Celulozni eter v pripravljeni malti

Pomembna vloga celuloznega etra v pripravljeni malti:

V pripravljeni malti je dodana količina celuloznega etra zelo majhna, vendar lahko znatno izboljša učinkovitost mokre malte, gradbena zmogljivost malte je pomemben dodatek. Razumna izbira različnih sort, različnih viskoznosti, različnih velikosti delcev, različnih stopenj viskoznosti in dodajanja količine celuloznega etra

V pripravljeni malti je dodana količina celuloznega etra zelo majhna, vendar lahko znatno izboljša učinkovitost mokre malte, gradbena zmogljivost malte je pomemben dodatek. Razumna izbira celuloznega etra z različnimi sortami, različno viskoznostjo, različno velikostjo delcev, različno stopnjo viskoznosti in dodano količino pozitivno vpliva na izboljšanje lastnosti suhe malte. Trenutno imajo številne malte za zidanje in omete slabo sposobnost zadrževanja vode in vodna brozga se bo ločila po nekaj minutah stanja.

Zadrževanje vode je pomembna učinkovitost metilceluloznega etra, pa tudi veliko domačih proizvajalcev suhe malte, zlasti na južnem območju proizvajalcev višjih temperatur, ki jih skrbi učinkovitost. Dejavniki, ki vplivajo na učinek zadrževanja vode suhe malte, vključujejo količino MC, viskoznost MC, drobnost delcev in temperaturo okolja.

Celulozni eter je sintetični polimer, izdelan iz naravne celuloze kot surovine s kemično modifikacijo. Celulozni eter je derivat naravne celuloze, proizvodnja celuloznega etra in sintetičnega polimera je drugačna, njegov najbolj osnovni material je celuloza, naravne polimerne spojine. Zaradi posebnosti naravne strukture celuloze sama celuloza nima sposobnosti reagirati z eteričnim sredstvom. Vendar pa so bile po obdelavi sredstva za nabrekanje močne vodikove vezi med molekulskimi verigami in znotraj verige uničene, aktivnost hidroksilne skupine pa je bila sproščena v alkalno celulozo z reakcijsko sposobnostjo in celulozni eter je bil pridobljen z reakcijo ETERificirajočega sredstva - skupino OH v skupino -OR.

Lastnosti celuloznih etrov so odvisne od vrste, števila in porazdelitve substituentov. Razvrstitev celuloznega etra temelji tudi na vrsti substituentov, stopnji eterifikacije, topnosti in sorodni uporabi. Glede na vrsto substituentov v molekularni verigi ga lahko razdelimo na enojni eter in mešani eter. MC se običajno uporablja kot enojni eter, medtem ko je HPMC mešani eter. Metilcelulozni eter MC je naravna celulozna glukozna enota na hidroksil metoksidu, nadomeščena s strukturno formulo produkta [COH7O2 (OH) 3-H (OCH3) H] X, hidroksipropil metil celulozni eter HPMC je enota na hidroksilnem delu metoksid nadomeščen s hidroksipropilom, drugi del produkta je nadomeščen s hidroksipropilom, Strukturna formula je [C6H7O2 (OH) 3-MN (OCH3) M [OCH2CH (OH) CH3] N] X in hidroksietil metilcelulozni eter HEMC, ki je pogosto uporablja in prodaja na trgu.

Glede na topnost jih lahko razdelimo na ionske in neionske. Vodotopni neionski celulozni eter je v glavnem sestavljen iz alkil etra in hidroksil alkil etra dveh serij sort. Ionski CMC se uporablja predvsem v sintetičnih detergentih, tekstilu, tiskarstvu, hrani in izkoriščanju nafte. Neionski MC, HPMC, HEMC in drugi, ki se večinoma uporabljajo v gradbenih materialih, premazih iz lateksa, medicini, dnevni kemiji in drugih vidikih. Kot sredstvo za zgoščevanje, sredstvo za zadrževanje vode, stabilizator, dispergator, sredstvo za tvorbo filma.

