Focus on Cellulose ethers

Die wichtige Rolle von Celluloseether im Mörtel

Celluloseether kann die Leistung von Nassmörtel erheblich verbessern und ist ein Hauptzusatzstoff, der die Bauleistung von Mörtel beeinflusst. Eine sinnvolle Auswahl von Celluloseethern verschiedener Sorten, unterschiedlicher Viskosität, unterschiedlicher Partikelgrößen, unterschiedlicher Viskositätsgrade und Zusatzmengen wirkt sich positiv auf die Verbesserung der Leistung von Trockenpulvermörtel aus. Heutzutage weisen viele Mauer- und Putzmörtel ein schlechtes Wasserhaltevermögen auf und die Wasserschlämme trennt sich nach einigen Minuten Standzeit. Die Wasserretention ist eine wichtige Funktion von Methylcelluloseether, auf die auch viele inländische Hersteller von Trockenmörtel achten, insbesondere in südlichen Regionen mit hohen Temperaturen. Zu den Faktoren, die die Wasserrückhaltewirkung von Trockenpulvermörtel beeinflussen, gehören die Zugabemenge, die Viskosität, die Feinheit der Partikel und die Temperatur der Einsatzumgebung.

Wasserretention von Celluloseether

Bei der Herstellung von Baustoffen, insbesondere von Trockenmörteln, spielt Celluloseether eine unersetzliche Rolle, insbesondere bei der Herstellung von Spezialmörtel (modifizierter Mörtel) ist er ein unverzichtbarer und wichtiger Bestandteil. Die wichtige Rolle von wasserlöslichem Celluloseether im Mörtel besteht hauptsächlich aus drei Aspekten: Zum einen ist es ein hervorragendes Wasserrückhaltevermögen, zum anderen der Einfluss auf die Konsistenz und Thixotropie des Mörtels und drittens die Wechselwirkung mit Zement. Die Wasserhaltewirkung von Celluloseether hängt von der Wasseraufnahme der Tragschicht, der Zusammensetzung des Mörtels, der Dicke der Mörtelschicht, dem Wasserbedarf des Mörtels und der Abbindezeit des Abbindematerials ab. Die Wasserretention von Celluloseether selbst ist auf die Löslichkeit und Dehydrierung des Celluloseethers selbst zurückzuführen. Wie wir alle wissen, enthält die Molekülkette der Cellulose zwar eine große Anzahl hochhydrierbarer OH-Gruppen, ist jedoch nicht wasserlöslich, da die Cellulosestruktur einen hohen Kristallinitätsgrad aufweist. Die Hydratationsfähigkeit von Hydroxylgruppen allein reicht nicht aus, um die starken Wasserstoffbrückenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte zwischen Molekülen abzudecken. Daher quillt es nur, löst sich aber nicht im Wasser. Wenn ein Substituent in die Molekülkette eingeführt wird, zerstört nicht nur der Substituent die Wasserstoffkette, sondern auch die Wasserstoffbindung zwischen den Ketten wird aufgrund der Verkeilung des Substituenten zwischen benachbarten Ketten zerstört. Je größer der Substituent, desto größer der Abstand zwischen den Molekülen. Je größer der Abstand. Je größer die Wirkung der Zerstörung von Wasserstoffbrückenbindungen ist, desto wasserlöslicher wird der Celluloseether, nachdem sich das Cellulosegitter ausdehnt und die Lösung eintritt und eine hochviskose Lösung bildet. Wenn die Temperatur steigt, wird die Hydratation des Polymers schwächer und das Wasser zwischen den Ketten wird ausgetrieben. Wenn die Dehydratisierungswirkung ausreichend ist, beginnen die Moleküle zu aggregieren, bilden eine dreidimensionale Gel-Netzwerkstruktur und entfalten sich.

Generell gilt: Je höher die Viskosität, desto besser ist der Wasserrückhalteeffekt. Je höher jedoch die Viskosität und je höher das Molekulargewicht, desto geringer ist die Löslichkeit, die sich negativ auf die Festigkeit und Bauleistung des Mörtels auswirkt. Je höher die Viskosität, desto deutlicher ist die Verdickungswirkung auf den Mörtel, sie ist jedoch nicht direkt proportional. Je höher die Viskosität, desto zähflüssiger ist der Nassmörtel, d. h. er macht sich während der Bauphase durch ein Verkleben am Spachtel und eine hohe Haftung am Untergrund bemerkbar. Es ist jedoch nicht hilfreich, die strukturelle Festigkeit des Nassmörtels selbst zu erhöhen. Während des Baus ist die Anti-Durchhang-Leistung nicht offensichtlich. Im Gegensatz dazu weisen einige mittel- und niedrigviskose, aber modifizierte Methylcelluloseether eine hervorragende Leistung bei der Verbesserung der strukturellen Festigkeit von Nassmörtel auf.

