Cellulose-ether in kant-en-klare mortel

De belangrijke rol van cellulose-ether in kant-en-klare mortel:

In de kant-en-klare mortel is de toegevoegde hoeveelheid cellulose-ether erg laag, maar kan de prestaties van natte mortel aanzienlijk verbeteren; de mortelconstructieprestaties zijn een belangrijk additief. Redelijke selectie van verschillende variëteiten, verschillende viscositeit, verschillende deeltjesgrootte, verschillende viscositeitsgraad en toevoeging van de hoeveelheid cellulose-ether

In de kant-en-klare mortel is de toegevoegde hoeveelheid cellulose-ether erg laag, maar kan de prestaties van natte mortel aanzienlijk verbeteren; de mortelconstructieprestaties zijn een belangrijk additief. Een redelijke selectie van cellulose-ether met verschillende variëteiten, verschillende viscositeit, verschillende deeltjesgrootte, verschillende viscositeitsgraad en toegevoegde hoeveelheid heeft een positief effect op de verbetering van de droge morteleigenschappen. Momenteel hebben veel metsel- en pleistermortels slechte waterretentieprestaties, en de waterslibafscheiding zal na een paar minuten staan ​​optreden.

Waterretentie is een belangrijke prestatie van methylcellulose-ether, maar ook veel binnenlandse droge mortelfabrikanten, vooral in het zuidelijke gebied, maken zich zorgen over de prestaties van fabrikanten met hogere temperaturen. De factoren die het waterretentie-effect van droge mortel beïnvloeden, zijn onder meer de hoeveelheid MC, MC-viscositeit, deeltjesfijnheid en omgevingstemperatuur.

Cellulose-ether is een synthetisch polymeer gemaakt van natuurlijke cellulose als grondstof door chemische modificatie. Cellulose-ether is een derivaat van natuurlijke cellulose, de productie van cellulose-ether en synthetisch polymeer is anders, het meest basismateriaal is cellulose, natuurlijke polymeerverbindingen. Vanwege de bijzonderheid van de natuurlijke cellulosestructuur heeft cellulose zelf niet het vermogen om te reageren met een veretheringsmiddel. Na de behandeling met zwelmiddel werden de sterke waterstofbruggen tussen moleculaire ketens en binnen de keten echter vernietigd en werd de activiteit van de hydroxylgroep vrijgegeven in alkalicellulose met reactievermogen, en cellulose-ether werd verkregen door de reactie van ETHERificerend middel - OH-groep in -OR-groep.

De eigenschappen van cellulose-ethers zijn afhankelijk van het type, het aantal en de verdeling van de substituenten. De classificatie van cellulose-ether is ook gebaseerd op het type substituenten, de mate van verethering, de oplosbaarheid en de gerelateerde toepassing die kan worden geclassificeerd. Afhankelijk van het type substituenten op de moleculaire keten kan deze worden onderverdeeld in enkele ether en gemengde ether. MC wordt meestal gebruikt als een enkele ether, terwijl HPMC een gemengde ether is. Methylcellulose-ether MC is een natuurlijke cellulose-glucose-eenheid op het hydroxylmethoxide, vervangen door de productstructuurformule is [COH7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hydroxypropylmethylcellulose-ether HPMC is een eenheid op het hydroxylgedeelte van de methoxide vervangen door hydroxypropyl, een ander deel van het product is vervangen door hydroxypropyl. De structuurformule is [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X en hydroxyethylmethylcellulose-ether HEMC, dat is veel gebruikt en verkocht op de markt.

Van de oplosbaarheid kan worden onderverdeeld in ionisch type en niet-ionisch type. In water oplosbare niet-ionische cellulose-ether bestaat hoofdzakelijk uit alkylether en hydroxylalkylether, twee reeksen variëteiten. Ionische CMC wordt voornamelijk gebruikt in de exploitatie van synthetische wasmiddelen, textiel, drukwerk, voedsel en aardolie. Niet-ionische MC, HPMC, HEMC en andere worden voornamelijk gebruikt in bouwmaterialen, latexcoatings, medicijnen, dagelijkse chemie en andere aspecten. Als verdikkingsmiddel, waterretentiemiddel, stabilisator, dispergeermiddel, filmvormer.

