Cellulose-ethers worden vaak gebruikt als additieven in bouwmaterialen vanwege hun vermogen om de reologische en mechanische eigenschappen van het materiaal te wijzigen. In het bijzonder worden ze vaak verwerkt in gipsmortels om de vloeibaarheid, verwerkbaarheid en hechting te verbeteren. Het specifieke effect van de viscositeit van cellulose-ether op de prestaties van gipsmortel is echter nog niet opgehelderd. Dit artikel geeft een overzicht van de bestaande literatuur over dit onderwerp en bespreekt de mogelijke invloed van de viscositeit van cellulose-ether op de eigenschappen van gipsmortels.
Cellulose-ethers zijn in water oplosbare polymeren afgeleid van cellulose, een natuurlijk polymeer dat voorkomt in plantencelwanden. Ze worden vaak gebruikt als verdikkingsmiddelen, bindmiddelen en stabilisatoren in een verscheidenheid aan industriële toepassingen, waaronder voeding, cosmetica, farmaceutische producten en bouwmaterialen. In de bouw worden ze vaak verwerkt in mortels om de verwerkbaarheid, hechting en duurzaamheid te verbeteren.
Gips is een natuurlijk mineraal dat bestaat uit calciumsulfaatdihydraat. Het wordt veel gebruikt in de bouw vanwege zijn brandwerende eigenschappen en geluids- en thermische isolatie-eigenschappen. Gipsmortel wordt vaak gebruikt als primer voor stucwerkwanden en -plafonds, maar ook als afwerking voor gipsplaatconstructies.
Wanneer cellulose-ether aan gipsmortel wordt toegevoegd, kan dit de reologische eigenschappen van het mengsel veranderen. Reologie is de studie van de vervorming en stroming van materialen onder spanning. Het vloeigedrag van gipsmortel kan worden gekarakteriseerd door de viscositeit ervan, die een maatstaf is voor de vloeiweerstand. De viscositeit van mortel wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder het type en de concentratie van cellulose-ether, de deeltjesgrootte en verdeling van gips, en de verhouding tussen water en cement.
Cellulose-ethers met een hogere viscositeit hebben doorgaans een grotere invloed op het vloeigedrag van gipsmortel dan ethers met een lagere viscositeit. Uit onderzoek is bijvoorbeeld gebleken dat het toevoegen van hoogviskeuze hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) aan gipsmortel de viscositeit van het mengsel kan verhogen en de verwerkbaarheid ervan kan verbeteren, terwijl laagviskeuze HPMC weinig effect heeft op het vloeigedrag van de mortel. Hieruit blijkt dat de prestaties van gipsmortel afhankelijk zijn van het specifieke type en de viscositeit van de gebruikte cellulose-ether.
Een van de belangrijkste voordelen van het verwerken van cellulose-ether in gipsmortel is dat het de verwerkbaarheid van het mengsel verbetert. Verwerkbaarheid verwijst naar het gemak waarmee een materiaal kan worden gemengd, geplaatst en verdicht. Gipsmortels met een hoge verwerkbaarheid kunnen gemakkelijker op oppervlakken worden aangebracht, wat resulteert in een gladdere en uniformere afwerking. Cellulose-ethers kunnen de verwerkbaarheid van het mengsel verbeteren door het voorkomen van segregatie en uitbloeden te verminderen, die optreden wanneer de zwaardere deeltjes in de mortel tijdens de constructie uit het mengsel bezinken.
De viscositeit van cellulose-ether heeft niet alleen invloed op de verwerkbaarheid, maar heeft ook invloed op de kleefkracht van gipsmortel. Hechting is het vermogen van een materiaal om zich aan een ander oppervlak te hechten. De aanwezigheid van cellulose-ether in gipsmortel kan de hechting aan oppervlakken verbeteren door het contactoppervlak te vergroten en de hoeveelheid lucht die tussen de oppervlakken opgesloten zit te verminderen. Cellulose-ethers met een hoge viscositeit zijn effectiever dan ethers met een lage viscositeit bij het verbeteren van de hechting, omdat ze een sterkere binding tussen oppervlakken creëren.
Een andere belangrijke eigenschap van gipsmortel is de hardingstijd, de tijd die het mengsel nodig heeft om uit te harden en sterkte te ontwikkelen. De hardingstijd van gipsmortel kan worden gewijzigd door toevoeging van cellulose-ether, wat het hydratatieproces van gipsdeeltjes kan beïnvloeden. Hydratatie is de chemische reactie die optreedt wanneer water aan gips wordt toegevoegd, resulterend in de vorming van calciumsulfaatdihydraatkristallen.
De viscositeit van cellulose-ether heeft een aanzienlijk effect op de prestaties van gipsmortel. Cellulose-ethers met een hogere viscositeit kunnen de verwerkbaarheid, de hechtingseigenschappen en de uithardingstijd van het mengsel verbeteren, terwijl ethers met een lagere viscositeit weinig effect op deze eigenschappen kunnen hebben. Het specifieke effect van de viscositeit van cellulose-ether hangt van veel factoren af, waaronder het type en de concentratie van de ether, de deeltjesgrootte en verdeling van het gips en de verhouding water tot cement. Verder onderzoek is nodig om de relatie tussen de viscositeit van cellulose-ether en de eigenschappen van gipsmortel volledig te begrijpen, maar de beschikbare literatuur suggereert dat dit een belangrijke factor is waarmee rekening moet worden gehouden bij het formuleren van bouwmaterialen.
Posttijd: 15 augustus 2023