Cellulose-ethers, vooral hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) en methylhydroxyethylcellulose (MHEC), worden op grote schaal gebruikt als additieven voor cementgebonden materialen in bouwtoepassingen. Deze materialen staan bekend om hun waterkerende eigenschappen en kunnen de verwerkbaarheid, reologie en hechtsterkte van cementgebonden materialen verbeteren. Hun invloed op de hydratatie van cement is echter niet altijd duidelijk.
Cementhydratatie verwijst naar de chemische reactie tussen water en cementachtige materialen om hydratatieproducten te produceren zoals calciumsilicaathydraat (CSH) en calciumhydroxide (Ca(OH)2). Dit proces is van cruciaal belang voor de ontwikkeling van de mechanische sterkte en duurzaamheid van beton.
De toevoeging van cellulose-ethers aan cementgebonden materialen kan zowel positieve als negatieve effecten hebben op het hydratatieproces. Aan de ene kant kunnen de waterretentieprestaties van cellulose-ether ervoor zorgen dat het cement continu water verkrijgt voor reactie, waardoor de snelheid en de mate van hydratatie toenemen. Dit verkort de uithardingstijd, versnelt de sterkteontwikkeling en verbetert de algehele eigenschappen van het beton.
Cellulose-ether kan ook werken als een beschermend colloïde om de aggregatie en bezinking van cementdeeltjes te voorkomen. Dit resulteert in een meer uniforme en stabiele microstructuur, wat de mechanische en duurzame eigenschappen van beton verder verbetert.
Aan de andere kant kan overmatig gebruik van cellulose-ethers de hydratatie van cement negatief beïnvloeden. Omdat cellulose-ether gedeeltelijk hydrofoob is, blokkeert het het binnendringen van water in het gelerende materiaal, wat resulteert in een vertraagde of onvolledige hydratatie. Dit resulteert in een vermindering van de sterkte en duurzaamheid van het beton.
Als de concentratie cellulose-ether te hoog is, zal deze de ruimte in de cementslurry innemen die moet worden opgevuld met cementdeeltjes. Als gevolg hiervan zal het totale vastestofgehalte van de slurry afnemen, wat resulteert in verminderde mechanische eigenschappen. Een teveel aan cellulose-ethers kan ook als barrière fungeren, waardoor de interactie tussen cementdeeltjes en water wordt voorkomen, waardoor het hydratatieproces verder wordt vertraagd.
Het is van cruciaal belang om de optimale hoeveelheid cellulose-ether te bepalen die moet worden gebruikt om de eigenschappen van het gegeleerde materiaal te verbeteren en tegelijkertijd een negatieve invloed op de hydratatie te vermijden. De hoeveelheid is afhankelijk van vele factoren, zoals het type cellulose-ether, cementsamenstelling, water-cementverhouding en uithardingsomstandigheden.
Cellulose-ethers, vooral HPMC en MHEC, kunnen een positief effect hebben op de hydratatie van cement, afhankelijk van hun concentratie en de specifieke samenstelling van het cementachtige materiaal. De gebruikte hoeveelheid cellulose-ether moet zorgvuldig worden overwogen om de gewenste eigenschappen te bereiken zonder de eigenschappen van het beton in gevaar te brengen. Bij juist gebruik en optimalisatie kunnen cellulose-ethers bijdragen aan de ontwikkeling van duurzamere en duurzamere bouwmaterialen.
Posttijd: 23 augustus 2023