Celulozni eter zadrževanje vode: pri proizvodnji gradbenih materialov, predvsem suhih malt, ima celulozni eter nenadomestljivo vlogo, predvsem pri proizvodnji specialnih malt (modificiranih malt), a tudi nepogrešljiv del. Pomembna vloga vodotopnega celuloznega etra v malti ima predvsem tri vidike, eden je odlična sposobnost zadrževanja vode, drugi je vpliv konsistence in tiksotropije malte, tretji pa je interakcija s cementom. Zadrževanje vode celuloznega etra je odvisno od hidroskopske podlage, sestave malte, debeline sloja malte, potrebe po vodi v malti, časa kondenzacije kondenzacijskega materiala. Zadrževanje vode v celuloznem etru izhaja iz topnosti in dehidracije samega celuloznega etra. Znano je, da so celulozne molekularne verige, čeprav vsebujejo veliko število visoko hidratiranih OH skupin, zaradi svoje visoko kristalinične strukture netopne v vodi. Hidracijska sposobnost hidroksilnih skupin sama po sebi ni dovolj za plačilo močnih medmolekularnih vodikovih vezi in van der Waalsovih sil. Ko substituente vnesemo v molekularno verigo, ne samo, da substituenti uničijo vodikovo verigo, temveč se prekinejo tudi medverižne vodikove vezi zaradi zagozditve substituentov med sosednjimi verigami. Večji kot so substituenti, večja je razdalja med molekulami. Večji kot je uničenje učinka vodikove vezi, širjenje celulozne mreže, raztopina v celuloznem etru postane topna v vodi, nastane raztopina z visoko viskoznostjo. Ko se temperatura dvigne, se hidratacija polimera zmanjša in voda med verigami se izloči. Ko je dehidracijski učinek zadosten, se začnejo molekule združevati in gel se zvije v tridimenzionalno mrežo.

Dejavniki, ki vplivajo na zadrževanje vode v malti, vključujejo viskoznost celuloznega etra, doziranje, drobnost delcev in delovno temperaturo.

Večja kot je viskoznost celuloznega etra, boljša je zmogljivost zadrževanja vode. Viskoznost je pomemben parameter delovanja MC. Trenutno različni proizvajalci MC uporabljajo različne metode in instrumente za merjenje viskoznosti MC. Glavne metode so Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde in Brookfield. Za isti izdelek so rezultati viskoznosti, izmerjeni z različnimi metodami, zelo različni, nekateri celo večkratni. Zato je treba pri primerjavi viskoznosti opraviti med isto preskusno metodo, vključno s temperaturo, rotorjem itd.

Na splošno velja, da višja kot je viskoznost, boljši je učinek zadrževanja vode. Vendar pa višja kot je viskoznost, večja je molekulska masa MC, zato se bo zmogljivost raztapljanja ustrezno zmanjšala, kar negativno vpliva na trdnost in konstrukcijsko zmogljivost malte. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja malte, vendar ni sorazmeren razmerju. Višja kot je viskoznost, bolj bo mokra malta lepljiva, tako zaradi konstrukcije, delovanja lepljivega strgala kot zaradi visokega oprijema na osnovni material. Vendar ni koristno povečati strukturne trdnosti mokre malte. Med gradnjo učinkovitost proti povešanju ni očitna. Nasprotno, nekateri etri metilceluloze z nizko viskoznostjo, vendar modificirani, odlično delujejo pri izboljšanju strukturne trdnosti mokre malte.

Več kot je celuloznega etra dodanega malti, boljša je zadrževalna sposobnost vode, višja kot je viskoznost, boljša je zadrževalna sposobnost.

Kar zadeva velikost delcev, bolj drobni kot so delci, boljše je zadrževanje vode. Veliki delci celuloznega etra pridejo v stik z vodo, površina se takoj raztopi in tvori gel, ki ovije material, da se prepreči nadaljnje prodiranje vodnih molekul, včasih z dolgotrajnim mešanjem ni mogoče enakomerno razpršiti raztopine, nastanek blatne kosmičaste raztopine ali aglomerat. Topnost celuloznega etra je eden od dejavnikov za izbiro celuloznega etra. Drobnost je tudi pomemben indeks učinkovitosti metilceluloznega etra. MC za suho malto zahteva prah, nizko vsebnost vode in drobnost 20%~60% velikosti delcev manj kot 63um. Drobnost vpliva na topnost metilceluloznega etra. Grobi MC je običajno zrnat in ga je mogoče enostavno raztopiti v vodi brez aglomeriranja, vendar je hitrost raztapljanja zelo počasna, zato ni primeren za uporabo v suhi malti. V suhi malti je MC razpršen med agregatom, finimi polnili in cementnimi materiali, kot je cement, in le dovolj fin prah lahko prepreči strjevanje metilceluloznega etra pri mešanju z vodo. Ko MC doda vodo za raztapljanje aglomerata, ga je zelo težko razpršiti in raztopiti. MC z grobo drobnostjo ne le zapravlja, ampak tudi zmanjšuje lokalno trdnost malte. Ko je takšna suha malta zgrajena na velikem območju, se hitrost strjevanja lokalne suhe malte znatno zmanjša, kar povzroči razpoke, ki jih povzročajo različni časi strjevanja. Pri mehanski brizgalni malti je zaradi kratkega časa mešanja finost večja.