Verdickung und Thixotropie von Celluloseether

Es besteht auch ein guter linearer Zusammenhang zwischen der Konsistenz des Zementleims und der Dosierung des Celluloseethers. Celluloseether kann die Viskosität von Mörtel stark erhöhen. Je höher die Dosierung, desto deutlicher ist die Wirkung. Hochviskose wässrige Celluloseetherlösungen weisen eine hohe Thixotropie auf, was ebenfalls ein Hauptmerkmal von Celluloseether ist.

Die Verdickung hängt vom Polymerisationsgrad des Celluloseethers, der Lösungskonzentration, der Schergeschwindigkeit, der Temperatur und anderen Bedingungen ab. Die Geliereigenschaft der Lösung ist einzigartig für Alkylcellulose und ihre modifizierten Derivate. Die Gelierungseigenschaften hängen vom Substitutionsgrad, der Lösungskonzentration und den Zusatzstoffen ab. Bei Hydroxyalkyl-modifizierten Derivaten hängen die Geleigenschaften auch vom Modifikationsgrad des Hydroxyalkyls ab. Für MC und HPMC mit niedriger Viskosität können 10–15 %ige Lösungen hergestellt werden, für MC und HPMC mit mittlerer Viskosität können 5–10 %ige Lösungen hergestellt werden, während für MC und HPMC mit hoher Viskosität nur 2–3 %ige Lösungen hergestellt werden können Die Viskositätsklassifizierung von Celluloseether wird ebenfalls nach 1- bis 2-prozentiger Lösung abgestuft. Celluloseether mit hohem Molekulargewicht weist eine hohe Verdickungseffizienz auf. In einer Lösung gleicher Konzentration weisen Polymere mit unterschiedlichem Molekulargewicht unterschiedliche Viskositäten auf. Hoher Grad. Die Zielviskosität kann nur durch Zugabe einer großen Menge niedermolekularen Celluloseethers erreicht werden. Seine Viskosität hängt kaum von der Schergeschwindigkeit ab, und die hohe Viskosität erreicht die Zielviskosität, und die erforderliche Zugabemenge ist gering und die Viskosität hängt von der Verdickungseffizienz ab. Um eine bestimmte Konsistenz zu erreichen, muss daher eine bestimmte Menge an Celluloseether (Konzentration der Lösung) und Lösungsviskosität gewährleistet sein. Die Geltemperatur der Lösung nimmt ebenfalls linear mit zunehmender Konzentration der Lösung ab und geliert bei Raumtemperatur nach Erreichen einer bestimmten Konzentration. Die Gelierkonzentration von HPMC ist bei Raumtemperatur relativ hoch.

Verzögerung von Celluloseether

Die dritte Funktion von Celluloseether besteht darin, den Hydratationsprozess von Zement zu verzögern. Celluloseether verleiht Mörtel verschiedene vorteilhafte Eigenschaften, reduziert außerdem die frühe Hydratationswärme von Zement und verzögert den dynamischen Hydratationsprozess von Zement. Dies ist für den Mörteleinsatz in kalten Regionen ungünstig. Dieser Verzögerungseffekt wird durch die Adsorption von Celluloseethermolekülen an Hydratationsprodukten wie CSH und ca(OH)2 verursacht. Aufgrund der Erhöhung der Viskosität der Porenlösung verringert der Celluloseether die Beweglichkeit der Ionen in der Lösung und verzögert dadurch den Hydratationsprozess. Je höher die Konzentration an Celluloseether im mineralischen Gelmaterial ist, desto ausgeprägter ist der Effekt der Hydratationsverzögerung. Celluloseether verzögert nicht nur das Abbinden, sondern verzögert auch den Aushärtungsprozess des Zementmörtelsystems. Die retardierende Wirkung von Celluloseether hängt nicht nur von seiner Konzentration im Mineralgelsystem ab, sondern auch von der chemischen Struktur. Je höher der Methylierungsgrad von HEMC ist, desto besser ist die retardierende Wirkung von Celluloseether. Durch das Verhältnis von hydrophiler Substitution zu wassersteigernder Substitution ist die retardierende Wirkung stärker. Allerdings hat die Viskosität von Celluloseether kaum Einfluss auf die Hydratationskinetik des Zements.

In Mörtel spielt Celluloseether die Rolle, Wasser zurückzuhalten, zu verdicken, die Hydratationskraft des Zements zu verzögern und die Bauleistung zu verbessern. Ein gutes Wasserrückhaltevermögen sorgt für eine vollständigere Zementhydratation, kann die Nassviskosität des Nassmörtels verbessern, die Haftfestigkeit des Mörtels erhöhen und die Zeit anpassen. Die Zugabe von Celluloseether zu mechanischem Spritzmörtel kann die Spritz- oder Pumpleistung und die Strukturfestigkeit des Mörtels verbessern. Daher wird Celluloseether häufig als wichtiger Zusatzstoff in Fertigmörteln verwendet


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Dezember 2022
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