V pripravljeni malti je dodana količina celuloznega etra zelo majhna, vendar lahko bistveno izboljša učinkovitost mokre malte in je glavni dodatek, ki vpliva na konstrukcijsko učinkovitost malte. Razumna izbira celuloznih etrov različnih vrst, različnih viskoznosti, različnih velikosti delcev, različnih stopenj viskoznosti in dodanih količin bo imela pozitiven vpliv na izboljšanje učinkovitosti suhe praškaste malte. Trenutno številne malte za zidanje in omete slabo zadržujejo vodo in vodna brozga se loči po nekaj minutah stanja. Kot je prikazano spodaj:
Zadrževanje vode je pomembna lastnost metilceluloznega etra, uporabljajo pa ga tudi številni proizvajalci suhih praškastih malt na Kitajskem. Dejavniki, ki vplivajo na učinek zadrževanja vode suhe mešanice malte, vključujejo količino dodane MC, viskoznost MC, finost delcev in temperaturo okolja uporabe.
Celulozni eter je sintetični polimer, narejen iz naravne celuloze s kemično modifikacijo. Celulozni eter je derivat naravne celuloze. Proizvodnja celuloznega etra se razlikuje od proizvodnje sintetičnih polimerov. Njegov najosnovnejši material je celuloza, naravna polimerna spojina. Zaradi posebnosti naravne strukture celuloze sama celuloza nima sposobnosti reagirati s sredstvi za eterifikacijo. Vendar pa se po obdelavi sredstva za nabrekanje močne vodikove vezi med molekularnimi verigami in verigami uničijo in aktivno sproščanje hidroksilne skupine postane reaktivna alkalna celuloza. Pridobite celulozni eter.
Lastnosti celuloznih etrov so odvisne od vrste, števila in porazdelitve substituentov. Razvrstitev celuloznih etrov temelji tudi na vrsti substituentov, stopnji eterifikacije, topnosti in s tem povezanih lastnostih uporabe. Glede na vrsto substituentov v molekulski verigi ga lahko razdelimo na monoeter in mešani eter. MC, ki ga običajno uporabljamo, je monoeter, HPMC pa je mešani eter. Metilcelulozni eter MC je produkt po zamenjavi hidroksilne skupine na glukozni enoti naravne celuloze z metoksi. Je produkt, pridobljen z zamenjavo dela hidroksilne skupine na enoti z metoksi skupino in drugega dela s hidroksipropilno skupino. Strukturna formula je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3] n]x hidroksietil metilcelulozni eter HEMC, to so glavne sorte, ki se pogosto uporabljajo in prodajajo na trgu.
Glede na topnost ga lahko razdelimo na ionsko in neionsko. Vodotopni neionski celulozni etri so v glavnem sestavljeni iz dveh serij alkilnih etrov in hidroksialkilnih etrov. Ionski CMC se uporablja predvsem v sintetičnih detergentih, tiskanju in barvanju tekstila, raziskovanju hrane in nafte. Neionski MC, HPMC, HEMC itd. se večinoma uporabljajo v gradbenih materialih, premazih iz lateksa, medicini, dnevnih kemikalijah itd. Uporabljajo se kot zgoščevalec, sredstvo za zadrževanje vode, stabilizator, dispergator in sredstvo za tvorbo filma.
Zadrževanje vode celuloznega etra: Pri proizvodnji gradbenih materialov, zlasti suhe praškaste malte, ima celulozni eter nenadomestljivo vlogo, zlasti pri proizvodnji posebne malte (modificirane malte), je nepogrešljiv in pomemben del. Pomembna vloga vodotopnega celuloznega etra v malti ima predvsem tri vidike, eden je odlična sposobnost zadrževanja vode, drugi je vpliv na konsistenco in tiksotropnost malte, tretji pa je interakcija s cementom. Učinek celuloznega etra na zadrževanje vode je odvisen od vpojnosti vode osnovnega sloja, sestave malte, debeline sloja malte, potrebe malte po vodi in časa strjevanja materiala za strjevanje. Zadrževanje vode v samem celuloznem etru izhaja iz topnosti in dehidracije samega celuloznega etra. Kot vsi vemo, čeprav celulozna molekularna veriga vsebuje veliko število visoko hidriranih OH skupin, ni topna v vodi, ker ima celulozna struktura visoko stopnjo kristaliničnosti. Hidracijska sposobnost hidroksilnih skupin sama po sebi ni dovolj za pokrivanje močnih vodikovih vezi in van der Waalsovih sil med molekulami. Zato le nabrekne, ne raztopi pa se v vodi. Ko substituent vnesemo v molekularno verigo, ne uniči samo substituent vodikove verige, temveč se uniči tudi medverižna vodikova vez zaradi zagozditve substituenta med sosednjimi verigami. Večji kot je substituent, večja je razdalja med molekulama. Večja kot je razdalja. Večji je učinek uničenja vodikovih vezi, celulozni eter postane topen v vodi, potem ko se celulozna mreža razširi in raztopina vstopi, pri čemer nastane visoko viskozna raztopina. Ko se temperatura dvigne, hidratacija polimera oslabi in voda med verigami se izloči. Ko je učinek dehidracije zadosten, se molekule začnejo združevati, tvorijo tridimenzionalno mrežno strukturo gela in se zložijo.
