Kvaliteta celuloze hpmc određuje kvalitetu morta

U suhom mješanom mortu, količina dodatka hidroksipropil metilceluloze HPMC je vrlo niska, ali može značajno poboljšati performanse mokrog morta, a to je glavni aditiv koji utječe na građevinske performanse morta. Celulozni eteri s različitim stupnjevima viskoznosti i dodacima pozitivno utječu na svojstva suhog praškastog morta. Trenutno mnogi mortovi za zidanje i žbukanje imaju lošu sposobnost zadržavanja vode, a vodena kaša će se odvojiti nakon nekoliko minuta stajanja. Zadržavanje vode je važno svojstvo metilceluloznog etera, a to je također svojstvo na koje obraćaju pažnju mnogi domaći proizvođači suhih žbuka, posebno oni u južnim regijama s visokim temperaturama. Čimbenici koji utječu na učinak zadržavanja vode suhog praškastog morta uključuju količinu dodanog HPMC-a, viskoznost HPMC-a, finoću čestica i temperaturu okoline u kojoj se upotrebljava.

1. Koncept: Celulozni eter je sintetski polimer napravljen od prirodne celuloze kemijskom modifikacijom. Celulozni eter je derivat prirodne celuloze. Proizvodnja celuloznog etera razlikuje se od sintetskih polimera. Njegov najosnovniji materijal je celuloza, prirodni polimerni spoj. Zbog specifičnosti strukture prirodne celuloze, sama celuloza nema sposobnost reakcije sa sredstvima za eterifikaciju. Međutim, nakon obrade sredstva za bubrenje, jake vodikove veze između molekularnih lanaca i lanaca se uništavaju, a aktivno oslobađanje hidroksilne skupine postaje reaktivna alkalna celuloza. Dobiti celulozni eter. Svojstva celuloznih etera ovise o vrsti, broju i rasporedu supstituenata. Klasifikacija celuloznih etera također se temelji na vrsti supstituenata, stupnju eterifikacije, topljivosti i povezanim svojstvima primjene. Prema vrsti supstituenata u molekularnom lancu, može se podijeliti na monoeter i miješani eter. HPMC koji obično koristimo je miješani eter. Hidroksipropil metilcelulozni eter HPMC je proizvod dobiven supstitucijom dijela hidroksilne skupine na jedinici s metoksi skupinom, a drugog dijela s hidroksipropilnom skupinom. Strukturna formula je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH) )CH3] n] x

HPMC se uglavnom koristi u građevinskim materijalima, premazima od lateksa, medicini, dnevnim kemikalijama itd. Koristi se kao zgušnjivač, sredstvo za zadržavanje vode, stabilizator, sredstvo za dispergiranje i sredstvo za stvaranje filma.

