Grupy hydroksylowe naeter celulozyCząsteczki i atomy tlenu na wiązaniach eterowych utworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, zamieniając wolną wodę w wodę związaną, odgrywając w ten sposób ważną rolę w zatrzymywaniu wody; wzajemna dyfuzja między cząsteczkami wody i łańcuchami cząsteczkowymi eteru celulozy pozwala cząsteczkom wody wnikać do wnętrza łańcucha makrocząsteczkowego eteru celulozy i podlegać silnym ograniczeniom, tworząc w ten sposób wolną i splątaną wodę, co poprawia zatrzymywanie wody w zawiesinie cementowej; eter celulozy poprawia właściwości reologiczne, porowatą strukturę sieciową i ciśnienie osmotyczne świeżej zawiesiny cementowej lub właściwości błonotwórcze eteru celulozy utrudniają dyfuzję wody.
Retencja wody przez sam eter celulozy wynika z rozpuszczalności i odwodnienia samego eteru celulozy. Sama zdolność hydratacji grup hydroksylowych nie jest wystarczająca, aby pokryć koszty silnych wiązań wodorowych i sił van der Waalsa między cząsteczkami, więc eter tylko pęcznieje, ale nie rozpuszcza się w wodzie. Gdy podstawniki są wprowadzane do łańcucha cząsteczkowego, nie tylko niszczą łańcuchy wodorowe, ale również wiązania wodorowe między łańcuchami są niszczone z powodu klinowania się podstawników między sąsiednimi łańcuchami. Im większe podstawniki, tym większa odległość między cząsteczkami i tym większy efekt niszczenia wiązań wodorowych. Po pęcznieniu sieci celulozy roztwór wchodzi, a eter celulozy staje się rozpuszczalny w wodzie, tworząc roztwór o wysokiej lepkości, który następnie odgrywa rolę w retencji wody.
Czynniki wpływające na wydajność retencji wody:
Lepkość: Im większa lepkość eteru celulozy, tym lepsze właściwości retencji 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. Mówiąc ogólnie, dla tego samego produktu wyniki lepkości mierzone różnymi metodami są bardzo różne, więc porównując lepkość, należy ją przeprowadzić tymi samymi metodami testowymi (w tym temperaturą, wirnikiem itp.).
Ilość dodatku: Im większa ilość eteru celulozowego dodana do zaprawy, tym lepsze właściwości retencji wody. Zazwyczaj niewielka ilość eteru celulozowego może znacznie poprawić szybkość retencji wody w zaprawie. Gdy ilość osiągnie pewien poziom, trend wzrostu szybkości retencji wody zwalnia.
Drobność cząstek: Im drobniejsze cząstki, tym lepsze zatrzymywanie wody. Gdy duże cząstki eteru celulozy wchodzą w kontakt z wodą, powierzchnia natychmiast rozpuszcza się i tworzy żel, który owija materiał, aby zapobiec dalszemu wnikaniu cząsteczek wody. Czasami nawet długotrwałe mieszanie nie może osiągnąć równomiernej dyspersji i rozpuszczenia, tworząc mętny roztwór kłaczkowaty lub aglomerację, co w znacznym stopniu wpływa na zatrzymywanie wody przez eter celulozy. Rozpuszczalność jest jednym z czynników wyboru eteru celulozy. Drobność jest również ważnym wskaźnikiem wydajności eteru metylocelulozy. Drobność wpływa na rozpuszczalność eteru metylocelulozy. Grubszy MC jest zwykle granulowany i można go łatwo rozpuścić w wodzie bez aglomeracji, ale szybkość rozpuszczania jest bardzo wolna i nie nadaje się do stosowania w suchej zaprawie.
Temperatura: Wraz ze wzrostem temperatury otoczenia retencja wody przez etery 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 między łańcuchami jest wydalana. Gdy odwodnienie jest wystarczające, cząsteczki zaczynają się agregować, tworząc trójwymiarową strukturę sieciową żelu.
Struktura molekularna: Etery celulozy o niższym stopniu podstawienia lepiej zatrzymują wodę.
