L'importante ruolo dell'etere di cellulosa nelle malte premiscelate

Nella malta premiscelata, la quantità aggiunta di etere di cellulosa è molto bassa, ma può migliorare significativamente le prestazioni della malta bagnata ed è l'additivo principale che influisce sulle prestazioni costruttive della malta. Una selezione ragionevole di eteri di cellulosa di diverse varietà, diverse viscosità, diverse dimensioni delle particelle, diversi gradi di viscosità e quantità aggiunte avrà un impatto positivo sul miglioramento delle prestazioni della malta secca in polvere. Attualmente, molte malte per muratura e intonaco hanno scarse prestazioni di ritenzione idrica e l'impasto liquido si separerà dopo pochi minuti di riposo. Come mostrato di seguito:

La ritenzione idrica è una proprietà importante dell'etere di metilcellulosa ed è utilizzata anche da molti produttori di malte secche in polvere in Cina. I fattori che influenzano l'effetto di ritenzione idrica della malta a miscela secca includono la quantità di MC aggiunto, la viscosità di MC, la finezza delle particelle e la temperatura dell'ambiente di utilizzo.

L'etere di cellulosa è un polimero sintetico ottenuto dalla cellulosa naturale mediante modificazione chimica. L'etere di cellulosa è un derivato della cellulosa naturale. La produzione dell'etere di cellulosa è diversa dai polimeri sintetici. Il suo materiale più elementare è la cellulosa, un composto polimerico naturale. A causa della particolarità della struttura naturale della cellulosa, la cellulosa stessa non ha la capacità di reagire con gli agenti eterificanti. Tuttavia, dopo il trattamento con l'agente rigonfiante, i forti legami idrogeno tra le catene molecolari e le catene vengono distrutti e il rilascio attivo del gruppo ossidrile diventa una cellulosa alcalina reattiva. Procurati l'etere di cellulosa.

Le proprietà degli eteri di cellulosa dipendono dal tipo, dal numero e dalla distribuzione dei sostituenti. La classificazione degli eteri di cellulosa si basa anche sul tipo di sostituenti, sul grado di eterificazione, sulla solubilità e sulle relative proprietà applicative. A seconda del tipo di sostituenti sulla catena molecolare, può essere diviso in monoetere ed etere misto. L'MC che utilizziamo solitamente è monoetere e l'HPMC è etere misto. L'etere di metilcellulosa MC è il prodotto dopo che il gruppo ossidrile sull'unità di glucosio della cellulosa naturale è stato sostituito da metossi. È un prodotto ottenuto sostituendo sull'unità una parte del gruppo idrossile con un gruppo metossi e un'altra parte con un gruppo idrossipropile. La formula strutturale è [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x Idrossietilmetilcellulosa etere HEMC, queste sono le principali varietà ampiamente utilizzate e vendute sul mercato.

In termini di solubilità, può essere diviso in ionico e non ionico. Gli eteri di cellulosa non ionici solubili in acqua sono composti principalmente da due serie di eteri alchilici ed eteri idrossialchilici. La CMC ionica viene utilizzata principalmente nei detergenti sintetici, nella stampa e tintura tessile, nell'esplorazione alimentare e petrolifera. MC, HPMC, HEMC, ecc. non ionici sono utilizzati principalmente in materiali da costruzione, rivestimenti in lattice, medicinali, prodotti chimici quotidiani, ecc. Utilizzati come addensante, agente di ritenzione idrica, stabilizzante, disperdente e agente filmogeno.

Ritenzione idrica dell'etere di cellulosa: Nella produzione di materiali da costruzione, in particolare malta secca in polvere, l'etere di cellulosa svolge un ruolo insostituibile, soprattutto nella produzione di malta speciale (malta modificata), è una parte indispensabile e importante. L'importante ruolo dell'etere di cellulosa idrosolubile nella malta ha principalmente tre aspetti, uno è l'eccellente capacità di ritenzione idrica, l'altro è l'influenza sulla consistenza e la tixotropia della malta e il terzo è l'interazione con il cemento. L'effetto di ritenzione idrica dell'etere di cellulosa dipende dall'assorbimento d'acqua dello strato di base, dalla composizione della malta, dallo spessore dello strato di malta, dalla richiesta di acqua della malta e dal tempo di presa del materiale. La ritenzione idrica dell'etere di cellulosa stesso deriva dalla solubilità e dalla disidratazione dell'etere di cellulosa stesso. Come tutti sappiamo, sebbene la catena molecolare della cellulosa contenga un gran numero di gruppi OH altamente idratabili, essa non è solubile in acqua, poiché la struttura della cellulosa ha un elevato grado di cristallinità. La capacità di idratazione dei soli gruppi idrossilici non è sufficiente a coprire i forti legami idrogeno e le forze di van der Waals tra le molecole. Pertanto si gonfia solo ma non si dissolve in acqua. Quando un sostituente viene introdotto nella catena molecolare, non solo il sostituente distrugge la catena dell'idrogeno, ma anche il legame idrogeno intercatena viene distrutto a causa dell'incuneamento del sostituente tra catene adiacenti. Più grande è il sostituente, maggiore è la distanza tra le molecole. Maggiore è la distanza. Maggiore è l'effetto di distruzione dei legami idrogeno, l'etere di cellulosa diventa solubile in acqua dopo che il reticolo di cellulosa si espande e la soluzione entra, formando una soluzione ad alta viscosità. Quando la temperatura aumenta, l'idratazione del polimero si indebolisce e l'acqua tra le catene viene espulsa. Quando l'effetto di disidratazione è sufficiente, le molecole iniziano ad aggregarsi, formando una struttura a rete tridimensionale gel e ripiegata.

