ลักษณะการทำงานและหลักการคัดเลือกเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนผสมแห้ง

1 บทนำ

เซลลูโลสอีเทอร์ (MC) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้างและใช้ในปริมาณมาก สามารถใช้เป็นสารหน่วง สารกักเก็บน้ำ สารเพิ่มความข้น และกาวได้ ในปูนผสมแห้งทั่วไป, ปูนฉนวนผนังภายนอก, ปูนปรับระดับตัวเอง, กาวปูกระเบื้อง, ฉาบอาคารประสิทธิภาพสูง, ฉาบผนังภายในและภายนอกที่ทนต่อการแตกร้าว, ปูนผสมแห้งกันน้ำ, ปูนยิปซั่ม, สารอุดรูรั่วและวัสดุอื่น ๆ เซลลูโลสอีเทอร์มีบทบาทสำคัญ เซลลูโลสอีเทอร์มีอิทธิพลสำคัญต่อการกักเก็บน้ำ ความต้องการน้ำ ความเหนียวตัว การหน่วง และการสร้างระบบปูน

มีหลายประเภทและข้อกำหนดเฉพาะของเซลลูโลสอีเทอร์ เซลลูโลสอีเทอร์ที่ใช้กันทั่วไปในด้านวัสดุก่อสร้าง ได้แก่ HEC, HPMC, CMC, PAC, MHEC ฯลฯ ซึ่งใช้ในระบบปูนที่แตกต่างกันตามคุณลักษณะที่เกี่ยวข้อง บางคนได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับอิทธิพลของเซลลูโลสอีเทอร์ประเภทต่างๆ และปริมาณที่แตกต่างกันที่มีต่อระบบปูนซีเมนต์ บทความนี้เน้นที่พื้นฐานนี้ และอธิบายวิธีการเลือกพันธุ์และข้อกำหนดเฉพาะของเซลลูโลสอีเทอร์ในผลิตภัณฑ์ปูนต่างๆ

2 ลักษณะการทำงานของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนซีเมนต์

เนื่องจากเป็นส่วนผสมที่สำคัญในปูนผงแห้ง เซลลูโลสอีเทอร์จึงมีหน้าที่หลายอย่างในปูน บทบาทที่สำคัญที่สุดของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนซีเมนต์คือการกักเก็บน้ำและทำให้ข้นขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์กับระบบซีเมนต์ จึงยังสามารถมีบทบาทเสริมในการกักอากาศ หน่วงการตั้งค่า และปรับปรุงความแข็งแรงของพันธะแรงดึง

ประสิทธิภาพที่สำคัญที่สุดของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนคือการกักเก็บน้ำ เซลลูโลสอีเทอร์ถูกใช้เป็นส่วนผสมที่สำคัญในผลิตภัณฑ์ปูนเกือบทั้งหมด สาเหตุหลักมาจากการกักเก็บน้ำ โดยทั่วไป การกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์มีความสัมพันธ์กับความหนืด ปริมาณการเติม และขนาดอนุภาค

เซลลูโลสอีเทอร์ถูกใช้เป็นตัวทำให้ข้น และผลของการทำให้หนาขึ้นนั้นสัมพันธ์กับระดับอีเทอร์ริฟิเคชัน ขนาดอนุภาค ความหนืด และระดับการเปลี่ยนแปลงของเซลลูโลสอีเทอร์ โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งระดับอีเทอร์ริฟิเคชั่นและความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์สูงขึ้นเท่าใด อนุภาคก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น ผลของการทำให้หนาขึ้นก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น ด้วยการปรับคุณสมบัติข้างต้นของ MC ปูนจึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพการป้องกันการหย่อนคล้อยที่เหมาะสมและความหนืดที่ดีที่สุด

ในเซลลูโลสอีเทอร์ การแนะนำหมู่อัลคิลจะช่วยลดพลังงานพื้นผิวของสารละลายในน้ำที่มีเซลลูโลสอีเทอร์ เพื่อให้เซลลูโลสอีเทอร์มีผลในการกักเก็บอากาศบนปูนซีเมนต์ การเพิ่มฟองอากาศที่เหมาะสมลงในปูนช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูนเนื่องจาก "เอฟเฟกต์ลูกบอล" ของฟองอากาศ ในขณะเดียวกัน ฟองอากาศจะเพิ่มอัตราผลผลิตของปูน แน่นอนว่าจำเป็นต้องควบคุมปริมาณการกักเก็บอากาศ การกักเก็บอากาศมากเกินไปจะส่งผลเสียต่อความแข็งแรงของปูน เนื่องจากอาจทำให้เกิดฟองอากาศที่เป็นอันตรายได้