Dejavniki, ki vplivajo na zadrževanje vode v malti, vključujejo viskoznost celuloznega etra, dodano količino, drobnost delcev in temperaturo uporabe.
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 pa imajo celo podvojene razlike. Zato je treba pri primerjavi viskoznosti opraviti med istimi preskusnimi metodami, vključno s temperaturo, rotorjem itd.
Na splošno velja, da višja kot je viskoznost, boljši je učinek zadrževanja vode. Vendar, višja kot je viskoznost in višja kot je molekulska masa MC, bo imelo ustrezno zmanjšanje njegove topnosti negativen vpliv na trdnost in gradbeno zmogljivost malte. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja na malto, vendar ni premo sorazmeren. Višja kot je viskoznost, bolj bo mokra malta viskozna, kar se med gradnjo kaže kot oprijem na strgalo in visok oprijem na podlago. Vendar ni koristno povečati strukturne trdnosti same mokre malte. Med gradnjo učinkovitost proti povešanju ni očitna. Nasprotno, nekateri etri srednje in nizke viskoznosti, vendar modificirani metilcelulozni etri, imajo odlično učinkovitost pri izboljšanju strukturne trdnosti mokre malte.
Večja kot je količina celuloznega etra, dodanega malti, boljša je zmogljivost zadrževanja vode in večja kot je viskoznost, boljša je zmogljivost zadrževanja vode.
Kar zadeva velikost delcev, bolj drobni kot so delci, boljše je zadrževanje vode. Ko veliki delci celuloznega etra pridejo v stik z vodo, se površina takoj raztopi in tvori gel, ki ovije material in prepreči nadaljnje prodiranje vodnih molekul. Včasih ga ni mogoče enakomerno razpršiti in raztopiti tudi po dolgotrajnem mešanju, pri čemer nastane motna flokulentna raztopina ali aglomeracija. Močno vpliva na zadrževanje vode v celuloznem etru, topnost pa je eden od dejavnikov pri izbiri celuloznega etra. Drobnost je tudi pomemben indeks učinkovitosti metilceluloznega etra. MC, ki se uporablja za suho malto v prahu, mora biti v prahu z nizko vsebnostjo vode, finost pa zahteva tudi, da je 20–60 % velikosti delcev manj kot 63 um. Čistoča vpliva na topnost metilceluloznega etra. Groba MC je običajno zrnata in jo je enostavno raztopiti v vodi brez aglomeracije, vendar je stopnja raztapljanja zelo počasna, zato ni primerna za uporabo v suhi praškasti malti. V suhi praškasti malti je MC razpršen med cementnimi materiali, kot so agregat, fino polnilo in cement, in le dovolj fin prah lahko prepreči aglomeracijo metilceluloznega etra pri mešanju z vodo. Ko se MC doda vodi za raztapljanje aglomeratov, ga je zelo težko dispergirati in raztopiti. Groba drobnost MC ni samo potratna, ampak tudi zmanjša lokalno trdnost malte. Ko se taka suha praškasta malta nanese na veliko površino, se bo hitrost strjevanja lokalne suhe praškaste malte znatno zmanjšala, zaradi različnih časov strjevanja pa se bodo pojavile razpoke. Pri brizgani malti z mehansko konstrukcijo je zaradi krajšega časa mešanja zahteva po finosti višja.