I fattori che influenzano la ritenzione idrica della malta comprendono la viscosità dell'etere di cellulosa, la quantità aggiunta, la finezza delle particelle e la temperatura di utilizzo.

Maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore è la prestazione di ritenzione idrica. La viscosità è un parametro importante delle prestazioni MC. Attualmente, diversi produttori di MC utilizzano metodi e strumenti diversi per misurare la viscosità dell'MC. I metodi principali sono Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde e Brookfield. Per lo stesso prodotto, i risultati della viscosità misurati con metodi diversi sono molto diversi e alcuni presentano addirittura differenze doppie. Pertanto, quando si confronta la viscosità, è necessario utilizzare gli stessi metodi di prova, inclusa la temperatura, il rotore, ecc.

In generale, maggiore è la viscosità, migliore è l'effetto di ritenzione idrica. Tuttavia, maggiore è la viscosità e maggiore è il peso molecolare di MC, la corrispondente diminuzione della sua solubilità avrà un impatto negativo sulla resistenza e sulle prestazioni costruttive della malta. Maggiore è la viscosità, più evidente è l'effetto addensante sulla malta, ma non è direttamente proporzionale. Maggiore è la viscosità, più viscosa sarà la malta bagnata, ovvero durante la costruzione si manifesta con adesione al raschietto e elevata adesione al supporto. Ma non è utile aumentare la resistenza strutturale della malta bagnata stessa. Durante la costruzione, le prestazioni anti-cedimento non sono evidenti. Al contrario, alcuni eteri di metilcellulosa modificati a media e bassa viscosità hanno prestazioni eccellenti nel migliorare la resistenza strutturale della malta bagnata.

Maggiore è la quantità di etere di cellulosa aggiunta alla malta, migliore sarà la prestazione di ritenzione dell'acqua, mentre maggiore è la viscosità, migliore sarà la prestazione di ritenzione dell'acqua.

Per quanto riguarda la dimensione delle particelle, più fine è la particella, migliore è la ritenzione idrica. Dopo che le grandi particelle di etere di cellulosa entrano in contatto con l'acqua, la superficie si dissolve immediatamente e forma un gel che avvolge il materiale per evitare che le molecole d'acqua continuino a infiltrarsi. A volte non può essere disperso e sciolto uniformemente anche dopo un'agitazione a lungo termine, formando una soluzione o un'agglomerazione flocculante torbida. Influisce notevolmente sulla ritenzione idrica dell'etere di cellulosa e la solubilità è uno dei fattori per la scelta dell'etere di cellulosa. La finezza è anche un importante indice di prestazione dell'etere di metilcellulosa. L'MC utilizzato per la malta in polvere secca deve essere polvere, con un basso contenuto di acqua e la finezza richiede anche che il 20% ~ 60% della dimensione delle particelle sia inferiore a 63 um. La finezza influenza la solubilità dell'etere di metilcellulosa. Il MC grossolano è solitamente granulare ed è facile da sciogliere in acqua senza agglomerazione, ma la velocità di dissoluzione è molto lenta, quindi non è adatto per l'uso in malte secche in polvere. Nella malta in polvere secca, MC viene disperso tra materiali cementanti come aggregati, riempitivi fini e cemento, e solo la polvere sufficientemente fine può evitare l'agglomerazione dell'etere di metilcellulosa durante la miscelazione con acqua. Quando MC viene aggiunto con acqua per sciogliere gli agglomerati, è molto difficile da disperdere e sciogliere. La finezza grossolana del MC non solo è uno spreco, ma riduce anche la resistenza locale della malta. Quando tale malta in polvere secca viene applicata su una vasta area, la velocità di indurimento della malta in polvere secca locale sarà significativamente ridotta e appariranno delle crepe a causa dei diversi tempi di indurimento. Per la malta spruzzata con costruzione meccanica, il requisito di finezza è maggiore a causa del tempo di miscelazione più breve.