2.1 เซลลูโลสอีเทอร์จะชะลอกระบวนการไฮเดรชั่นของซีเมนต์ จึงทำให้การแข็งตัวและการแข็งตัวของซีเมนต์ช้าลง และยืดเวลาเปิดของปูนให้นานขึ้นตามไปด้วย แต่ผลกระทบนี้ไม่เป็นผลดีต่อปูนในพื้นที่เย็น เมื่อเลือกเซลลูโลสอีเทอร์ ควรเลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมตามสถานการณ์เฉพาะ ผลการชะลอของเซลลูโลสอีเทอร์ส่วนใหญ่จะขยายออกไปตามการเพิ่มขึ้นของระดับอีเธอริฟิเคชัน ระดับการปรับเปลี่ยน และความหนืด

นอกจากนี้ เซลลูโลสอีเทอร์ซึ่งเป็นสารโพลีเมอร์สายโซ่ยาวสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการยึดเกาะกับซับสเตรตได้หลังจากเติมลงในระบบซีเมนต์ภายใต้สมมติฐานของการรักษาปริมาณความชื้นของสารละลายได้อย่างเต็มที่

2.2 คุณสมบัติของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนส่วนใหญ่ประกอบด้วย: การกักเก็บน้ำ, การทำให้หนาขึ้น, การยืดเวลาการก่อตัว, การกักเก็บอากาศและการปรับปรุงความแข็งแรงในการยึดเกาะของแรงดึง ฯลฯ ซึ่งสอดคล้องกับคุณสมบัติข้างต้น จะสะท้อนให้เห็นในลักษณะของ MC เอง กล่าวคือ: ความหนืด, ความเสถียร, เนื้อหาของส่วนผสมออกฤทธิ์ (ปริมาณเพิ่มเติม), ระดับของการทดแทนอีเทอร์ริฟิเคชั่นและความสม่ำเสมอ, ระดับของการดัดแปลง, เนื้อหาของสารที่เป็นอันตราย ฯลฯ ดังนั้นเมื่อเลือก MC ควรเลือกเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีลักษณะเฉพาะของตัวเองซึ่งสามารถให้ประสิทธิภาพที่เหมาะสมได้ตามความต้องการเฉพาะของผลิตภัณฑ์ปูนเฉพาะเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่แน่นอน

3 ลักษณะของเซลลูโลสอีเทอร์

โดยทั่วไป คำแนะนำผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตเซลลูโลสอีเทอร์จะรวมถึงตัวบ่งชี้ต่อไปนี้: ลักษณะที่ปรากฏ ความหนืด ระดับของการทดแทนกลุ่ม ความละเอียด ปริมาณสารออกฤทธิ์ (ความบริสุทธิ์) ปริมาณความชื้น พื้นที่และปริมาณที่แนะนำ ฯลฯ ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพเหล่านี้สามารถสะท้อนถึง ส่วนหนึ่งของบทบาทของเซลลูโลสอีเทอร์ แต่เมื่อเปรียบเทียบและเลือกเซลลูโลสอีเทอร์ ควรตรวจสอบแง่มุมอื่น ๆ เช่นองค์ประกอบทางเคมี ระดับการดัดแปลง ระดับอีเธอริฟิเคชัน ปริมาณ NaCl และค่า DS ด้วย

3.1 ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์

ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ส่งผลต่อการกักเก็บน้ำ การทำให้ข้นขึ้น การหน่วงเวลา และลักษณะอื่นๆ ดังนั้นจึงเป็นตัวบ่งชี้สำคัญในการตรวจสอบและคัดเลือกเซลลูโลสอีเทอร์

ก่อนที่จะพูดถึงความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ ควรสังเกตว่ามีวิธีทดสอบความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ที่ใช้กันทั่วไปสี่วิธี: Brookfield, Hakke, Höppler และ viscometer แบบหมุน อุปกรณ์ ความเข้มข้นของสารละลาย และสภาพแวดล้อมการทดสอบที่ใช้ทั้งสี่วิธีแตกต่างกัน ดังนั้นผลลัพธ์ของโซลูชัน MC เดียวกันที่ทดสอบโดยทั้งสี่วิธีจึงแตกต่างกันมากเช่นกัน แม้จะเป็นสารละลายเดียวกัน ใช้วิธีการเดียวกัน การทดสอบภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ความหนืด

ผลลัพธ์ยังแตกต่างกันไป ดังนั้น เมื่ออธิบายความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ จำเป็นต้องระบุว่าจะใช้วิธีใดในการทดสอบ ความเข้มข้นของสารละลาย โรเตอร์ ความเร็วในการหมุน อุณหภูมิและความชื้นในการทดสอบ และสภาวะแวดล้อมอื่นๆ ค่าความหนืดนี้มีค่า มันไม่มีความหมายเลยที่จะพูดว่า "ความหนืดของ MC บางตัว" คืออะไร

