Grupy hydroksylowe włączoneeter celulozycząsteczki i atomy tlenu w wiązaniach eterowych utworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, zamieniając wolną wodę w wodę związaną, odgrywając w ten sposób dobrą rolę w zatrzymywaniu wody; wzajemna dyfuzja pomiędzy cząsteczkami wody i łańcuchami molekularnymi eteru celulozy pozwala cząsteczkom wody przedostać się do wnętrza makrocząsteczkowego łańcucha eteru celulozy i poddać się silnym ograniczeniom, tworząc w ten sposób wodę wolną i wodę splątaną, co poprawia retencję wody w zaczynie cementowym; eter celulozy poprawia właściwości reologiczne, porowata struktura sieci i ciśnienie osmotyczne świeżego zaczynu cementowego lub właściwości błonotwórcze eteru celulozy utrudniają dyfuzję wody.
Zatrzymywanie wody w samym eterze celulozy wynika z rozpuszczalności i odwodnienia samego eteru celulozy. Sama zdolność hydratacji grup hydroksylowych nie wystarcza, aby pokryć silne wiązania wodorowe i siły van der Waalsa między cząsteczkami, więc tylko pęcznieje, ale nie rozpuszcza się w wodzie. Kiedy podstawniki są wprowadzane do łańcucha molekularnego, podstawniki nie tylko niszczą łańcuchy wodorowe, ale także wiązania wodorowe między łańcuchami ulegają zniszczeniu w wyniku zaklinowania podstawników pomiędzy sąsiednimi łańcuchami. Im większe podstawniki, tym większa odległość między cząsteczkami i tym większy efekt niszczenia wiązań wodorowych. Po pęcznieniu siatki celulozowej roztwór wchodzi, a eter celulozy staje się rozpuszczalny w wodzie, tworząc roztwór o dużej lepkości, który następnie odgrywa rolę w zatrzymywaniu wody.
Czynniki wpływające na zdolność zatrzymywania wody:
Lepkość: Im większa lepkość eteru celulozy, tym lepsza zdolność zatrzymywania wody, ale im wyższa lepkość, tym wyższa względna masa cząsteczkowa eteru celulozy, a jego rozpuszczalność odpowiednio spada, co ma negatywny wpływ na stężenie i właściwości konstrukcyjne zaprawy. Ogólnie rzecz biorąc, dla tego samego produktu wyniki lepkości mierzone różnymi metodami są bardzo różne, więc porównując lepkość należy przeprowadzić pomiędzy tymi samymi metodami badawczymi (w tym temperaturą, rotorem itp.).
Ilość dodatku: Im większa ilość eteru celulozy dodana do zaprawy, tym lepsza zdolność zatrzymywania wody. Zwykle niewielka ilość eteru celulozy może znacznie poprawić współczynnik zatrzymywania wody w zaprawie. Gdy ilość osiągnie określony poziom, tendencja wzrostu wskaźnika retencji wody wyhamowuje.
Rozdrobnienie cząstek: Im drobniejsze cząstki, tym lepsza retencja wody. Kiedy duże cząstki eteru celulozy wejdą w kontakt z wodą, powierzchnia natychmiast się rozpuszcza i tworzy żel, który otula materiał, zapobiegając dalszemu wnikaniu cząsteczek wody. Czasami nawet długotrwałe mieszanie nie pozwala na uzyskanie jednolitej dyspersji i rozpuszczenia, tworząc mętny, kłaczkowaty roztwór lub aglomerację, co w dużym stopniu wpływa na zatrzymywanie wody w eterze celulozy. Rozpuszczalność jest jednym z czynników wpływających na wybór eteru celulozy. Rozdrobnienie jest również ważnym wskaźnikiem wydajności eteru metylocelulozowego. Rozdrobnienie wpływa na rozpuszczalność eteru metylocelulozowego. Grubszy MC jest zwykle ziarnisty i można go łatwo rozpuścić w wodzie bez aglomeracji, ale szybkość rozpuszczania jest bardzo powolny i nie nadaje się do stosowania w suchej zaprawie.
Temperatura: Wraz ze wzrostem temperatury otoczenia retencja wody w eterach celulozy zwykle maleje, ale niektóre modyfikowane etery celulozy mają również dobrą retencję wody w warunkach wysokiej temperatury; gdy temperatura wzrasta, hydratacja polimerów słabnie, a woda pomiędzy łańcuchami jest wydalana. Kiedy odwodnienie jest wystarczające, cząsteczki zaczynają się agregować, tworząc trójwymiarowy żel o strukturze sieciowej.
Struktura molekularna: Etery celulozy z niższym podstawieniem charakteryzują się lepszą retencją wody.