2. Zadržavanje vode celuloznog etera: U proizvodnji građevinskih materijala, posebno suhih praškastih mortova, celulozni eter ima nezamjenjivu ulogu, posebno u proizvodnji specijalnih mortova (modificiranih mortova), nezamjenjiva je i važna komponenta. Važna uloga celuloznog etera topljivog u vodi u mortu uglavnom ima tri aspekta, jedan je izvrsna sposobnost zadržavanja vode, drugi je utjecaj na konzistenciju i tiksotropiju morta, a treći je interakcija s cementom. Učinak celuloznog etera na zadržavanje vode ovisi o upijanju vode osnovnog sloja, sastavu morta, debljini sloja morta, potrebi za vodom u mortu i vremenu vezivanja materijala za vezivanje. Zadržavanje vode samog celuloznog etera dolazi od topljivosti i dehidracije samog celuloznog etera. Kao što svi znamo, iako molekularni lanac celuloze sadrži veliki broj OH skupina koje se mogu hidratizirati, on nije topiv u vodi, jer struktura celuloze ima visok stupanj kristalnosti. Sama sposobnost hidratacije hidroksilnih skupina nije dovoljna da pokrije jake vodikove veze i van der Waalsove sile između molekula. Zbog toga samo bubri, ali se ne otapa u vodi. Kada se supstituent uvede u molekulski lanac, ne samo da supstituent uništava vodikov lanac, već se uništava i međulančana vodikova veza zbog uklinjavanja supstituenta između susjednih lanaca. Što je veći supstituent, to je veći razmak između molekula. Što je udaljenost veća. Što je veći učinak razaranja vodikovih veza, celulozni eter postaje topiv u vodi nakon što se celulozna rešetka proširi i otopina uđe, tvoreći otopinu visoke viskoznosti. Kad temperatura poraste, hidratacija polimera slabi, a voda između lanaca se istiskuje. Kada je učinak dehidracije dovoljan, molekule se počinju agregirati, tvoreći trodimenzionalnu mrežnu strukturu gela i savijajući se. Čimbenici koji utječu na zadržavanje vode u mortu uključuju viskoznost celuloznog etera, dodanu količinu, finoću čestica i temperaturu uporabe. Što je veća viskoznost celuloznog etera, to je bolja izvedba zadržavanja vode. Općenito govoreći, što je veća viskoznost, to je bolji učinak zadržavanja vode. Što je veća viskoznost, to je očitiji učinak zgušnjavanja morta, ali nije izravno proporcionalan. Što je viskoznost viša, vlažna žbuka će biti viskoznija, odnosno tijekom gradnje to se očituje kao lijepljenje za strugač i visoko prianjanje na podlogu. Ali nije od pomoći povećati strukturnu čvrstoću same mokre žbuke. Tijekom izgradnje, učinak protiv propadanja nije očit. Što je veća količina celuloznog etera dodana mortu, to je bolja sposobnost zadržavanja vode, a što je veća viskoznost, to je bolja sposobnost zadržavanja vode. Što se tiče veličine čestica, što su čestice sitnije, to je bolje zadržavanje vode. Nakon što velike čestice celuloznog etera dođu u kontakt s vodom, površina se odmah otapa i formira gel koji obavija materijal kako bi se spriječilo daljnje infiltriranje molekula vode. Ponekad se ne može ravnomjerno dispergirati i otopiti čak ni nakon dugotrajnog miješanja, stvarajući mutnu flokulentnu otopinu ili aglomeraciju. Uvelike utječe na zadržavanje vode celuloznog etera, a topljivost je jedan od čimbenika za odabir celuloznog etera. Finoća je također važan pokazatelj učinkovitosti metilceluloznog etera. HPMC koji se koristi za suhi praškasti mort mora biti u prahu s niskim sadržajem vode, a finoća također zahtijeva da 20%~60% veličine čestica bude manje od 63 um. Finoća utječe na topljivost metilceluloznog etera. Grubi MC je obično granuliran i lako se otapa u vodi bez aglomeracije, ali brzina otapanja je vrlo spora, tako da nije prikladan za upotrebu u suhom praškastom mortu. U suhom praškastom mortu, MC je raspršen među materijalima za cementiranje kao što su agregat, fino punilo i cement, a samo dovoljno fini prah može izbjeći aglomeraciju metilceluloznog etera pri miješanju s vodom. Kada se HPMC doda s vodom za otapanje aglomerata, vrlo ga je teško dispergirati i otopiti. Za prskani mort s mehaničkom konstrukcijom zahtjevi za finoćom su veći zbog kraćeg vremena miješanja. Finoća HPMC-a također ima određeni utjecaj na njegovo zadržavanje vode. Općenito govoreći, za etere metilceluloze iste viskoznosti, ali različite finoće, pod istom količinom dodatka, što je finiji, to je bolji učinak zadržavanja vode. Zadržavanje vode HPMC-a također je povezano s korištenom temperaturom, a zadržavanje vode metilceluloznog etera smanjuje se s povećanjem temperature. Međutim, u stvarnim primjenama materijala, suhi praškasti mort često se nanosi na vruće podloge na visokim temperaturama (višim od 40 stupnjeva) u mnogim okruženjima, kao što je žbukanje vanjskih zidova na suncu ljeti, što često ubrzava stvrdnjavanje cementa i stvrdnjavanje suhi praškasti mort. Pad stope zadržavanja vode dovodi do očitog osjećaja da su pogođeni i obradivost i otpornost na pukotine, a posebno je kritično smanjiti utjecaj temperaturnih čimbenika pod ovim uvjetima.