Drobnost MC ima tudi določen vpliv na njegovo zadrževanje vode. Na splošno velja, da je za metilcelulozni eter z enako viskoznostjo, vendar z različno finostjo boljši učinek zadrževanja vode pri enaki količini dodatka.

Zadrževanje vode pri MC je prav tako povezano z uporabljeno temperaturo, zadrževanje vode pri metilceluloznem etru pa se z dvigom temperature zmanjšuje. Toda pri dejanski uporabi materiala bodo številna okolja suhe malte pogosto pri visoki temperaturi (več kot 40 stopinj) pod pogojem gradnje v vroči podlagi, kot je poletna insolacija zunanjih zidnih kitov, kar je pogosto pospešilo strjevanje utrjevanje cementa in suhe malte. Zmanjšanje stopnje zadrževanja vode povzroči očiten občutek, da sta prizadeti tako konstrukcijska sposobnost kot odpornost proti razpokam. V tem stanju postane zmanjšanje vpliva temperaturnih dejavnikov še posebej kritično. Čeprav velja, da je dodatek metil hidroksietil celuloznega etra v ospredju tehnološkega razvoja, bo njegova odvisnost od temperature še vedno vodila v oslabitev lastnosti suhe malte. Tudi s povečanjem odmerka metil hidroksietil celuloze (poletna formula) konstrukcija in odpornost proti razpokam še vedno ne moreta zadostiti potrebam uporabe. S posebno obdelavo MC, kot je povečanje stopnje eterifikacije, lahko učinek zadrževanja vode MC ohrani boljši učinek pri visoki temperaturi, tako da lahko zagotovi boljše delovanje v težkih pogojih.

Poleg tega zgoščevanje celuloznega etra in tiksotropija: drugo delovanje celuloznega etra – zgoščevanje je odvisno od: stopnje polimerizacije celuloznega etra, koncentracije raztopine, strižne hitrosti, temperature in drugih pogojev. Lastnost geliranja raztopine je edinstvena za alkil celulozo in njene modificirane derivate. Značilnosti geliranja so povezane s stopnjo substitucije, koncentracijo raztopine in dodatki. Za hidroksil alkil modificirane derivate so lastnosti gela povezane tudi s stopnjo modifikacije hidroksil alkila. Za koncentracijo raztopine MC in HPMC z nizko viskoznostjo lahko pripravite 10%-15% raztopino koncentracije, MC in HPMC s srednjo viskoznostjo lahko pripravite 5%-10% raztopino, MC in HPMC z visoko viskoznostjo pa lahko pripravite le 2%-3 % raztopine, običajno pa je viskoznost celuloznega etra razvrščena tudi na 1 %-2 % raztopine za stopnjo. Učinkovitost zgoščevalca celuloznega etra z visoko molekulsko maso, enaka koncentracija raztopine, različni polimeri z molekulsko maso imajo različno viskoznost, viskoznost in molekulsko maso lahko izrazimo na naslednji način, [η] = 2,92 × 10-2 (DPn) 0,905, DPn je povprečje visoka stopnja polimerizacije. Celulozni eter z nizko molekulsko maso za dodajanje več za doseganje ciljne viskoznosti. Njegova viskoznost je manj odvisna od strižne hitrosti, visoka viskoznost za doseganje ciljne viskoznosti, količina, potrebna za dodajanje manj, viskoznost je odvisna od učinkovitosti zgoščevanja. Zato je treba za doseganje določene konsistence zagotoviti določeno količino celuloznega etra (koncentracija raztopine) in viskoznost raztopine. Temperatura geliranja raztopine se linearno znižuje z naraščanjem koncentracije raztopine, geliranje pa se pojavi pri sobni temperaturi po dosegu določene koncentracije. HPMC ima visoko koncentracijo geliranja pri sobni temperaturi.

Konsistenco je mogoče prilagoditi tudi z izbiro velikosti delcev in celuloznih etrov z različnimi stopnjami modifikacije. Tako imenovana modifikacija je uvedba hidroksil alkilne skupine v določeni stopnji substitucije na skeletni strukturi MC. S spreminjanjem relativnih substitucijskih vrednosti obeh substituentov, to je DS in MS relativnih substitucijskih vrednosti metoksi in hidroksilnih skupin. Različne lastnosti celuloznega etra so potrebne zaradi spreminjanja relativnih substitucijskih vrednosti dveh vrst substituentov.

Razmerje med konsistenco in modifikacijo: dodatek celuloznega etra vpliva na porabo vode v malti in spremeni vodno-vezno razmerje med vodo in cementom, kar je učinek zgoščevanja. Večji kot je odmerek, večja je poraba vode.