La finezza dell'MC ha un certo impatto anche sulla sua ritenzione idrica. In generale, per gli eteri di metilcellulosa con la stessa viscosità ma diversa finezza, con la stessa quantità di aggiunta, più fine è, migliore è l'effetto di ritenzione idrica.

La ritenzione idrica di MC è legata anche alla temperatura utilizzata. La ritenzione idrica dell'etere di metilcellulosa diminuisce con l'aumento della temperatura. Tuttavia, nelle applicazioni dei materiali reali, la malta secca in polvere viene spesso applicata su substrati caldi a temperature elevate (superiori a 40 gradi) in molti ambienti, come l'intonacatura di mastici per pareti esterne sotto il sole in estate, che spesso accelera la polimerizzazione del cemento e l'indurimento del cemento. malta secca in polvere. Il calo del tasso di ritenzione idrica porta all'ovvia sensazione che siano influenzate sia la lavorabilità che la resistenza alle fessurazioni, ed è particolarmente fondamentale ridurre l'influenza dei fattori di temperatura in queste condizioni. Sebbene gli additivi eteri di metilidrossietilcellulosa siano attualmente considerati all'avanguardia nello sviluppo tecnologico, la loro dipendenza dalla temperatura porterà comunque ad un indebolimento delle prestazioni della malta secca in polvere. Sebbene la quantità di metilidrossietilcellulosa sia aumentata (formula estiva), la lavorabilità e la resistenza alla fessurazione non riescono ancora a soddisfare le esigenze di utilizzo. Attraverso alcuni trattamenti speciali su MC, come l'aumento del grado di eterificazione, ecc., l'effetto di ritenzione idrica può essere mantenuto a una temperatura più elevata, in modo da poter fornire prestazioni migliori in condizioni difficili.

Inoltre, l'ispessimento e la tissotropia dell'etere di cellulosa: la seconda funzione dell'etere di cellulosa—l'effetto addensante dipende da: grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa, concentrazione della soluzione, velocità di taglio, temperatura e altre condizioni. La proprietà gelificante della soluzione è unica dell'alchilcellulosa e dei suoi derivati ​​modificati. Le proprietà di gelificazione sono correlate al grado di sostituzione, alla concentrazione della soluzione e agli additivi. Per i derivati ​​modificati con idrossialchile, le proprietà del gel sono anche correlate al grado di modifica dell'idrossialchile. Per MC e HPMC a bassa viscosità, è possibile preparare una soluzione al 10%-15%, MC e HPMC a media viscosità possono essere preparati una soluzione al 5%-10%, mentre MC e HPMC ad alta viscosità possono preparare solo una soluzione al 2%-3% e solitamente anche la classificazione della viscosità dell'etere di cellulosa è classificata in base alla soluzione all'1% -2%. L'etere di cellulosa ad alto peso molecolare ha un'elevata efficienza di addensamento. Nella stessa soluzione di concentrazione, i polimeri con pesi molecolari diversi hanno viscosità diverse. Alto grado. La viscosità target può essere ottenuta solo aggiungendo una grande quantità di etere di cellulosa a basso peso molecolare. La sua viscosità dipende poco dalla velocità di taglio e l'elevata viscosità raggiunge la viscosità target e la quantità di aggiunta richiesta è piccola e la viscosità dipende dall'efficienza dell'addensamento. Pertanto, per ottenere una certa consistenza, è necessario garantire una certa quantità di etere di cellulosa (concentrazione della soluzione) e viscosità della soluzione. Anche la temperatura del gel della soluzione diminuisce linearmente con l'aumento della concentrazione della soluzione e gelifica a temperatura ambiente dopo aver raggiunto una certa concentrazione. La concentrazione gelificante di HPMC è relativamente elevata a temperatura ambiente.

La consistenza può anche essere regolata selezionando la dimensione delle particelle e selezionando eteri di cellulosa con diversi gradi di modifica. La cosiddetta modifica consiste nell'introdurre un certo grado di sostituzione dei gruppi idrossialchilici sulla struttura scheletrica dell'MC. Modificando i valori di sostituzione relativi dei due sostituenti, cioè i valori di sostituzione relativi DS e ms dei gruppi metossi e idrossialchilici che spesso diciamo. Vari requisiti prestazionali dell'etere di cellulosa possono essere ottenuti modificando i valori di sostituzione relativi dei due sostituenti.

Il rapporto tra consistenza e modifica: l'aggiunta di etere di cellulosa influisce sul consumo di acqua della malta, cambiando il rapporto acqua-legante di acqua e cemento si ha l'effetto addensante, maggiore è il dosaggio, maggiore è il consumo di acqua.

