Гідроксильні групи наефір целюлозимолекули та атоми кисню на ефірних зв’язках утворять водневі зв’язки з молекулами води, перетворюючи вільну воду на зв’язану, таким чином відіграючи хорошу роль у утриманні води; взаємна дифузія між молекулами води та молекулярними ланцюгами ефіру целюлози дозволяє молекулам води входити всередину макромолекулярного ланцюга ефіру целюлози та бути підданими сильним обмеженням, таким чином утворюючи вільну воду та заплутану воду, що покращує водоутримання цементного розчину; ефір целюлози покращує реологічні властивості, пористу мережеву структуру та осмотичний тиск свіжого цементного розчину або плівкоутворювальні властивості ефіру целюлози перешкоджають дифузії води.
Утримання води самим ефіром целюлози походить від розчинності та дегідратації самого ефіру целюлози. Здатності до гідратації лише гідроксильних груп недостатньо, щоб компенсувати міцні водневі зв’язки та сили Ван-дер-Ваальса між молекулами, тому він лише набухає, але не розчиняється у воді. При введенні заступників у молекулярний ланцюг не тільки заступники руйнують водневі ланцюги, але й руйнуються міжланцюгові водневі зв’язки внаслідок розклинювання заступників між сусідніми ланцюгами. Чим більші замісники, тим більша відстань між молекулами і тим більший ефект руйнування водневих зв’язків. Після того, як решітка целюлози набухає, розчин надходить, і ефір целюлози стає водорозчинним, утворюючи високов’язкий розчин, який потім відіграє роль у утримуванні води.
Фактори, що впливають на ефективність утримання води:
В’язкість: чим більша в’язкість ефіру целюлози, тим краще утримує воду, але чим вища в’язкість, тим вища відносна молекулярна маса ефіру целюлози, і відповідно зменшується його розчинність, що негативно впливає на концентрацію та ефективність конструкції. розчину. Взагалі кажучи, результати в’язкості одного продукту, виміряні різними методами, дуже відрізняються, тому, порівнюючи в’язкість, його потрібно проводити між тими самими методами випробування (включаючи температуру, ротор тощо).
Кількість додавання: чим більша кількість ефіру целюлози додається до будівельного розчину, тим краще утримує воду. Зазвичай невелика кількість ефіру целюлози може значно підвищити ступінь водоутримання розчину. Коли кількість досягає певного рівня, тенденція збільшення швидкості утримання води сповільнюється.
Подрібненість частинок: чим дрібніші частинки, тим краще утримується вода. Коли великі частинки ефіру целюлози вступають у контакт з водою, поверхня негайно розчиняється та утворює гель, який огортає матеріал, щоб запобігти подальшому проникненню молекул води. Іноді навіть тривале перемішування не може досягти рівномірної дисперсії та розчинення, утворюючи каламутний флокулянтний розчин або агломерацію, що сильно впливає на утримання води ефіром целюлози. Розчинність є одним із факторів вибору ефіру целюлози. Тонкість також є важливим показником ефективності ефіру метилцелюлози. Подрібнення впливає на розчинність ефіру метилцелюлози. Більш грубий MC зазвичай гранульований і може легко розчинятися у воді без агломерації, але швидкість розчинення дуже низька, і він не підходить для використання в сухому розчині.
Температура: у міру підвищення температури навколишнього середовища утримання води ефірами целюлози зазвичай зменшується, але деякі модифіковані ефіри целюлози також добре утримують воду в умовах високої температури; при підвищенні температури гідратація полімерів послаблюється, і вода між ланцюгами виходить назовні. Коли дегідратація є достатньою, молекули починають агрегувати, утворюючи тривимірний мережевий структурний гель.
Молекулярна структура: ефіри целюлози з нижчим заміщенням краще утримують воду.