3. Zgušnjavanje i tiksotropija celuloznog etera: Druga funkcija celuloznog etera - učinak zgušnjavanja ovisi o: stupnju polimerizacije celuloznog etera, koncentraciji otopine, temperaturi i drugim uvjetima. Svojstvo geliranja otopine je jedinstveno za alkil celulozu i njezine modificirane derivate. Svojstva geliranja povezana su sa stupnjem supstitucije, koncentracijom otopine i dodacima. Za hidroksialkil modificirane derivate, svojstva gela također su povezana sa stupnjem modifikacije hidroksialkila. Za HPMC otopinu niske viskoznosti može se pripremiti otopina koncentracije 10%-15%, HPMC srednje viskoznosti može se pripremiti 5%-10% otopina, a HPMC visoke viskoznosti može pripremiti samo 2%-3% otopinu, a viskoznost celuloznog etera se obično Gradira se i s 1%-2% otopinom. Celulozni eter visoke molekularne težine ima visoku učinkovitost zgušnjavanja. Polimeri s različitim molekulskim težinama imaju različite viskoznosti u otopini iste koncentracije. Visok stupanj polimerizacije. Ciljana viskoznost može se postići samo dodavanjem velike količine celuloznog etera niske molekularne težine. Njegova viskoznost malo ovisi o brzini smicanja, a visoka viskoznost doseže ciljnu viskoznost, a potrebna količina dodatka je mala, a viskoznost ovisi o učinkovitosti zgušnjavanja. Stoga, da bi se postigla određena konzistencija, mora biti zajamčena određena količina celuloznog etera (koncentracija otopine) i viskoznost otopine. Temperatura gela otopine također pada linearno s porastom koncentracije otopine, a gelira na sobnoj temperaturi nakon postizanja određene koncentracije. Koncentracija geliranja HPMC je relativno visoka na sobnoj temperaturi. Konzistencija se također može prilagoditi odabirom veličine čestica i odabirom celuloznih etera s različitim stupnjevima modifikacije. Takozvana modifikacija je uvođenje određenog stupnja supstitucije hidroksialkilnih skupina na strukturu skeleta MC. Promjenom relativnih supstitucijskih vrijednosti dvaju supstituenata, odnosno DS i ms relativnih supstitucijskih vrijednosti metoksi i hidroksialkilnih skupina koje često kažemo. Različiti zahtjevi za učinkovitost celuloznog etera mogu se postići promjenom relativnih supstitucijskih vrijednosti dvaju supstituenata. Odnos između konzistencije i modifikacije: dodavanje celuloznog etera utječe na potrošnju vode u mortu, promjena omjera vode i veziva vode i cementa je učinak zgušnjavanja, što je veća doza, veća je potrošnja vode. Celulozni eteri koji se koriste u praškastim građevinskim materijalima moraju se brzo otopiti u hladnoj vodi i osigurati odgovarajuću konzistenciju za sustav. Također postoji dobar linearni odnos između konzistencije cementne paste i doze celuloznog etera. Celulozni eter može znatno povećati viskoznost žbuke. Što je veća doza, to je očitiji učinak. Vodena otopina celuloznog etera visoke viskoznosti ima visoku tiksotropiju, što je također glavna karakteristika celuloznog etera. Stoga celulozni eteri istog stupnja viskoznosti uvijek pokazuju ista reološka svojstva sve dok se koncentracija i temperatura održavaju konstantnima. Strukturni gelovi nastaju kada se temperatura povisi, a javljaju se i visoko tiksotropna strujanja. Celulozni eteri visoke koncentracije i niske viskoznosti pokazuju tiksotropiju čak i ispod temperature gela. Ovo svojstvo je od velike koristi za podešavanje izravnavanja i ulegnuća u građevinskom mortu. Ovdje je potrebno objasniti da što je veća viskoznost celuloznog etera, to je bolje zadržavanje vode, ali što je veća viskoznost, to je veća relativna molekularna težina celuloznog etera i odgovarajuće smanjenje njegove topljivosti, što ima negativan učinak na koncentraciju morta i izvedbe konstrukcije. Što je veća viskoznost, to je očitiji učinak zgušnjavanja morta, ali nije potpuno proporcionalan. Neki srednje i niske viskoznosti, ali modificirani celulozni eter ima bolju izvedbu u poboljšanju strukturne čvrstoće mokrog morta. S povećanjem viskoznosti poboljšava se zadržavanje vode celuloznog etera.

4. Retardacija celuloznog etera: Treća funkcija celuloznog etera je odgađanje procesa hidratacije cementa. Celulozni eter daje mortu različita korisna svojstva, a također smanjuje toplinu rane hidratacije cementa i odgađa dinamički proces hidratacije cementa. Ovo je nepovoljno za upotrebu morta u hladnim područjima. Ovaj učinak usporavanja uzrokovan je adsorpcijom molekula celuloznog etera na proizvode hidratacije kao što su CSH i ca(OH)2. Zbog povećanja viskoznosti otopine pora, celulozni eter smanjuje pokretljivost iona u otopini, čime se usporava proces hidratacije. Što je veća koncentracija celuloznog etera u materijalu mineralnog gela, to je izraženiji učinak odgode hidratacije. Celulozni eter ne samo da odgađa stvrdnjavanje, već i odgađa proces stvrdnjavanja sustava cementne žbuke. Učinak usporavanja celuloznog etera ne ovisi samo o njegovoj koncentraciji u sustavu mineralnog gela, već i o kemijskoj strukturi. Što je bolji učinak usporavanja celuloznog etera, to je jači učinak usporavanja hidrofilne supstitucije od supstitucije koja povećava vodu. Međutim, viskoznost celuloznog etera ima mali učinak na kinetiku hidratacije cementa. S povećanjem udjela celuloznog etera značajno se povećava vrijeme vezivanja morta. Postoji dobra nelinearna korelacija između početnog vremena vezivanja morta i sadržaja celuloznog etera, te dobra linearna korelacija između konačnog vremena stvrdnjavanja i sadržaja celuloznog etera. Mijenjanjem količine celuloznog etera možemo kontrolirati radno vrijeme morta. Ukratko, u gotovoj mješavini žbuke, celulozni eter igra ulogu u zadržavanju vode, zgušnjavanju, usporavanju snage hidratacije cementa i poboljšanju izvedbe konstrukcije. Dobar kapacitet zadržavanja vode čini hidrataciju cementa potpunijom, može poboljšati mokru viskoznost mokrog morta, povećati snagu vezivanja morta i prilagoditi vrijeme. Dodavanje celuloznog etera u mort za mehaničko prskanje može poboljšati učinak prskanja ili pumpanja i strukturnu čvrstoću morta. Stoga se celulozni eter naširoko koristi kao važan aditiv u gotovoj mješavini žbuke.