3.2 ความคงตัวของผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเทอร์

เป็นที่รู้กันว่าเซลลูโลสอีเทอร์ไวต่อการถูกโจมตีจากแม่พิมพ์เซลลูโลส เมื่อเชื้อรากัดกร่อนเซลลูโลสอีเทอร์ มันจะโจมตีหน่วยกลูโคสที่ไม่มีส่วนประกอบในเซลลูโลสอีเทอร์ก่อน เนื่องจากเป็นสารประกอบเชิงเส้น เมื่อหน่วยกลูโคสถูกทำลาย สายโซ่โมเลกุลทั้งหมดจะขาด และความหนืดของผลิตภัณฑ์จะลดลงอย่างรวดเร็ว หลังจากที่หน่วยกลูโคสถูกทำให้เป็นอีเธอร์แล้ว แม่พิมพ์จะไม่กัดกร่อนสายโซ่โมเลกุลได้ง่าย ดังนั้น ยิ่งระดับการทดแทนอีเทอร์ริฟิเคชัน (ค่า DS) ของเซลลูโลสอีเทอร์สูงเท่าใด ความเสถียรก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

3.3 ปริมาณสารออกฤทธิ์ของเซลลูโลสอีเทอร์

ยิ่งเนื้อหาของส่วนผสมออกฤทธิ์ในเซลลูโลสอีเทอร์สูง ประสิทธิภาพด้านต้นทุนของผลิตภัณฑ์ก็จะยิ่งสูงขึ้น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นด้วยขนาดที่เท่ากัน ส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพในเซลลูโลสอีเทอร์คือโมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ ดังนั้น เมื่อตรวจสอบปริมาณสารที่มีประสิทธิผลของเซลลูโลสอีเทอร์ ค่าเถ้าจึงสามารถสะท้อนโดยอ้อมหลังจากการเผาได้

3.4 ปริมาณ NaCl ในเซลลูโลสอีเทอร์

NaCl เป็นผลพลอยได้ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการผลิตเซลลูโลสอีเทอร์ ซึ่งโดยทั่วไปจำเป็นต้องกำจัดออกด้วยการล้างหลายครั้ง และยิ่งใช้เวลาซักนาน NaCl ก็จะยิ่งเหลือน้อยลง NaCl เป็นอันตรายที่รู้จักกันดีต่อการกัดกร่อนของเหล็กเส้นและตะแกรงลวดเหล็ก ดังนั้นแม้ว่าการบำบัดน้ำเสียด้วยการล้าง NaCl หลายครั้งอาจทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น แต่เมื่อเลือกผลิตภัณฑ์ MC เราก็ควรพยายามเลือกผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณ NaCl ต่ำกว่าอย่างดีที่สุด

4 หลักการเลือกเซลลูโลสอีเทอร์สำหรับผลิตภัณฑ์ปูนต่างๆ

เมื่อเลือกเซลลูโลสอีเทอร์สำหรับผลิตภัณฑ์ปูน อันดับแรกตามคำอธิบายในคู่มือผลิตภัณฑ์ ให้เลือกตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของตัวเอง (เช่น ความหนืด ระดับของการทดแทนอีเทอร์ริฟิเคชัน ปริมาณสารที่มีประสิทธิผล ปริมาณ NaCl ฯลฯ) ลักษณะการทำงานและการเลือก หลักการ

4.1 ระบบปูนฉาบบาง

ยกตัวอย่างปูนฉาบของระบบฉาบบาง เนื่องจากปูนฉาบสัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอก พื้นผิวจึงสูญเสียน้ำอย่างรวดเร็ว จึงต้องใช้อัตราการกักเก็บน้ำที่สูงขึ้น โดยเฉพาะในระหว่างการก่อสร้างในฤดูร้อนปูนจะต้องสามารถกักเก็บความชื้นที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่า จำเป็นต้องเลือก MC ที่มีอัตราการกักเก็บน้ำสูง ซึ่งสามารถพิจารณาอย่างครอบคลุมผ่าน 3 ด้าน ได้แก่ ความหนืด ขนาดอนุภาค และปริมาณการเติม โดยทั่วไปแล้ว ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ให้เลือก MC ที่มีความหนืดสูงกว่า และเมื่อพิจารณาถึงข้อกำหนดด้านความสามารถในการใช้งานได้ ความหนืดไม่ควรสูงเกินไป ดังนั้น MC ที่เลือกควรมีอัตราการกักเก็บน้ำสูงและมีความหนืดต่ำ ในบรรดาผลิตภัณฑ์ MC สามารถแนะนำ MH60001P6 ฯลฯ สำหรับระบบฉาบปูนแบบกาวบางได้

