Целулозният етер е вид органично полимерно съединение, широко използвано в строителни материали, особено в материали на циментова основа. Целулозният етер може да забави процеса на хидратация на цимента, като по този начин регулира обработваемостта, времето за втвърдяване и ранното развитие на якостта на циментовата паста.
(1). Реакция на забавена хидратация
Целулозният етер може да забави реакцията на хидратация на цимента, което се постига главно чрез следните механизми:
1.1 Адсорбция и екраниращи ефекти
Разтворът с висок вискозитет, образуван чрез разтваряне на целулозен етер във воден разтвор, може да образува адсорбционен филм върху повърхността на циментовите частици. Образуването на този филм се дължи главно на физическата адсорбция на хидроксилни групи в молекулите на целулозния етер и йони върху повърхността на циментовите частици, което води до екраниране на повърхността на циментовите частици, намалявайки контакта между циментовите частици и водните молекули, като по този начин забавяне на реакцията на хидратация.
1.2 Образуване на филм
В ранните етапи на хидратация на цимента целулозният етер може да образува плътен филм върху повърхността на циментовите частици. Съществуването на този филм ефективно възпрепятства дифузията на водните молекули във вътрешността на циментовите частици, като по този начин забавя скоростта на хидратация на цимента. В допълнение, образуването на този филм може също така да намали разтварянето и дифузията на калциевите йони, като допълнително забавя образуването на продукти на хидратация.
1.3 Разтваряне и отделяне на вода
Целулозният етер има силна абсорбция на вода, може да абсорбира влагата и да я освобождава бавно. Този процес на отделяне на вода може да регулира течливостта и обработваемостта на циментовата суспензия до известна степен и да забави скоростта на реакцията на хидратация чрез намаляване на ефективната концентрация на вода по време на процеса на хидратация.
(2). Влияние на фазовия състав на цимента
Целулозните етери имат различен ефект върху хидратацията на различните циментови фази. Като цяло, целулозен етер има по-очевиден ефект върху хидратацията на трикалциев силикат (C3S). Наличието на целулозен етер ще забави хидратацията на C3S и ще намали скоростта на освобождаване на ранната хидратационна топлина на C3S, като по този начин забавя развитието на ранната сила. В допълнение, целулозните етери могат също да повлияят на хидратацията на други минерални компоненти като дикалциев силикат (C₂S) и трикалциев алуминат (C3A), но тези ефекти са относително малки.
(3). Реология и структурни ефекти
Целулозният етер може да увеличи вискозитета на циментовата суспензия и да повлияе на нейната реология. Суспензията с висок вискозитет спомага за намаляване на утаяването и стратификацията на циментовите частици, позволявайки на циментовата суспензия да поддържа добра еднородност преди втвърдяване. Тази характеристика на висок вискозитет не само забавя процеса на хидратация на цимента, но също така подобрява течливостта и строителните характеристики на циментовата суспензия.
(4). Ефекти от приложението и предпазни мерки
Целулозните етери имат значителен ефект при забавяне на хидратацията на цимента и затова често се използват за регулиране на времето за втвърдяване и течливостта на материали на циментова основа. Въпреки това, дозировката и видът на целулозния етер трябва да бъдат прецизно контролирани, тъй като прекомерният целулозен етер може да причини проблеми като недостатъчна ранна якост и повишено свиване на материали на циментова основа. В допълнение, различните видове целулозни етери (като метилцелулоза, хидроксипропилметилцелулоза и др.) имат различни механизми и ефекти в циментовите суспензии и трябва да бъдат избрани според специфичните изисквания за приложение.
Прилагането на целулозен етер в материали на циментова основа може не само ефективно да забави реакцията на хидратация на цимента, но също така да подобри конструктивните характеристики и издръжливостта на материала. Чрез разумен подбор и използване на целулозни етери, качеството и конструктивният ефект на циментовите материали могат да бъдат значително подобрени.
Време на публикуване: 3 август 2024 г