Згущення і тиксотропія
Згущення:
Вплив на адгезійну здатність і ефективність проти просідання: ефіри целюлози надають вологому розчину відмінну в’язкість, що може значно підвищити здатність зчеплення вологого розчину з базовим шаром і покращити ефективність розчину проти провисання. Він широко використовується в штукатурному розчині, розчині для склеювання плитки та системі ізоляції зовнішніх стін 3.
Вплив на однорідність матеріалу: ефект згущення ефірів целюлози також може підвищити антидисперсійну здатність і однорідність свіжозмішаних матеріалів, запобігати розшарування матеріалу, сегрегацію та просочування води, і може використовуватися у фібробетоні, підводному бетоні та самоущільнювальному бетоні. .
Джерело та вплив ефекту загущення: ефект загущення ефіру целюлози на матеріали на основі цементу походить від в’язкості розчину ефіру целюлози. За тих самих умов чим вища в’язкість ефіру целюлози, тим краща в’язкість модифікованих матеріалів на основі цементу, але якщо в’язкість надто висока, це вплине на текучість і працездатність матеріалу (наприклад, прилипання до штукатурного ножа ). Для розчину, що самовирівнюється, і бетону, що самоущільнюється, з високими вимогами до текучості потрібна дуже низька в’язкість ефіру целюлози. Крім того, ефект загущення ефіру целюлози також збільшить потребу у воді для матеріалів на основі цементу та збільшить вихід розчину.
Тиксотропність:
Водний розчин ефіру целюлози з високою в’язкістю має високу тиксотропність, що також є основною характеристикою ефіру целюлози. Водний розчин метилцелюлози зазвичай має псевдопластичність і нетиксотропну текучість при температурі гелю нижче температури, але демонструє властивості ньютонівської текучості при низьких швидкостях зсуву. Псевдопластичність зростає зі збільшенням молекулярної маси або концентрації ефіру целюлози і не має нічого спільного з типом замісника та ступенем заміщення. Таким чином, ефіри целюлози однакового ступеня в’язкості, будь то MC, HPMC або HEMC, завжди демонструють однакові реологічні властивості, доки концентрація та температура залишаються постійними. При підвищенні температури утворюється структурний гель і виникає висока тиксотропна текучість. Прості ефіри целюлози з високою концентрацією та низькою в'язкістю виявляють тиксотропію навіть при температурі гелю. Ця властивість дуже корисна для регулювання вирівнювання та просідання будівельного розчину під час будівництва.
Втягування повітря
Принцип і вплив на продуктивність роботи: Ефір целюлози має значний вплив повітря на свіжі матеріали на основі цементу. Ефір целюлози має як гідрофільні групи (гідроксильні групи, ефірні групи), так і гідрофобні групи (метильні групи, кільця глюкози). Це поверхнево-активна речовина з поверхневою активністю, яка має повітровтягуючий ефект. Ефект залучення повітря створить ефект кульки, який може покращити робочі характеристики свіжозмішаних матеріалів, наприклад, підвищити пластичність і гладкість розчину під час роботи, що сприятиме поширенню розчину; це також збільшить вихід будівельного розчину та знизить собівартість виробництва розчину.
Вплив на механічні властивості: Ефект залучення повітря збільшить пористість загартованого матеріалу та зменшить його механічні властивості, такі як міцність і модуль пружності.
Вплив на текучість: як поверхнево-активна речовина, ефір целюлози також має змочувальний або змащувальний ефект на частинки цементу, що разом із ефектом залучення повітря підвищує текучість матеріалів на основі цементу, але його ефект загущення зменшує текучість. Вплив ефіру целюлози на текучість матеріалів на основі цементу є комбінацією ефектів пластифікації та згущення. Взагалі кажучи, коли дозування ефіру целюлози дуже низька, це в основному проявляється як ефект пластифікації або зменшення води; коли дозування є високим, ефект загущення ефіру целюлози швидко зростає, а його ефект залучення повітря має тенденцію бути насиченим, тому він проявляється як згущення або збільшення потреби у воді.
Час публікації: 23 грудня 2024 р