4.2 ปูนฉาบปูนซีเมนต์

การฉาบปูนต้องใช้ปูนที่มีความสม่ำเสมอที่ดีและง่ายต่อการทาให้สม่ำเสมอเมื่อฉาบปูน ในขณะเดียวกันก็ต้องการประสิทธิภาพป้องกันการยุบตัวที่ดี ความสามารถในการสูบน้ำสูง ความลื่นไหล และความสามารถในการทำงาน ดังนั้นจึงเลือก MC ที่มีความหนืดต่ำกว่า การกระจายตัวเร็วขึ้น และการพัฒนาความสม่ำเสมอ (อนุภาคเล็กกว่า) ในปูนซีเมนต์

ในการก่อสร้างกาวติดกระเบื้อง เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพสูง ปูนซีเมนต์จะต้องมีเวลาเปิดนานขึ้นและประสิทธิภาพในการป้องกันการลื่นไถลได้ดีขึ้น และในขณะเดียวกันก็ต้องมีการยึดเกาะที่ดีระหว่างพื้นผิวกับกระเบื้อง . ดังนั้นกาวติดกระเบื้องจึงมีข้อกำหนดค่อนข้างสูงสำหรับ MC อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไป MC มีปริมาณกาวปูกระเบื้องค่อนข้างสูง เมื่อเลือก MC เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของเวลาเปิดที่นานขึ้น MC เองจำเป็นต้องมีอัตราการกักเก็บน้ำที่สูงขึ้น และอัตราการกักเก็บน้ำต้องมีความหนืด ปริมาณการเติม และขนาดอนุภาคที่เหมาะสม เพื่อให้เป็นไปตามประสิทธิภาพการป้องกันการเลื่อนที่ดี ผลการทำให้หนาขึ้นของ MC นั้นดี ดังนั้นปูนจึงมีความต้านทานการไหลในแนวตั้งที่แข็งแกร่ง และประสิทธิภาพการทำให้หนาขึ้นนั้นมีข้อกำหนดบางประการเกี่ยวกับความหนืด ระดับอีเธอริฟิเคชัน และขนาดอนุภาค

4.4 ปูนฉาบปรับระดับตัวเอง

ปูนปรับระดับในตัวมีข้อกำหนดที่สูงกว่าในด้านประสิทธิภาพการปรับระดับของปูน ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะเลือกผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเทอร์ที่มีความหนืดต่ำ เนื่องจากการปรับระดับด้วยตนเองจำเป็นต้องปรับระดับปูนที่คนอย่างสม่ำเสมอบนพื้นได้โดยอัตโนมัติ จึงจำเป็นต้องมีความลื่นไหลและความสามารถในการสูบน้ำ ดังนั้นอัตราส่วนของน้ำต่อวัสดุจึงมีขนาดใหญ่ เพื่อป้องกันไม่ให้เลือดออก MC จำเป็นต้องควบคุมการกักเก็บน้ำของพื้นผิวและให้ความหนืดเพื่อป้องกันการตกตะกอน

4.5 ปูนก่ออิฐ

เนื่องจากปูนฉาบสัมผัสพื้นผิวของอิฐโดยตรง จึงมักมีโครงสร้างเป็นชั้นหนา มอร์ต้าจำเป็นต้องมีความสามารถในการทำงานและการกักเก็บน้ำสูง อีกทั้งยังสามารถรับประกันแรงยึดเกาะกับอิฐก่อ ปรับปรุงความสามารถในการทำงาน และเพิ่มประสิทธิภาพอีกด้วย ดังนั้น MC ที่เลือกควรสามารถช่วยปูนในการปรับปรุงประสิทธิภาพข้างต้นได้ และความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ไม่ควรสูงเกินไป

4.6 สารละลายฉนวน

เนื่องจากสารละลายฉนวนความร้อนถูกนำไปใช้ด้วยมือเป็นหลัก จึงจำเป็นต้องมี MC ที่เลือกไว้เพื่อให้ปูนมีความสามารถทำงานได้ดี สามารถใช้การได้ดี และกักเก็บน้ำได้ดีเยี่ยม MC ควรมีลักษณะความหนืดสูงและมีการกักเก็บอากาศสูง

5 บทสรุป

หน้าที่ของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนซีเมนต์ ได้แก่ การกักเก็บน้ำ การทำให้หนาขึ้น การกักเก็บอากาศ การหน่วง และการปรับปรุงความแข็งแรงของพันธะแรงดึง เป็นต้น