Cellulose-etherwaterretentie: bij de productie van bouwmaterialen, vooral droge mortel, speelt cellulose-ether een onvervangbare rol, vooral bij de productie van speciale mortel (gemodificeerde mortel), maar ook een onmisbaar onderdeel. De belangrijke rol van wateroplosbare cellulose-ether in mortel heeft hoofdzakelijk drie aspecten: het ene is het uitstekende waterretentievermogen, het tweede is de invloed van de mortelconsistentie en thixotropie, en het derde is de interactie met cement. De waterretentie van cellulose-ether is afhankelijk van de hydroscopiciteit, samenstelling van de mortel, dikte van de mortellaag, waterbehoefte van de mortel, condensatietijd van het condensatiemateriaal. De waterretentie van cellulose-ether komt voort uit de oplosbaarheid en dehydratatie van cellulose-ether zelf. Het is algemeen bekend dat moleculaire ketens van cellulose, hoewel ze een groot aantal sterk gehydrateerde OH-groepen bevatten, onoplosbaar zijn in water vanwege hun sterk kristallijne structuur. Het hydratatievermogen van hydroxylgroepen alleen is niet voldoende om de sterke intermoleculaire waterstofbruggen en van der Waals-krachten te compenseren. Wanneer substituenten in de moleculaire keten worden geïntroduceerd, vernietigen niet alleen de substituenten de waterstofketen, maar worden ook de waterstofbruggen tussen de ketens verbroken als gevolg van het vastklemmen van substituenten tussen aangrenzende ketens. Hoe groter de substituenten zijn, hoe groter de afstand tussen de moleculen is. Hoe groter de vernietiging van het waterstofbindingseffect, de uitzetting van het celluloserooster, de oplossing in de cellulose-ether wordt wateroplosbaar, de vorming van een oplossing met hoge viscositeit. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de hydratatie van het polymeer af en wordt het water tussen de ketens verdreven. Wanneer het dehydraterende effect voldoende is, beginnen de moleculen te aggregeren en vouwt de gel zich uit in een driedimensionaal netwerk.

De factoren die de waterretentie van mortel beïnvloeden, zijn onder meer de viscositeit van cellulose-ether, de dosering, de deeltjesfijnheid en de gebruikstemperatuur.

Hoe groter de viscositeit van cellulose-ether, hoe beter de waterretentieprestaties. Viscositeit is een belangrijke parameter voor MC-prestaties. Momenteel gebruiken verschillende MC-fabrikanten verschillende methoden en instrumenten om de viscositeit van MC te meten. De belangrijkste methoden zijn Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde en Brookfield. Voor hetzelfde product zijn de resultaten van de viscositeit gemeten met verschillende methoden zeer verschillend, sommige zijn zelfs meerdere verschillen. Daarom moet bij het vergelijken van de viscositeit dezelfde testmethode worden gebruikt, inclusief temperatuur, rotor, enz.

Over het algemeen geldt: hoe hoger de viscositeit, hoe beter het waterretentie-effect. Hoe hoger de viscositeit echter is, hoe hoger het molecuulgewicht van MC is, en de oplosprestaties zullen dienovereenkomstig afnemen, wat een negatieve invloed heeft op de sterkte en constructieprestaties van mortel. Hoe hoger de viscositeit, hoe duidelijker het verdikkende effect van mortel, maar dit is niet evenredig aan de relatie. Hoe hoger de viscositeit, des te plakkeriger zal de natte mortel zijn, zowel qua constructie, de prestatie van de kleverige schraper als de hoge hechting aan het basismateriaal. Maar het heeft geen zin om de structurele sterkte van natte mortel te vergroten. Tijdens de constructie zijn de anti-doorzakprestaties niet duidelijk. Integendeel, sommige gemodificeerde methylcellulose-ethers met een lage viscositeit presteren uitstekend bij het verbeteren van de structurele sterkte van natte mortel.

