เซลลูโลสอีเทอร์บนกาวซีเมนต์

1 บทนำ
ปัจจุบันกาวติดกระเบื้องซีเมนต์เป็นการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดของปูนผสมแห้งพิเศษ ซึ่งประกอบด้วยซีเมนต์เป็นวัสดุประสานหลักและเสริมด้วยมวลรวมเกรด สารกักเก็บน้ำ สารเพิ่มความแรงเร็ว ผงลาเท็กซ์ และสารเติมแต่งอินทรีย์หรืออนินทรีย์อื่นๆ ส่วนผสม โดยทั่วไปจะต้องผสมกับน้ำเมื่อใช้เท่านั้น เมื่อเปรียบเทียบกับปูนซีเมนต์ทั่วไป จะสามารถปรับปรุงความแข็งแรงการยึดเกาะระหว่างวัสดุที่หันหน้าไปทางและพื้นผิวได้อย่างมาก และมีความต้านทานการลื่นที่ดีและทนต่อน้ำและน้ำได้ดีเยี่ยม ส่วนใหญ่ใช้ในการวางวัสดุตกแต่งเช่นกระเบื้องบุผนังภายในและภายนอกอาคาร กระเบื้องปูพื้น ฯลฯ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในผนังภายในและภายนอก พื้น ห้องน้ำ ห้องครัว และสถานที่ตกแต่งอาคารอื่น ๆ ปัจจุบันเป็นวัสดุประสานกระเบื้องที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด

โดยปกติแล้ว เมื่อเราตัดสินประสิทธิภาพของกาวติดกระเบื้อง เราไม่เพียงแต่ใส่ใจกับประสิทธิภาพการทำงานและความสามารถในการป้องกันการเลื่อนเท่านั้น แต่ยังให้ความสนใจกับความแข็งแรงทางกลและเวลาเปิดอีกด้วย เซลลูโลสอีเทอร์ในกาวติดกระเบื้องไม่เพียงส่งผลต่อคุณสมบัติรีโอโลจีของกาวพอร์ซเลน เช่น การใช้งานที่ราบรื่น มีดติดกระเบื้อง ฯลฯ แต่ยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกลของกาวติดกระเบื้องอีกด้วย

2. ผลกระทบต่อเวลาเปิดของกาวปูกระเบื้อง
เมื่อผงยางและเซลลูโลสอีเทอร์อยู่ร่วมกันในปูนเปียก แบบจำลองข้อมูลบางรูปแบบแสดงให้เห็นว่าผงยางมีพลังงานจลน์ที่ดีกว่าในการเกาะติดกับผลิตภัณฑ์เพิ่มความชุ่มชื้นของซีเมนต์ และเซลลูโลสอีเทอร์มีอยู่ในของเหลวคั่นระหว่างหน้ามากขึ้น ซึ่งส่งผลต่อความหนืดและเวลาในการแข็งตัวของมอร์ตาร์มากขึ้น แรงตึงผิวของเซลลูโลสอีเทอร์สูงกว่าผงยาง และการเพิ่มปริมาณเซลลูโลสอีเทอร์บนส่วนต่อประสานของปูนจะเป็นประโยชน์ต่อการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างพื้นผิวฐานและเซลลูโลสอีเทอร์

ในปูนเปียก น้ำในปูนจะระเหยออกไป และเซลลูโลสอีเทอร์ก็เข้มข้นขึ้นบนพื้นผิว และจะเกิดฟิล์มขึ้นบนพื้นผิวของปูนภายใน 5 นาที ซึ่งจะช่วยลดอัตราการระเหยที่ตามมาเมื่อมีน้ำมากขึ้น นำออกจากปูนที่หนาขึ้น ส่วนหนึ่งจะย้ายไปที่ชั้นปูนที่บางกว่า และฟิล์มที่เกิดขึ้นที่จุดเริ่มต้นจะละลายบางส่วน และการอพยพของน้ำจะทำให้พื้นผิวปูนมีเซลลูโลสอีเทอร์เพิ่มมากขึ้น

ดังนั้นการก่อตัวของเซลลูโลสอีเทอร์บนพื้นผิวของปูนจึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของปูน 1) ฟิล์มที่ขึ้นรูปบางเกินไปและจะละลายสองครั้ง ซึ่งไม่สามารถจำกัดการระเหยของน้ำและลดความแข็งแรงได้ 2) ฟิล์มที่ขึ้นรูปมีความหนาเกินไป ความเข้มข้นของเซลลูโลสอีเทอร์ในของเหลวคั่นระหว่างปูนสูงและมีความหนืดสูง จึงไม่ง่ายที่จะทำลายฟิล์มพื้นผิวเมื่อวางกระเบื้อง จะเห็นได้ว่าคุณสมบัติการขึ้นรูปฟิล์มของเซลลูโลสอีเทอร์มีผลกระทบต่อเวลาเปิดมากกว่า ชนิดของเซลลูโลสอีเทอร์ (HPMC, HEMC, MC ฯลฯ) และระดับของอีเทอร์ริฟิเคชัน (ระดับการทดแทน) ส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติการสร้างฟิล์มของเซลลูโลสอีเทอร์ และความแข็งและความเหนียวของฟิล์ม