Celulozni etri, ki se uporabljajo v praškastih gradbenih materialih, se morajo hitro raztopiti v hladni vodi in sistemu zagotoviti pravo konsistenco. Če je določena strižna stopnja še vedno flokulentna in koloidna, je izdelek podstandarden ali slabe kakovosti.

Obstaja tudi dobro linearno razmerje med konsistenco cementne brozge in odmerkom celuloznega etra, celulozni eter lahko močno poveča viskoznost malte, večji kot je odmerek, bolj očiten je učinek. Vodna raztopina celuloznega etra z visoko viskoznostjo ima visoko tiksotropijo, kar je ena od značilnosti celuloznega etra. Vodne raztopine polimerov tipa MC imajo običajno psevdoplastično, netiksotropno fluidnost pod temperaturo gela, vendar Newtonove lastnosti pretoka pri nizkih strižnih hitrostih. Psevdoplastičnost narašča s povečanjem molekulske mase ali koncentracije celuloznega etra in je neodvisna od tipa in stopnje substituenta. Zato imajo celulozni etri iste stopnje viskoznosti, bodisi MC, HPMC ali HEMC, vedno enake reološke lastnosti, dokler koncentracija in temperatura ostaneta konstantni. Ko se temperatura poveča, nastane strukturni gel in pride do visokega tiksotropnega toka. Celulozni etri z visoko koncentracijo in nizko viskoznostjo kažejo tiksotropijo tudi pod temperaturo gela. Ta lastnost je zelo koristna za gradnjo gradbene malte, da prilagodi njeno pretočnost in pretočnost. Tukaj je treba pojasniti, da višja kot je viskoznost celuloznega etra, boljše je zadrževanje vode, vendar večja kot je viskoznost, višja je relativna molekulska masa celuloznega etra, ustrezno zmanjšanje njegove topnosti, kar negativno vpliva na koncentracijo malte in izvedbo gradnje. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja malte, vendar to ni popolno sorazmerno razmerje. Nekaj ​​nizke viskoznosti, vendar modificiran celulozni eter pri izboljšanju strukturne trdnosti mokre malte ima boljšo učinkovitost, s povečanjem viskoznosti se izboljša zadrževanje vode celuloznega etra.

Zaviranje celuloznega etra: tretja vloga celuloznega etra je upočasnitev procesa hidratacije cementa. Celulozni eter daje malti različne koristne lastnosti, vendar tudi zmanjša zgodnje hidratacijsko sproščanje toplote cementa, kar upočasni dinamični hidratacijski proces cementa. To ni ugodno za uporabo malte v hladnih območjih. Ta vrsta zaviralnega učinka je adsorpcija molekule celuloznega etra na CSH in produkte hidracije Ca (OH) 2, ki jo povzroča celulozni eter zaradi povečanja viskoznosti raztopine por zmanjša aktivnost ionov v raztopini in tako upočasni proces hidracije. Višja kot je koncentracija celuloznega etra v materialu mineralnega gela, bolj očiten je učinek zakasnitve hidracije. Celulozni eter ne le upočasni strjevanje, ampak tudi proces strjevanja sistema cementne malte. Zadrževalni učinek celuloznega etra ni odvisen le od njegove koncentracije v sistemu mineralnega gela, temveč tudi od kemične strukture. Višja kot je stopnja metilacije HEMC, boljši je zadrževalni učinek celuloznega etra. Zadrževalni učinek hidrofilne zamenjave je močnejši od učinka zamenjave, ki povečuje vodo. Toda viskoznost celuloznega etra malo vpliva na hidratacijsko kinetiko cementa.

S povečanjem vsebnosti celuloznega etra se čas strjevanja malte bistveno poveča. Začetni čas strjevanja malte ima dobro linearno korelacijo z vsebnostjo celuloznega etra, končni čas strjevanja pa ima dobro linearno korelacijo z vsebnostjo celuloznega etra. S spreminjanjem doziranja celuloznega etra lahko kontroliramo čas delovanja malte.

Če povzamemo, ima celulozni eter v pripravljeni malti vlogo pri zadrževanju vode, zgoščevanju, zakasnitvi moči hidracije cementa in izboljšanju gradbenih lastnosti. Dobra sposobnost zadrževanja vode omogoča popolnejšo hidratacijo cementa, lahko izboljša mokro viskoznost mokre malte, izboljša moč lepljenja malte, nastavljiv čas. Dodajanje celuloznega etra malti za mehansko brizganje lahko izboljša zmogljivost brizganja ali črpanja in strukturno trdnost malte. Zato se celulozni eter široko uporablja kot pomemben dodatek v že pripravljeni malti.