L'etere di cellulosa è un tipo di composto polimerico organico ampiamente utilizzato nei materiali da costruzione, in particolare nei materiali a base di cemento. L'etere di cellulosa può ritardare il processo di idratazione del cemento, regolando così la lavorabilità, il tempo di presa e lo sviluppo iniziale della resistenza della pasta di cemento.
(1). Reazione di idratazione ritardata
L'etere di cellulosa può ritardare la reazione di idratazione del cemento, che si ottiene principalmente attraverso i seguenti meccanismi:
1.1 Effetti di assorbimento ed schermatura
La soluzione ad alta viscosità formata sciogliendo l'etere di cellulosa in soluzione acquosa può formare un film di adsorbimento sulla superficie delle particelle di cemento. La formazione di questa pellicola è dovuta principalmente all'adsorbimento fisico di gruppi ossidrilici nelle molecole di etere di cellulosa e di ioni sulla superficie delle particelle di cemento, che fa sì che la superficie delle particelle di cemento venga schermata, riducendo il contatto tra le particelle di cemento e le molecole d'acqua, quindi ritardando la reazione di idratazione.
1.2 Formazione del film
Nelle prime fasi di idratazione del cemento, l'etere di cellulosa può formare una pellicola densa sulla superficie delle particelle di cemento. L'esistenza di questa pellicola ostacola efficacemente la diffusione delle molecole d'acqua all'interno delle particelle di cemento, ritardando così il tasso di idratazione del cemento. Inoltre, la formazione di questo film può anche ridurre la dissoluzione e la diffusione degli ioni calcio, ritardando ulteriormente la formazione dei prodotti di idratazione.
1.3 Dissoluzione e rilascio di acqua
L'etere di cellulosa ha un forte assorbimento d'acqua, può assorbire l'umidità e rilasciarla lentamente. Questo processo di rilascio dell'acqua può regolare in una certa misura la fluidità e la lavorabilità dell'impasto liquido di cemento e rallentare la velocità della reazione di idratazione riducendo la concentrazione effettiva di acqua durante il processo di idratazione.
(2). Influenza della composizione della fase cementizia
Gli eteri di cellulosa hanno effetti diversi sull'idratazione delle diverse fasi del cemento. Generalmente, l'etere di cellulosa ha un effetto più evidente sull'idratazione del silicato tricalcico (C₃S). La presenza di etere di cellulosa ritarderà l'idratazione di C₃S e ridurrà la velocità di rilascio del calore di idratazione iniziale di C₃S, ritardando così lo sviluppo della resistenza iniziale. Inoltre, gli eteri di cellulosa possono anche influenzare l’idratazione di altri componenti minerali come il silicato bicalcico (C₂S) e l’alluminato tricalcico (C₃A), ma questi effetti sono relativamente piccoli.
(3). Reologia ed effetti strutturali
L'etere di cellulosa può aumentare la viscosità della sospensione di cemento e influenzarne la reologia. L'impasto liquido ad alta viscosità aiuta a ridurre la sedimentazione e la stratificazione delle particelle di cemento, consentendo all'impasto liquido di cemento di mantenere una buona uniformità prima della presa. Questa caratteristica di elevata viscosità non solo ritarda il processo di idratazione del cemento, ma migliora anche la fluidità e le prestazioni costruttive della boiacca cementizia.
(4). Effetti dell'applicazione e precauzioni
Gli eteri di cellulosa hanno un effetto significativo nel ritardare l'idratazione del cemento e sono quindi spesso utilizzati per regolare il tempo di presa e la fluidità dei materiali a base di cemento. Tuttavia, il dosaggio e il tipo di etere di cellulosa devono essere controllati con precisione, poiché un eccesso di etere di cellulosa può causare problemi come resistenza iniziale insufficiente e aumento del ritiro dei materiali a base di cemento. Inoltre, diversi tipi di eteri di cellulosa (come metilcellulosa, idrossipropilmetilcellulosa, ecc.) hanno meccanismi ed effetti diversi nei fanghi di cemento e devono essere selezionati in base ai requisiti applicativi specifici.
L'applicazione dell'etere di cellulosa nei materiali a base di cemento può non solo ritardare efficacemente la reazione di idratazione del cemento, ma anche migliorare le prestazioni costruttive e la durabilità del materiale. Attraverso una selezione e un utilizzo ragionevoli degli eteri di cellulosa, la qualità e l'effetto costruttivo dei materiali a base di cemento possono essere notevolmente migliorati.
Orario di pubblicazione: 03 agosto 2024