3. อิทธิพลต่อความแรงของการดึง
นอกเหนือจากการให้คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ดังที่กล่าวข้างต้นแก่ปูนแล้ว เซลลูโลสอีเทอร์ยังช่วยชะลอจลนพลศาสตร์ของความชุ่มชื้นของซีเมนต์อีกด้วย ผลที่ชะลอนี้มีสาเหตุหลักมาจากการดูดซับโมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์บนเฟสแร่ธาตุต่างๆ ในระบบซีเมนต์ที่กำลังถูกไฮเดรต แต่โดยทั่วไปแล้ว ฉันทามติก็คือว่าโมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์ส่วนใหญ่ถูกดูดซับในน้ำ เช่น CSH และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ สำหรับผลิตภัณฑ์เคมี ไม่ค่อยถูกดูดซับในเฟสแร่ดั้งเดิมของปูนเม็ด นอกจากนี้ เซลลูโลสอีเทอร์ยังช่วยลดการเคลื่อนที่ของไอออน (Ca2+, SO42-, …) ในสารละลายรูพรุน เนื่องจากความหนืดของสารละลายรูพรุนเพิ่มขึ้น ส่งผลให้กระบวนการให้ความชุ่มชื้นล่าช้าออกไปอีก

ความหนืดเป็นอีกพารามิเตอร์ที่สำคัญซึ่งแสดงถึงลักษณะทางเคมีของเซลลูโลสอีเทอร์ ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ความหนืดส่วนใหญ่ส่งผลต่อความสามารถในการกักเก็บน้ำ และยังมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถในการทำงานของปูนสดอีกด้วย อย่างไรก็ตาม จากการศึกษาเชิงทดลองพบว่าความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์แทบไม่มีผลกระทบต่อจลนพลศาสตร์ของไฮเดรชั่นของซีเมนต์ น้ำหนักโมเลกุลมีผลเพียงเล็กน้อยต่อความชุ่มชื้น และความแตกต่างสูงสุดระหว่างน้ำหนักโมเลกุลที่แตกต่างกันคือเพียง 10 นาที ดังนั้นน้ำหนักโมเลกุลจึงไม่ใช่ตัวแปรสำคัญในการควบคุมความชุ่มชื้นของซีเมนต์

“การใช้เซลลูโลสอีเทอร์ในผลิตภัณฑ์ปูนผสมแห้งผสมซีเมนต์” ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการชะลอของเซลลูโลสอีเทอร์ขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเคมี และแนวโน้มทั่วไปสรุปได้ว่าสำหรับ MHEC ยิ่งระดับเมทิลเลชั่นสูงเท่าไร ผลการหน่วงของเซลลูโลสอีเทอร์ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น นอกจากนี้ ผลการชะลอของการทดแทนที่ชอบน้ำ (เช่น การแทนที่ HEC) มีฤทธิ์แรงกว่าผลการทดแทนที่ไม่ชอบน้ำ (เช่น การแทนที่ MH, MHEC, MHPC)

ในการทดสอบ เราพิจารณา HPMC ซึ่งเป็นอีเทอร์ผสม สำหรับ HPMC จำเป็นต้องมีการดูดซึมในระดับหนึ่งเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถละลายน้ำและการส่งผ่านแสงได้ เรารู้ว่าเนื้อหาขององค์ประกอบย่อยยังกำหนดอุณหภูมิเจลของ HPMC อีกด้วย กล่าวคือ จะกำหนดสภาพแวดล้อมการใช้งานของ HPMC ดังนั้นเนื้อหากลุ่มของ HPMC ที่โดยปกติจะนำไปใช้ก็จะถูกจัดกรอบไว้ภายในช่วงด้วย ในช่วงนี้ วิธีการผสมเมทอกซีและไฮดรอกซีโพรพอกซีเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดคือเนื้อหาในการวิจัยของเรา ภายในช่วงหนึ่ง การเพิ่มขึ้นของปริมาณของกลุ่มเมทอกซิลจะส่งผลให้กำลังในการดึงออกมีแนวโน้มลดลง ในขณะที่การเพิ่มขึ้นของปริมาณของกลุ่มไฮดรอกซีโพรพอกซิลจะส่งผลให้กำลังในการดึงออกเพิ่มขึ้น มีผลเช่นเดียวกันกับเวลาเปิดทำการ
แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของความแข็งแรงทางกลภายใต้สภาวะเวลาเปิดนั้นสอดคล้องกับสภาวะอุณหภูมิปกติ ซึ่งสอดคล้องกับความเหนียวของฟิล์มเซลลูโลสอีเทอร์ที่เราพูดถึงในส่วนที่ 2 ด้วย ปริมาณเมทอกซิล (DS) อยู่ในระดับสูงและมีไฮดรอกซีโพรโพซิล HPMC ที่มีปริมาณต่ำ (MS) มีความเหนียวที่ดีของฟิล์ม แต่จะส่งผลต่อความสามารถในการเปียกของปูนเปียกกับวัสดุพื้นผิว