Hoe meer cellulose-ether aan de mortel wordt toegevoegd, hoe beter de waterretentieprestaties, hoe hoger de viscositeit, des te beter de waterretentieprestaties.

Voor de deeltjesgrootte geldt: hoe fijner het deeltje, hoe beter de waterretentie. Grote deeltjes cellulose-ether komen in contact met water, het oppervlak lost onmiddellijk op en vormt een gel om het materiaal in te pakken om te voorkomen dat watermoleculen blijven doordringen, soms kan langdurig roeren niet gelijkmatig worden opgelost, de vorming van een modderige vlokkige oplossing of agglomeraat. De oplosbaarheid van cellulose-ether is één van de factoren om voor cellulose-ether te kiezen. Fijnheid is ook een belangrijke prestatie-index van methylcellulose-ether. MC voor droge mortel vereist poeder, een laag watergehalte en een fijnheid van 20% ~ 60%, een deeltjesgrootte van minder dan 63um. De fijnheid beïnvloedt de oplosbaarheid van methylcellulose-ether. Grof MC is meestal korrelig en kan gemakkelijk in water worden opgelost zonder te agglomereren, maar de oplossnelheid is erg langzaam, dus het is niet geschikt voor gebruik in droge mortel. In droge mortel wordt MC verspreid tussen aggregaat, fijne vulstoffen en cementeermaterialen zoals cement, en alleen poeder dat fijn genoeg is, kan klonteren van methylcellulose-ether voorkomen bij het mengen met water. Wanneer MC water toevoegt om het agglomeraat op te lossen, is het erg moeilijk om het te dispergeren en op te lossen. MC met grove fijnheid zorgt niet alleen voor afval, maar vermindert ook de lokale sterkte van de mortel. Wanneer dergelijke droge mortel in een groot gebied wordt aangebracht, wordt de uithardingssnelheid van de plaatselijke droge mortel aanzienlijk verminderd, wat resulteert in scheuren veroorzaakt door verschillende uithardingstijd. Bij mechanische spuitmortel is vanwege de korte mengtijd de fijnheid hoger.

De fijnheid van MC heeft ook een zekere invloed op de waterretentie. In het algemeen geldt dat voor methylcellulose-ether met dezelfde viscositeit maar een verschillende fijnheid het waterretentie-effect beter is bij dezelfde hoeveelheid toevoeging.

De waterretentie van MC houdt ook verband met de gebruikte temperatuur, en de waterretentie van methylcellulose-ether neemt af naarmate de temperatuur stijgt. Maar bij de daadwerkelijke materiaaltoepassing zullen veel omgevingen van droge mortel vaak een hoge temperatuur hebben (hoger dan 40 graden) onder de omstandigheden van constructie in een hete ondergrond, zoals zomerisolatie van de buitenmuurplamuurpleister, wat vaak het stollen van het materiaal versnelde. verharding van cement en droge mortel. De afname van de waterretentie leidt tot het voor de hand liggende gevoel dat zowel de bouwbaarheid als de scheurweerstand worden beïnvloed. In deze omstandigheden wordt het verminderen van de invloed van temperatuurfactoren bijzonder kritisch. Hoewel het additief methylhydroxyethylcellulose-ether wordt beschouwd als een koploper in de technologische ontwikkeling, zal de afhankelijkheid van de temperatuur nog steeds leiden tot een verzwakking van de eigenschappen van droge mortel. Zelfs met de verhoging van de dosis methylhydroxyethylcellulose (zomerformule) kunnen de constructie- en scheurweerstand nog steeds niet voldoen aan de gebruiksbehoeften. Door een speciale behandeling van MC, zoals het verhogen van de mate van verethering, kan het waterretentie-effect van MC een beter effect behouden bij hoge temperaturen, zodat het onder zware omstandigheden betere prestaties kan leveren.

