Etery celulozy są powszechnie stosowane jako dodatki do materiałów konstrukcyjnych ze względu na ich zdolność do modyfikowania właściwości reologicznych i mechanicznych materiału. W szczególności często dodaje się je do zapraw gipsowych w celu poprawy płynności, urabialności i przyczepności. Jednakże specyficzny wpływ lepkości eteru celulozy na właściwości użytkowe zaprawy gipsowej nie został jeszcze wyjaśniony. W artykule dokonano przeglądu istniejącej literatury na ten temat i omówiono potencjalny wpływ lepkości eteru celulozy na właściwości zapraw gipsowych.
Etery celulozy to rozpuszczalne w wodzie polimery pochodzące z celulozy, naturalnego polimeru występującego w ścianach komórkowych roślin. Są powszechnie stosowane jako zagęszczacze, spoiwa i stabilizatory w różnych zastosowaniach przemysłowych, w tym w żywności, kosmetykach, farmaceutykach i materiałach budowlanych. W budownictwie często dodaje się je do zapraw w celu poprawy urabialności, przyczepności i trwałości.
Gips jest naturalnym minerałem składającym się z dwuwodnego siarczanu wapnia. Jest szeroko stosowany w budownictwie ze względu na swoje właściwości ognioodporne oraz właściwości dźwiękochłonne i termoizolacyjne. Zaprawa gipsowa jest powszechnie stosowana jako grunt do sztukaterii ścian i sufitów, a także do prac wykończeniowych w konstrukcjach płyt kartonowo-gipsowych.
Dodanie eteru celulozy do zaprawy gipsowej może zmienić właściwości reologiczne mieszaniny. Reologia to nauka o odkształceniach i płynięciu materiałów pod wpływem naprężeń. Płynność zaprawy gipsowej można scharakteryzować na podstawie jej lepkości, która jest miarą jej oporu przepływu. Na lepkość zaprawy wpływa kilka czynników, w tym rodzaj i stężenie eteru celulozy, wielkość cząstek i rozkład gipsu oraz stosunek wody do cementu.
Etery celulozy o wyższej lepkości mają zwykle większy wpływ na płynność zaprawy gipsowej niż etery o niższej lepkości. Na przykład badania wykazały, że dodanie hydroksypropylometylocelulozy o dużej lepkości (HPMC) do zaprawy gipsowej może zwiększyć lepkość mieszaniny i poprawić jej urabialność, podczas gdy HPMC o niskiej lepkości ma niewielki wpływ na płynność zaprawy. Pokazuje to, że właściwości użytkowe zaprawy gipsowej zależą od konkretnego rodzaju i lepkości zastosowanego eteru celulozy.
Jedną z głównych zalet dodawania eteru celulozy do zaprawy gipsowej jest to, że poprawia ona urabialność mieszanki. Przetwarzalność odnosi się do łatwości, z jaką materiał można mieszać, układać i zagęszczać. Zaprawy gipsowe o wysokiej urabialności można łatwiej nakładać na powierzchnie, uzyskując gładsze i bardziej jednolite wykończenie. Etery celulozy mogą poprawić urabialność mieszanki poprzez zmniejszenie częstości występowania segregacji i krwawienia, które występują, gdy cięższe cząstki zaprawy osiadają z mieszanki podczas budowy.
Oprócz wpływu na urabialność, lepkość eteru celulozy wpływa również na przyczepność zaprawy gipsowej. Adhezja to zdolność materiału do łączenia się z inną powierzchnią. Obecność eteru celulozy w zaprawie gipsowej może poprawić jej przyczepność do podłoża poprzez zwiększenie powierzchni styku i zmniejszenie ilości powietrza zatrzymywanego pomiędzy powierzchniami. Etery celulozy o wysokiej lepkości są bardziej skuteczne niż etery o niskiej lepkości w poprawie przyczepności, ponieważ tworzą silniejsze wiązanie pomiędzy powierzchniami.
Kolejną ważną właściwością zaprawy gipsowej jest czas jej wiązania, czyli czas potrzebny do stwardnienia mieszanki i uzyskania wytrzymałości. Czas wiązania zaprawy gipsowej można zmienić dodając eter celulozy, który może wpływać na proces hydratacji cząstek gipsu. Hydratacja to reakcja chemiczna zachodząca po dodaniu wody do gipsu, w wyniku której powstają kryształy dwuwodnego siarczanu wapnia.
Lepkość eteru celulozy ma istotny wpływ na właściwości użytkowe zaprawy gipsowej. Etery celulozy o wyższej lepkości mogą poprawić przetwarzalność, właściwości adhezyjne i czas wiązania mieszaniny, podczas gdy etery o niższej lepkości mogą mieć niewielki wpływ na te właściwości. Specyficzny wpływ lepkości eteru celulozy zależy od wielu czynników, w tym od rodzaju i stężenia eteru, wielkości cząstek i rozkładu gipsu oraz stosunku wody do cementu. Aby w pełni zrozumieć związek pomiędzy lepkością eteru celulozy i właściwościami zaprawy gipsowej, potrzebne są dalsze badania, ale dostępna literatura sugeruje, że jest to ważny czynnik, który należy wziąć pod uwagę przy formułowaniu materiałów budowlanych.
Czas publikacji: 15 sierpnia 2023 r