Zagęszczanie i tiksotropia
Zagęszczający:
Wpływ na zdolność wiązania i działanie zapobiegające osiadaniu: Etery celulozy nadają mokrej zaprawie doskonałą lepkość, co może znacznie zwiększyć zdolność wiązania mokrej zaprawy z warstwą podstawową i poprawić działanie przeciw osiadaniu zaprawy. Jest szeroko stosowany w zaprawie tynkarskiej, zaprawie do klejenia płytek i systemie izolacji ścian zewnętrznych 3.
Wpływ na jednorodność materiału: Zagęszczające działanie eterów celulozy może również zwiększyć zdolność antydyspersyjną i jednorodność świeżo wymieszanych materiałów, zapobiec rozwarstwieniu materiału, segregacji i przesiąkaniu wody i może być stosowany w betonie włóknistym, betonie podwodnym i betonie samozagęszczalnym .
Źródło i wpływ efektu zagęszczającego: Zagęszczający wpływ eteru celulozy na materiały na bazie cementu wynika z lepkości roztworu eteru celulozy. W tych samych warunkach im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza lepkość modyfikowanych materiałów na bazie cementu, ale jeśli lepkość jest zbyt duża, będzie to miało wpływ na płynność i operatywność materiału (np. Przyklejanie się do noża tynkarskiego) ). Zaprawy samopoziomujące i betony samozagęszczalne o wysokich wymaganiach dotyczących płynności wymagają bardzo niskiej lepkości eteru celulozy. Ponadto zagęszczające działanie eteru celulozy zwiększa również zapotrzebowanie materiałów na bazie cementu na wodę i zwiększa wydajność zaprawy.
Tiksotropia:
Wodny roztwór eteru celulozy o dużej lepkości ma wysoką tiksotropię, która jest również główną cechą eteru celulozy. Wodny roztwór metylocelulozy ma zwykle pseudoplastyczność i nietiksotropową płynność poniżej temperatury żelu, ale wykazuje właściwości płynięcia Newtona przy niskich prędkościach ścinania. Pseudoplastyczność wzrasta wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej lub stężenia eteru celulozy i nie ma nic wspólnego z rodzajem podstawnika i stopniem podstawienia. Dlatego etery celulozy o tej samej klasie lepkości, czy to MC, HPMC czy HEMC, zawsze wykazują te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura pozostają stałe. Wraz ze wzrostem temperatury tworzy się żel strukturalny i następuje wysoka tiksotropowość płynięcia. Etery celulozy o wysokim stężeniu i niskiej lepkości wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelu. Właściwość ta jest bardzo korzystna dla regulacji wyrównania i osiadania zaprawy budowlanej podczas budowy.
Napowietrzanie
Zasada i wpływ na wydajność roboczą: Eter celulozy ma znaczący wpływ na napowietrzanie świeżych materiałów na bazie cementu. Eter celulozy ma zarówno grupy hydrofilowe (grupy hydroksylowe, grupy eterowe), jak i grupy hydrofobowe (grupy metylowe, pierścienie glukozowe). Jest środkiem powierzchniowo czynnym o działaniu powierzchniowym, dzięki czemu ma działanie napowietrzające. Efekt napowietrzenia wywoła efekt kuli, który może poprawić wydajność roboczą świeżo wymieszanych materiałów, na przykład zwiększyć plastyczność i gładkość zaprawy podczas pracy, co jest korzystne dla rozprowadzania zaprawy; zwiększy to również wydajność zaprawy i obniży koszty produkcji zaprawy.
Wpływ na właściwości mechaniczne: Efekt napowietrzenia zwiększa porowatość utwardzonego materiału i zmniejsza jego właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość i moduł sprężystości.
Wpływ na płynność: Jako środek powierzchniowo czynny eter celulozy ma również działanie zwilżające lub smarujące cząstki cementu, co wraz z efektem napowietrzania zwiększa płynność materiałów na bazie cementu, ale jego działanie zagęszczające zmniejsza płynność. Wpływ eteru celulozy na płynność materiałów na bazie cementu to połączenie działania uplastyczniającego i zagęszczającego. Ogólnie rzecz biorąc, gdy dawka eteru celulozy jest bardzo mała, objawia się to głównie działaniem plastyfikującym lub zmniejszającym ilość wody; przy dużej dawce działanie zagęszczające eteru celulozy szybko wzrasta, a jego działanie napowietrzające ma tendencję do nasycenia, co objawia się zagęszczeniem lub zwiększeniem zapotrzebowania na wodę.
Czas publikacji: 23 grudnia 2024 r