Bovendien, verdikking en thixotropie van cellulose-ether: tweede actie van cellulose-ether – verdikking hangt af van: polymerisatiegraad van cellulose-ether, concentratie van de oplossing, afschuifsnelheid, temperatuur en andere omstandigheden. De geleringseigenschap van de oplossing is uniek voor alkylcellulose en zijn gemodificeerde derivaten. Geleringskarakteristieken houden verband met de mate van substitutie, oplossingsconcentratie en additieven. Voor met hydroxylalkyl gemodificeerde derivaten houden de geleigenschappen ook verband met de mate van hydroxylalkylmodificatie. Voor de oplossingsconcentratie van MC en HPMC met lage viscositeit kan een concentratieoplossing van 10% -15% worden bereid, MC en HPMC met gemiddelde viscositeit kunnen een oplossing van 5% -10% worden bereid, en MC en HPMC met hoge viscositeit kunnen slechts 2% -3 worden bereid % oplossing, en gewoonlijk is de viscositeitsgraad van cellulose-ether ook 1%-2% oplossing tot graad. Efficiëntie van cellulose-etherverdikkingsmiddel met hoog molecuulgewicht, dezelfde oplossingsconcentratie, polymeren met verschillende molecuulgewichten hebben verschillende viscositeit, viscositeit en molecuulgewicht kunnen als volgt worden uitgedrukt: [η] = 2,92 x 10-2 (DPn) 0,905, DPn is het gemiddelde polymerisatiegraad hoog. Cellulose-ether met een laag molecuulgewicht om meer toe te voegen om de beoogde viscositeit te bereiken. De viscositeit is minder afhankelijk van de afschuifsnelheid, de hoge viscositeit om de doelviscositeit te bereiken, de hoeveelheid die nodig is om minder toe te voegen, de viscositeit hangt af van de verdikkingsefficiëntie. Om een ​​bepaalde consistentie te bereiken, moeten daarom een ​​bepaalde hoeveelheid cellulose-ether (concentratie van de oplossing) en de viscositeit van de oplossing worden gegarandeerd. De geleringstemperatuur van de oplossing nam lineair af met de toename van de concentratie van de oplossing, en gelering vond plaats bij kamertemperatuur na het bereiken van een bepaalde concentratie. HPMC heeft een hoge geleringsconcentratie bij kamertemperatuur.

De consistentie kan ook worden aangepast door de deeltjesgrootte en cellulose-ethers met verschillende mate van modificatie te selecteren. De zogenaamde modificatie is de introductie van een hydroxylalkylgroep in een bepaalde substitutiegraad op de skeletstructuur van MC. Door de relatieve substitutiewaarden van de twee substituenten te veranderen, dat wil zeggen de DS- en MS-relatieve substitutiewaarden van methoxy- en hydroxylgroepen. Er zijn verschillende eigenschappen van cellulose-ether vereist door de relatieve substitutiewaarden van twee soorten substituenten te veranderen.

De relatie tussen consistentie en modificatie: de toevoeging van cellulose-ether beïnvloedt het waterverbruik van mortel en verandert de water-bindmiddelverhouding van water en cement, wat het verdikkende effect is. Hoe hoger de dosering, hoe meer waterverbruik.

Cellulose-ethers die in poedervormige bouwmaterialen worden gebruikt, moeten snel oplossen in koud water en de juiste consistentie aan het systeem geven. Als een bepaalde afschuifsnelheid nog steeds vlokkig en colloïdaal is, is het een product van ondermaatse kwaliteit of van slechte kwaliteit.