Finost MC ima določen vpliv tudi na zadrževanje vode. Na splošno velja, da je za metilcelulozne etre z enako viskoznostjo, vendar različno finostjo, pri enaki dodani količini finejši, bolj fini je učinek zadrževanja vode.
Zadrževanje vode v MC je povezano tudi z uporabljeno temperaturo. Zadrževanje vode v metilceluloznem etru se zmanjša s povišanjem temperature. Vendar pa se pri dejanski uporabi materialov suha praškasta malta pogosto nanaša na vroče podlage pri visokih temperaturah (več kot 40 stopinj) v mnogih okoljih, kot je kitanje zunanjih sten pod soncem poleti, kar pogosto pospeši strjevanje cementa in strjevanje suha praškasta malta. Zmanjšanje stopnje zadrževanja vode povzroči očiten občutek, da sta prizadeti tako obdelovalnost kot odpornost proti razpokam, zato je pod tem pogojem še posebej pomembno zmanjšati vpliv temperaturnih dejavnikov. Čeprav se dodatki metil hidroksietil celuloznega etra trenutno štejejo za vodilne v tehnološkem razvoju, bo njihova odvisnost od temperature še vedno vodila v oslabitev učinkovitosti suhe praškaste malte. Čeprav je količina metil hidroksietil celuloze povečana (poletna formula), obdelavnost in odpornost proti razpokam še vedno ne zadostujeta potrebam uporabe. S posebno obdelavo MC, kot je povečanje stopnje eterifikacije itd., se lahko učinek zadrževanja vode ohrani pri višji temperaturi, tako da lahko zagotovi boljše delovanje v težkih pogojih.
Poleg tega je zgoščevanje in tiksotropija celuloznega etra: druga funkcija celuloznega etra - učinek zgoščevanja odvisna od: stopnje polimerizacije celuloznega etra, koncentracije raztopine, strižne hitrosti, temperature in drugih pogojev. Lastnost želiranja raztopine je edinstvena za alkil celulozo in njene modificirane derivate. Lastnosti geliranja so povezane s stopnjo substitucije, koncentracijo raztopine in dodatki. Za hidroksialkil modificirane derivate so lastnosti gela povezane tudi s stopnjo modifikacije hidroksialkila. Za MC in HPMC z nizko viskoznostjo lahko pripravite 10%-15% raztopino, za MC in HPMC s srednjo viskoznostjo lahko pripravite 5%-10% raztopino, medtem ko lahko za MC in HPMC z visoko viskoznostjo pripravite le 2%-3% raztopino in običajno razvrstitev viskoznosti celuloznega etra se prav tako razvršča z 1%-2% raztopino. Celulozni eter z visoko molekulsko maso ima visoko učinkovitost zgoščevanja. V raztopini iste koncentracije imajo polimeri z različnimi molekulskimi masami različne viskoznosti. Visoka stopnja. Ciljno viskoznost je mogoče doseči le z dodajanjem velike količine nizkomolekularnega celuloznega etra. Njegova viskoznost je malo odvisna od strižne hitrosti, visoka viskoznost pa doseže ciljno viskoznost, zahtevana količina dodatka pa je majhna, viskoznost pa je odvisna od učinkovitosti zgoščevanja. Zato je treba za doseganje določene konsistence zagotoviti določeno količino celuloznega etra (koncentracijo raztopine) in viskoznost raztopine. Tudi temperatura geliranja raztopine pada linearno z naraščanjem koncentracije raztopine in gelira pri sobni temperaturi, ko doseže določeno koncentracijo. Želirna koncentracija HPMC je relativno visoka pri sobni temperaturi.
Konsistenco je mogoče prilagoditi tudi z izbiro velikosti delcev in izbiro celuloznih etrov z različnimi stopnjami modifikacije. Tako imenovana modifikacija je uvedba določene stopnje substitucije hidroksialkilnih skupin v skeletno strukturo MC. S spreminjanjem relativnih substitucijskih vrednosti dveh substituentov, to je DS in ms relativnih substitucijskih vrednosti metoksi in hidroksialkilnih skupin, ki jih pogosto imenujemo. Različne zahteve glede učinkovitosti celuloznega etra je mogoče doseči s spreminjanjem relativnih substitucijskih vrednosti obeh substituentov.