Zagęszczanie i tiksotropia
Zagęszczający:
Wpływ na zdolność wiązania i właściwości zapobiegające opadaniu: Etery celulozy nadają mokrej zaprawie doskonałą lepkość, co może znacznie zwiększyć zdolność wiązania mokrej zaprawy z warstwą bazową i poprawić właściwości zapobiegające opadaniu zaprawy. Jest szeroko stosowany w zaprawie tynkarskiej, zaprawie do klejenia płytek i zewnętrznym systemie izolacji ścian 3.
Wpływ na jednorodność materiału: Zagęszczające działanie eterów celulozy może również zwiększyć zdolność antydyspersji i jednorodność świeżo zmieszanych materiałów, zapobiegać rozwarstwianiu się materiału, segregacji i przesiąkaniu wody. Może być stosowany w betonie włóknistym, betonie podwodnym i betonie samozagęszczalnym.
Źródło i wpływ efektu zagęszczającego: Efekt zagęszczający eteru celulozowego na materiały na bazie cementu wynika z lepkości roztworu eteru celulozowego. W tych samych warunkach, im wyższa lepkość eteru celulozowego, tym lepsza lepkość modyfikowanych materiałów na bazie cementu, ale jeśli lepkość jest zbyt wysoka, wpłynie to na płynność i operacyjność materiału (np. przyklejanie się do noża tynkarskiego). Zaprawa samopoziomująca i samozagęszczający się beton o wysokich wymaganiach dotyczących płynności wymagają bardzo niskiej lepkości eteru celulozowego. Ponadto efekt zagęszczający eteru celulozowego zwiększy również zapotrzebowanie na wodę materiałów na bazie cementu i zwiększy wydajność zaprawy.
Tiksotropia:
Wodny roztwór eteru celulozy o wysokiej lepkości ma wysoką tiksotropię, co jest również główną cechą eteru celulozy. Wodny roztwór metylocelulozy zwykle ma pseudoplastyczność i nietiksotropową płynność poniżej temperatury żelowania, ale wykazuje właściwości przepływu newtonowskiego przy niskich szybkościach 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 tym samym stopniu lepkości, czy to MC, HPMC czy HEMC, zawsze wykazują te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura pozostają stałe. Gdy temperatura wzrasta, tworzy się żel strukturalny i występuje wysoki przepływ tiksotropowy. Etery celulozy o wysokim stężeniu i niskiej lepkości wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelowania. Ta właściwość jest bardzo korzystna do regulacji poziomowania i ugięcia zaprawy budowlanej podczas budowy.
Wciąganie powietrza
Zasada i wpływ na wydajność pracy: Eter celulozowy ma znaczący efekt napowietrzania świeżych materiałów na bazie cementu. Eter celulozowy ma zarówno grupy hydrofilowe (grupy hydroksylowe, grupy eterowe), jak i grupy hydrofobowe (grupy metylowe, pierścienie glukozowe). Jest to środek powierzchniowo czynny o aktywności powierzchniowej, mający zatem efekt napowietrzania. Efekt napowietrzania wywoła efekt kuli, który może poprawić wydajność pracy świeżo wymieszanych materiałów, np. zwiększając plastyczność i gładkość zaprawy podczas pracy, co jest korzystne dla rozprowadzania zaprawy; zwiększy również wydajność zaprawy i obniży koszt produkcji zaprawy.
Wpływ na właściwości mechaniczne: Napowietrzenie zwiększa porowatość utwardzonego materiału i pogarsza jego właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość i moduł sprężystości.
Wpływ na płynność: Jako środek powierzchniowo czynny, eter celulozy ma również działanie zwilżające lub smarujące na cząstki cementu, co wraz z efektem napowietrzania zwiększa płynność materiałów na bazie cementu, ale jego efekt zagęszczania zmniejszy płynność. Wpływ eteru celulozy na płynność materiałów na bazie cementu jest połączeniem efektów plastyfikujących i zagęszczających. Mówiąc ogólnie, gdy dawka eteru celulozy jest bardzo niska, objawia się głównie efektami plastyfikującymi lub redukującymi wodę; gdy dawka jest wysoka, efekt zagęszczania eteru celulozy szybko wzrasta, a jego efekt napowietrzania ma tendencję do nasycenia, więc objawia się zagęszczaniem lub zwiększaniem zapotrzebowania na wodę.
Czas publikacji: 23-12-2024