Er is ook een goed lineair verband tussen de consistentie van cementslurry en de dosering van cellulose-ether. Cellulose-ether kan de viscositeit van mortel aanzienlijk verhogen. Hoe groter de dosering, hoe duidelijker het effect. Een waterige cellulose-etheroplossing met hoge viscositeit heeft een hoge thixotropie, wat een van de kenmerken is van cellulose-ether. Waterige oplossingen van polymeren van het MC-type hebben gewoonlijk een pseudoplastische, niet-thixotrope vloeibaarheid onder hun geltemperatuur, maar Newtoniaanse vloei-eigenschappen bij lage afschuifsnelheden. Pseudoplasticiteit neemt toe met de toename van het molecuulgewicht of de concentratie van cellulose-ether en is onafhankelijk van het type en de mate van substituent. Daarom vertonen cellulose-ethers met dezelfde viscositeitsgraad, of het nu MC, HPMC of HEMC is, altijd dezelfde reologische eigenschappen zolang de concentratie en temperatuur constant blijven. Wanneer de temperatuur stijgt, wordt structurele gel gevormd en treedt er een hoge thixotrope stroming op. Cellulose-ethers met een hoge concentratie en lage viscositeit vertonen zelfs onder de geltemperatuur thixotropie. Deze eigenschap is van groot voordeel bij de constructie van bouwmortel om de vloei- en vloei-ophangeigenschap aan te passen. Hier moet worden uitgelegd dat hoe hoger de viscositeit van cellulose-ether, hoe beter de waterretentie, maar hoe hoger de viscositeit, hoe hoger het relatieve molecuulgewicht van cellulose-ether, de overeenkomstige vermindering van de oplosbaarheid ervan, wat een negatief effect heeft op de mortelconcentratie en constructieprestaties. Hoe hoger de viscositeit, des te duidelijker is het verdikkende effect van de mortel, maar dit is geen volledig proportioneel verband. Sommige lage viscositeit, maar gemodificeerde cellulose-ether bij het verbeteren van de structurele sterkte van natte mortel heeft uitstekende prestaties, met de toename van de viscositeit verbetert de waterretentie van cellulose-ether.

Retardatie van cellulose-ether: de derde rol van cellulose-ether is het vertragen van het hydratatieproces van cement. Cellulose-ether verleent mortel verschillende gunstige eigenschappen, maar vermindert ook de vroege hydratatie-warmteafgifte van cement, waardoor het dynamische hydratatieproces van cement wordt vertraagd. Dit is ongunstig voor mortelgebruik in koude gebieden. Dit soort vertragingseffect is de adsorptie van cellulose-ethermoleculen op CSH- en Ca (OH) 2-hydratatieproducten, veroorzaakt doordat cellulose-ether, als gevolg van de toename van de viscositeit van de poriënoplossing, de activiteit van ionen in de oplossing vermindert, waardoor het hydratatieproces wordt vertraagd. Hoe hoger de concentratie cellulose-ether in mineraal gelmateriaal, des te duidelijker is het effect van de vertraging van de hydratatie. Cellulose-ether vertraagt ​​niet alleen het uithardingsproces, maar ook het uithardingsproces van het cementmortelsysteem. De vertragende werking van cellulose-ether hangt niet alleen af ​​van de concentratie ervan in het minerale gelsysteem, maar ook van de chemische structuur. Hoe hoger de mate van HEMC-methylering, hoe beter het vertragende effect van cellulose-ether. Het vertragende effect van hydrofiele vervanging is sterker dan dat van waterverhogende vervanging. Maar de viscositeit van cellulose-ether heeft weinig effect op de hydratatiekinetiek van cement.

Met het toenemen van het gehalte aan cellulose-ether neemt de hardingstijd van de mortel aanzienlijk toe. De initiële hardingstijd van de mortel heeft een goede lineaire correlatie met het gehalte aan cellulose-ether, en de uiteindelijke hardingstijd heeft een goede lineaire correlatie met het gehalte aan cellulose-ether. We kunnen de operationele tijd van mortel controleren door de dosering van cellulose-ether te veranderen.

Samenvattend: in kant-en-klare mortel speelt cellulose-ether een rol bij het vasthouden van water, het verdikken, het vertragen van de hydratatiekracht van cement en het verbeteren van de constructieprestaties. Een goed waterretentievermogen maakt de hydratatie van cement completer, kan de natte viscositeit van natte mortel verbeteren, de hechtsterkte van mortel verbeteren, instelbare tijd. Het toevoegen van cellulose-ether aan mechanische spuitmortel kan de spuit- of pompprestaties en de structurele sterkte van de mortel verbeteren. Daarom wordt cellulose-ether veel gebruikt als belangrijk additief in kant-en-klare mortels.