L'etere di cellulosa utilizzato nei materiali da costruzione in polvere deve dissolversi rapidamente in acqua fredda e fornire una consistenza adeguata al sistema. Se gli viene data una certa velocità di taglio, diventa comunque flocculante e blocco colloidale, che è un prodotto scadente o di scarsa qualità.

Esiste inoltre un buon rapporto lineare tra la consistenza della pasta di cemento e il dosaggio dell'etere di cellulosa. L'etere di cellulosa può aumentare notevolmente la viscosità della malta. Maggiore è il dosaggio, più evidente è l'effetto. La soluzione acquosa di etere di cellulosa ad alta viscosità ha un'elevata tixotropia, che è anche una caratteristica importante dell'etere di cellulosa. Le soluzioni acquose di polimeri MC solitamente hanno una fluidità pseudoplastica e non tissotropica al di sotto della temperatura del gel, ma proprietà di flusso newtoniane a basse velocità di taglio. La pseudoplasticità aumenta con il peso molecolare o la concentrazione dell'etere di cellulosa, indipendentemente dal tipo di sostituente e dal grado di sostituzione. Pertanto, gli eteri di cellulosa dello stesso grado di viscosità, indipendentemente da MC, HPMC, HEMC, mostreranno sempre le stesse proprietà reologiche purché la concentrazione e la temperatura siano mantenute costanti. I gel strutturali si formano quando la temperatura aumenta e si verificano flussi altamente tixotropici. Gli eteri di cellulosa ad alta concentrazione e bassa viscosità mostrano tissotropia anche al di sotto della temperatura del gel. Questa proprietà è di grande beneficio per la regolazione del livellamento e del cedimento nella costruzione della malta da costruzione. È necessario spiegare qui che maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, migliore è la ritenzione idrica, ma maggiore è la viscosità, maggiore è il peso molecolare relativo dell'etere di cellulosa e la corrispondente diminuzione della sua solubilità, che ha un impatto negativo sulla concentrazione della malta e sulle prestazioni della costruzione. Maggiore è la viscosità, più evidente è l'effetto addensante sulla malta, ma non è del tutto proporzionale. Alcuni hanno una viscosità media e bassa, ma l'etere di cellulosa modificato ha prestazioni migliori nel migliorare la resistenza strutturale della malta bagnata. Con l'aumento della viscosità migliora la ritenzione idrica dell'etere di cellulosa.

Ritardo dell'etere di cellulosa: la terza funzione dell'etere di cellulosa è ritardare il processo di idratazione del cemento. L'etere di cellulosa conferisce alla malta varie proprietà benefiche e riduce anche il calore di idratazione iniziale del cemento e ritarda il processo dinamico di idratazione del cemento. Ciò è sfavorevole per l'uso della malta nelle regioni fredde. Questo effetto ritardante è causato dall'adsorbimento delle molecole di etere di cellulosa sui prodotti di idratazione come CSH e ca(OH)2. A causa dell'aumento della viscosità della soluzione dei pori, l'etere di cellulosa riduce la mobilità degli ioni nella soluzione, ritardando così il processo di idratazione. Maggiore è la concentrazione di etere di cellulosa nel materiale gel minerale, più pronunciato è l'effetto del ritardo dell'idratazione. L'etere di cellulosa non solo ritarda la presa, ma ritarda anche il processo di indurimento del sistema malta cementizia. L'effetto ritardante dell'etere di cellulosa dipende non solo dalla sua concentrazione nel sistema gel minerale, ma anche dalla struttura chimica. Maggiore è il grado di metilazione dell'HEMC, migliore è l'effetto ritardante dell'etere di cellulosa. Il rapporto tra sostituzione idrofila e sostituzione che aumenta l'acqua. L'effetto ritardante è più forte. Tuttavia, la viscosità dell’etere di cellulosa ha scarso effetto sulla cinetica di idratazione del cemento.

Con l'aumento del contenuto di etere di cellulosa, il tempo di presa della malta aumenta notevolmente. Esiste una buona correlazione non lineare tra il tempo di presa iniziale della malta e il contenuto di etere di cellulosa, e una buona correlazione lineare tra il tempo di presa finale e il contenuto di etere di cellulosa. Possiamo controllare il tempo operativo della malta modificando la quantità di etere di cellulosa.

In sintesi, nella malta premiscelata, l’etere di cellulosa svolge un ruolo nella ritenzione idrica, nell’ispessimento, nel ritardare il potere di idratazione del cemento e nel migliorare le prestazioni della costruzione. Una buona capacità di ritenzione idrica rende l'idratazione del cemento più completa, può migliorare la viscosità della malta bagnata, aumentare la forza di adesione della malta e regolare il tempo. L'aggiunta di etere di cellulosa alla malta a spruzzo meccanica può migliorare le prestazioni di spruzzatura o pompaggio e la resistenza strutturale della malta.