethers hebben ook een goede waterretentie bij hoge temperaturen; wanneer de temperatuur stijgt, neemt de hydratatie van polymeren af en wordt het water tussen de ketens uitgestoten. Wanneer de dehydratie voldoende is, beginnen de moleculen te aggregeren en een driedimensionale netwerkstructuur (gel) te vormen.
Moleculaire structuur: Cellulose-ethers met lagere substitutie hebben een betere waterretentie.
Verdikking en thixotropie
Verdikking:
Effect op hechtingsvermogen en anti-zakking: Cellulose-ethers geven natte mortel een uitstekende viscositeit, wat de hechting van natte mortel met de basislaag aanzienlijk kan verbeteren en de anti-zakking kan verbeteren. Het wordt veel gebruikt in pleistermortel, tegellijmmortel en gevelisolatiesystemen.
Effect op de homogeniteit van het materiaal: Het verdikkingseffect van cellulose-ethers kan ook het antidispersievermogen en de homogeniteit van vers gemengde materialen vergroten, materiaalstratificatie, -segregatie en waterinsijpeling voorkomen en kan worden gebruikt in vezelbeton, onderwaterbeton en zelfverdichtend beton.
Bron en invloed van het verdikkingseffect: Het verdikkingseffect van cellulose-ether op cementgebaseerde materialen wordt veroorzaakt door de viscositeit van de cellulose-etheroplossing. Onder dezelfde omstandigheden geldt: hoe hoger de viscositeit van cellulose-ether, hoe beter de viscositeit van gemodificeerde cementgebaseerde materialen. Een te hoge viscositeit heeft echter invloed op de vloeibaarheid en verwerkbaarheid van het materiaal (bijvoorbeeld door het vastplakken aan het pleistermes). Zelfnivellerende mortel en zelfverdichtend beton met hoge vloeibaarheidseisen vereisen een zeer lage viscositeit van cellulose-ether. Bovendien zal het verdikkingseffect van cellulose-ether ook de waterbehoefte van cementgebaseerde materialen verhogen en de mortelproductie verhogen.
Thixotropie:
Een waterige oplossing van hoogviskeuze cellulose-ether heeft een hoge thixotropie, wat ook een belangrijk kenmerk is van cellulose-ether. De waterige oplossing van methylcellulose heeft doorgaans pseudoplasticiteit en een niet-thixotrope vloeibaarheid onder de geltemperatuur, maar vertoont Newtoniaanse vloeieigenschappen bij lage schuifsnelheden. Pseudoplasticiteit neemt toe met de toename van het molecuulgewicht of de concentratie van cellulose-ether en heeft niets te maken met het type substituent en de substitutiegraad. Daarom vertonen cellulose-ethers met dezelfde viscositeitsklasse, of het nu MC, HPMC of HEMC is, altijd dezelfde reologische eigenschappen zolang de concentratie en temperatuur constant blijven. Wanneer de temperatuur stijgt, vormt zich een structurele gel en treedt er een hoge thixotropie op. Cellulose-ethers met een hoge concentratie en lage viscositeit vertonen zelfs onder de geltemperatuur thixotropie. Deze eigenschap is zeer gunstig voor het aanpassen van de nivellering en het uitzakken van bouwmortel tijdens de bouw.
Luchtinsluiting
Principe en effect op de werkprestaties: Cellulose-ether heeft een significante luchtbelvorming in verse cementmaterialen. Cellulose-ether heeft zowel hydrofiele groepen (hydroxylgroepen, ethergroepen) als hydrofobe groepen (methylgroepen, glucoseringen). Het is een oppervlakteactieve stof met oppervlakteactiviteit en heeft daardoor een luchtbelvormingseffect. Dit luchtbeleffect creëert een baleffect, wat de werkprestaties van vers gemengde materialen kan verbeteren. Dit kan bijvoorbeeld de plasticiteit en gladheid van de mortel tijdens het gebruik verhogen, wat gunstig is voor de verspreiding van de mortel. Het verhoogt ook de mortelproductie en verlaagt de productiekosten.
Effect op de mechanische eigenschappen: Door het luchtbeleffect neemt de porositeit van het uitgeharde materiaal toe en worden de mechanische eigenschappen, zoals sterkte en elasticiteitsmodulus, minder.
Effect op de vloeibaarheid: Als oppervlakteactieve stof heeft cellulose-ether ook een bevochtigend of smerend effect op cementdeeltjes. Dit verhoogt, samen met het luchtbelvormende effect, de vloeibaarheid van cementmaterialen, maar het verdikkingseffect vermindert de vloeibaarheid. Het effect van cellulose-ether op de vloeibaarheid van cementmaterialen is een combinatie van plastificerende en verdikkende effecten. Over het algemeen manifesteert een zeer lage dosering cellulose-ether zich voornamelijk als plastificerende of waterreducerende effecten; bij een hoge dosering neemt het verdikkingseffect van cellulose-ether snel toe en neigt het luchtbelvormende effect tot verzadiging, waardoor het zich manifesteert als verdikking of een toenemende waterbehoefte.
Plaatsingstijd: 23-12-2024