Эфир целлюлозы — это тип органического полимерного соединения, широко используемый в строительных материалах, особенно в материалах на основе цемента. Эфир целлюлозы может задерживать процесс гидратации цемента, тем самым регулируя удобоукладываемость, время схватывания и раннее развитие прочности цементного теста.
(1). Замедленная реакция гидратации
Эфир целлюлозы может задерживать реакцию гидратации цемента, что в основном достигается за счет следующих механизмов:
1.1 Эффекты адсорбции и экранирования
Раствор высокой вязкости, образующийся при растворении эфира целлюлозы в водном растворе, может образовывать адсорбционную пленку на поверхности частиц цемента. Образование этой пленки происходит главным образом за счет физической адсорбции гидроксильных групп в молекулах эфира целлюлозы и ионов на поверхности частиц цемента, в результате чего поверхность частиц цемента экранируется, уменьшая контакт между частицами цемента и молекулами воды, тем самым замедление реакции гидратации.
1.2 Образование пленки
На ранних стадиях гидратации цемента эфир целлюлозы может образовывать плотную пленку на поверхности частиц цемента. Существование этой пленки эффективно препятствует диффузии молекул воды внутрь частиц цемента, тем самым замедляя скорость гидратации цемента. Кроме того, образование этой пленки может также уменьшить растворение и диффузию ионов кальция, еще больше задерживая образование продуктов гидратации.
1.3 Растворение и выделение воды
Эфир целлюлозы обладает сильным водопоглощением, может поглощать влагу и медленно ее выделять. Этот процесс выделения воды может в определенной степени регулировать текучесть и удобоукладываемость цементного раствора, а также замедлять скорость реакции гидратации за счет снижения эффективной концентрации воды во время процесса гидратации.
(2). Влияние фазового состава цемента
Эфиры целлюлозы по-разному влияют на гидратацию разных фаз цемента. Обычно эфир целлюлозы оказывает более очевидное влияние на гидратацию силиката трикальция (C₃S). Присутствие эфира целлюлозы задерживает гидратацию C₃S и снижает скорость высвобождения тепла ранней гидратации C₃S, тем самым замедляя развитие ранней прочности. Кроме того, эфиры целлюлозы также могут влиять на гидратацию других минеральных компонентов, таких как силикат дикальция (C₂S) и алюминат трикальция (C₃A), но эти эффекты относительно невелики.
(3). Реология и структурные эффекты
Эфир целлюлозы может увеличивать вязкость цементного раствора и влиять на его реологию. Раствор высокой вязкости помогает уменьшить осаждение и расслоение частиц цемента, позволяя цементному раствору сохранять хорошую однородность перед схватыванием. Эта высокая вязкостная характеристика не только задерживает процесс гидратации цемента, но также улучшает текучесть и строительные характеристики цементного раствора.
(4). Эффекты от применения и меры предосторожности
Эфиры целлюлозы оказывают значительное влияние на замедление гидратации цемента и поэтому часто используются для регулирования времени схватывания и текучести материалов на основе цемента. Однако дозировку и тип эфира целлюлозы необходимо точно контролировать, поскольку избыток эфира целлюлозы может вызвать такие проблемы, как недостаточная ранняя прочность и повышенная усадка материалов на основе цемента. Кроме того, разные типы эфиров целлюлозы (такие как метилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза и т. д.) имеют разные механизмы и эффекты в цементных растворах, и их необходимо выбирать в соответствии с конкретными требованиями применения.
Применение эфира целлюлозы в материалах на основе цемента позволяет не только эффективно задержать реакцию гидратации цемента, но и улучшить строительные характеристики и долговечность материала. Путем разумного выбора и использования эфиров целлюлозы можно значительно улучшить качество и строительный эффект материалов на основе цемента.
Время публикации: 03 августа 2024 г.