Razmerje med konsistenco in modifikacijo: dodajanje celuloznega etra vpliva na porabo vode malte, spreminjanje razmerja vode in veziva med vodo in cementom je učinek zgoščevanja, višji kot je odmerek, večja je poraba vode.
Celulozni eter, ki se uporablja v praškastih gradbenih materialih, se mora hitro raztopiti v hladni vodi in zagotoviti ustrezno konsistenco za sistem. Če mu damo določeno strižno hitrost, še vedno postane kosmičast in koloiden blok, kar je podstandarden ali slabokakovosten izdelek.
Obstaja tudi dobro linearno razmerje med konsistenco cementne paste 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 tudi glavna značilnost celuloznega etra. Vodne raztopine MC polimerov imajo običajno psevdoplastično in netiksotropno fluidnost pod temperaturo gela, vendar imajo newtonske lastnosti tečenja pri nizkih strižnih hitrostih. Psevdoplastičnost narašča z molekulsko maso ali koncentracijo celuloznega etra, ne glede na vrsto substituenta in stopnjo substitucije. Zato bodo celulozni etri enake stopnje viskoznosti, ne glede na MC, HPMC, HEMC, vedno pokazali enake reološke lastnosti, dokler se koncentracija in temperatura ohranjata konstantni. Ko se temperatura dvigne, nastanejo strukturni geli in pride do zelo tiksotropnih tokov. Celulozni etri visoke koncentracije in nizke viskoznosti kažejo tiksotropijo celo pod temperaturo gela. Ta lastnost je zelo koristna za prilagajanje izravnave in povesanja gradbene malte. Tukaj je treba pojasniti, da višja kot je viskoznost celuloznega etra, boljše je zadrževanje vode, vendar višja kot je viskoznost, višja je relativna molekulska masa celuloznega etra in temu primerno zmanjšanje njegove topnosti, kar negativno vpliva na na koncentracijo malte in izvedbo gradnje. Višja kot je viskoznost, bolj očiten je učinek zgoščevanja malte, vendar ni povsem sorazmeren. Nekaj srednje in nizke viskoznosti, vendar ima modificiran celulozni eter boljšo učinkovitost pri izboljšanju strukturne trdnosti mokre malte. S povečanjem viskoznosti se izboljša zadrževanje vode celuloznega etra.
Zaviranje celuloznega etra: Tretja funkcija celuloznega etra je zaviranje procesa hidratacije cementa. Celulozni eter daje malti različne koristne lastnosti, poleg tega pa zmanjša zgodnjo hidratacijsko toploto cementa in upočasni dinamični hidratacijski proces cementa. To je neugodno za uporabo malte v hladnih območjih. Ta učinek zakasnitve je posledica adsorpcije molekul celuloznega etra na hidratacijske produkte, kot sta CSH in ca(OH)2. Zaradi povečanja viskoznosti raztopine por celulozni eter zmanjša mobilnost ionov v raztopini in s tem upočasni proces hidracije. Večja kot je koncentracija celuloznega etra v materialu mineralnega gela, bolj izrazit je učinek zakasnitve hidracije. Celulozni eter ne le upočasni strjevanje, ampak tudi upočasni 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 zaviralni učinek celuloznega etra. Razmerje med hidrofilno substitucijo in substitucijo, ki povečuje vodo. Učinek zaviranja je močnejši. Vendar pa viskoznost celuloznega etra malo vpliva na kinetiko hidratacije cementa.
S povečanjem vsebnosti celuloznega etra se čas strjevanja malte bistveno poveča. Obstaja dobra nelinearna korelacija med začetnim časom vezanja malte in vsebnostjo celuloznega etra ter dobra linearna korelacija med končnim časom vezanja in vsebnostjo celuloznega etra. S spreminjanjem količine celuloznega etra lahko kontroliramo čas delovanja malte.
Če povzamemo, ima v pripravljeni malti celulozni eter vlogo pri zadrževanju vode, zgoščevanju, zakasnitvi moči hidratacije cementa in izboljšanju gradbenih lastnosti. Dobra sposobnost zadrževanja vode naredi hidratacijo cementa popolnejšo, lahko izboljša mokro viskoznost mokre malte, poveča moč lepljenja malte in prilagodi čas. Dodajanje celuloznega etra malti za mehansko brizganje lahko izboljša zmogljivost brizganja ali črpanja in strukturno trdnost malte.
Čas objave: 13. februarja 2023