Celluloseether verzögert den Hydratationsmechanismus des Zements

Celluloseether ist eine Art organische Polymerverbindung, die häufig in Baumaterialien, insbesondere in Materialien auf Zementbasis, verwendet wird. Celluloseether kann den Hydratationsprozess von Zement verzögern und dadurch die Verarbeitbarkeit, die Abbindezeit und die frühe Festigkeitsentwicklung des Zementleims beeinflussen.

(1). Verzögerte Hydratationsreaktion
Celluloseether kann die Hydratationsreaktion von Zement verzögern, was hauptsächlich durch folgende Mechanismen erreicht wird:

1.1 Adsorptions- und Abschirmwirkungen
Die hochviskose Lösung, die durch Auflösen von Celluloseether in wässriger Lösung entsteht, kann einen Adsorptionsfilm auf der Oberfläche von Zementpartikeln bilden. Die Bildung dieses Films ist hauptsächlich auf die physikalische Adsorption von Hydroxylgruppen in Celluloseethermolekülen und -ionen auf der Oberfläche von Zementpartikeln zurückzuführen, was dazu führt, dass die Oberfläche der Zementpartikel abgeschirmt wird und dadurch der Kontakt zwischen Zementpartikeln und Wassermolekülen verringert wird Verzögerung der Hydratationsreaktion.

1.2 Filmbildung
In den frühen Stadien der Zementhydratation kann Celluloseether einen dichten Film auf der Oberfläche von Zementpartikeln bilden. Das Vorhandensein dieses Films verhindert wirksam die Diffusion von Wassermolekülen in das Innere der Zementpartikel und verzögert dadurch die Hydratationsrate des Zements. Darüber hinaus kann die Bildung dieses Films auch die Auflösung und Diffusion von Calciumionen verringern und so die Bildung von Hydratationsprodukten weiter verzögern.

1.3 Auflösung und Wasserabgabe
Celluloseether hat eine starke Wasseraufnahme, kann Feuchtigkeit aufnehmen und langsam wieder abgeben. Dieser Wasserfreisetzungsprozess kann die Fließfähigkeit und Verarbeitbarkeit der Zementaufschlämmung bis zu einem gewissen Grad anpassen und die Geschwindigkeit der Hydratationsreaktion verlangsamen, indem die effektive Wasserkonzentration während des Hydratationsprozesses verringert wird.

(2). Einfluss der Zusammensetzung der Zementphase
Celluloseether haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Hydratation verschiedener Zementphasen. Im Allgemeinen hat Celluloseether einen deutlicheren Einfluss auf die Hydratation von Tricalciumsilikat (C₃S). Die Anwesenheit von Celluloseether verzögert die Hydratation von C₃S und verringert die Freisetzungsrate der frühen Hydratationswärme von C₃S, wodurch die Entwicklung der frühen Festigkeit verzögert wird. Darüber hinaus können Celluloseether auch die Hydratation anderer mineralischer Bestandteile wie Dicalciumsilikat (C₂S) und Tricalciumaluminat (C₃A) beeinflussen, diese Effekte sind jedoch relativ gering.

(3). Rheologie und Struktureffekte
Celluloseether kann die Viskosität der Zementaufschlämmung erhöhen und deren Rheologie beeinflussen. Eine hochviskose Aufschlämmung trägt dazu bei, das Absetzen und die Schichtung von Zementpartikeln zu reduzieren, sodass die Zementaufschlämmung vor dem Abbinden eine gute Gleichmäßigkeit behält. Diese Eigenschaft der hohen Viskosität verzögert nicht nur den Hydratationsprozess des Zements, sondern verbessert auch die Fließfähigkeit und die Bauleistung des Zementschlamms.

(4). Anwendungseffekte und Vorsichtsmaßnahmen
Celluloseether haben einen erheblichen Einfluss auf die Verzögerung der Zementhydratation und werden daher häufig zur Einstellung der Abbindezeit und Fließfähigkeit zementbasierter Materialien eingesetzt. Dosierung und Art des Celluloseethers müssen jedoch genau kontrolliert werden, da ein Überschuss an Celluloseether zu Problemen wie unzureichender Frühfestigkeit und erhöhtem Schrumpf zementbasierter Materialien führen kann. Darüber hinaus haben verschiedene Arten von Celluloseethern (wie Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose usw.) unterschiedliche Mechanismen und Wirkungen in Zementschlämmen und müssen entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen ausgewählt werden.

Der Einsatz von Celluloseether in zementbasierten Materialien kann nicht nur die Hydratationsreaktion von Zement wirksam verzögern, sondern auch die Bauleistung und Haltbarkeit des Materials verbessern. Durch eine sinnvolle Auswahl und Verwendung von Celluloseethern können Qualität und Bauwirkung zementbasierter Werkstoffe deutlich verbessert werden.