เซลลูโลสอีเทอร์ชะลอกลไกการให้ความชุ่มชื้นของซีเมนต์

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นสารประกอบโพลีเมอร์อินทรีย์ชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุก่อสร้าง โดยเฉพาะในวัสดุที่ทำจากซีเมนต์ เซลลูโลสอีเทอร์สามารถชะลอกระบวนการให้ความชุ่มชื้นของซีเมนต์ได้ ดังนั้นจึงเป็นการปรับความสามารถในการใช้งานได้ เวลาในการเซ็ตตัว และการพัฒนาความแข็งแรงในช่วงเริ่มต้นของซีเมนต์เพสต์

(1) ปฏิกิริยาการให้น้ำล่าช้า
เซลลูโลสอีเทอร์สามารถชะลอปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของซีเมนต์ ซึ่งส่วนใหญ่ทำได้ผ่านกลไกต่อไปนี้:

1.1 ผลการดูดซับและการป้องกัน
สารละลายความหนืดสูงที่เกิดจากการละลายเซลลูโลสอีเทอร์ในสารละลายที่เป็นน้ำสามารถสร้างฟิล์มดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคซีเมนต์ได้ การก่อตัวของฟิล์มนี้มีสาเหตุหลักมาจากการดูดซับทางกายภาพของกลุ่มไฮดรอกซิลในโมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์และไอออนบนพื้นผิวของอนุภาคซีเมนต์ ซึ่งส่งผลให้พื้นผิวของอนุภาคซีเมนต์ถูกป้องกัน ลดการสัมผัสระหว่างอนุภาคซีเมนต์และโมเลกุลของน้ำ ดังนั้น ชะลอการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่น

1.2 การก่อตัวของฟิล์ม
ในระยะแรกของการให้น้ำในซีเมนต์ เซลลูโลสอีเทอร์สามารถสร้างฟิล์มหนาแน่นบนพื้นผิวของอนุภาคซีเมนต์ได้ การมีอยู่ของฟิล์มนี้ขัดขวางการแพร่กระจายของโมเลกุลของน้ำเข้าสู่ภายในอนุภาคของซีเมนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงชะลออัตราความชุ่มชื้นของซีเมนต์ นอกจากนี้ การก่อตัวของฟิล์มนี้ยังช่วยลดการละลายและการแพร่กระจายของแคลเซียมไอออน ซึ่งช่วยชะลอการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ให้ความชุ่มชื้นอีกด้วย

1.3 การละลายและการปล่อยน้ำ
เซลลูโลสอีเทอร์มีการดูดซึมน้ำได้ดี สามารถดูดซับความชื้นและปล่อยออกมาอย่างช้าๆ กระบวนการปล่อยน้ำนี้สามารถปรับการไหลและความสามารถในการใช้งานได้ของสารละลายซีเมนต์ได้ในระดับหนึ่ง และลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นโดยการลดความเข้มข้นของน้ำที่มีประสิทธิผลในระหว่างกระบวนการไฮเดรชั่น

(2) อิทธิพลขององค์ประกอบเฟสซีเมนต์
เซลลูโลสอีเทอร์มีผลแตกต่างกันต่อความชุ่มชื้นของเฟสซีเมนต์ต่างๆ โดยทั่วไป เซลลูโลสอีเทอร์มีผลชัดเจนมากขึ้นต่อความชุ่มชื้นของไตรแคลเซียมซิลิเกต (C₃S) การมีอยู่ของเซลลูโลสอีเทอร์จะชะลอการให้น้ำของ C₃S และลดอัตราการปลดปล่อยความร้อนของความชื้นในช่วงต้นของ C₃S ดังนั้นจึงชะลอการพัฒนาของความแข็งแกร่งในช่วงแรก นอกจากนี้ เซลลูโลสอีเทอร์ยังสามารถส่งผลต่อความชุ่มชื้นของส่วนประกอบแร่ธาตุอื่นๆ เช่น ไดแคลเซียมซิลิเกต (C₂S) และไตรแคลเซียมอะลูมิเนต (C₃A) แต่ผลกระทบเหล่านี้ค่อนข้างน้อย

(3). รีโอโลยีและผลกระทบเชิงโครงสร้าง
เซลลูโลสอีเทอร์สามารถเพิ่มความหนืดของสารละลายซีเมนต์และส่งผลต่อรีโอโลยีของมัน สารละลายที่มีความหนืดสูงช่วยลดการตกตะกอนและการแบ่งชั้นของอนุภาคซีเมนต์ ช่วยให้สารละลายซีเมนต์สามารถรักษาความสม่ำเสมอที่ดีก่อนการตั้งค่า ลักษณะความหนืดสูงนี้ไม่เพียงแต่ช่วยชะลอกระบวนการให้ความชุ่มชื้นของซีเมนต์เท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงความลื่นไหลและประสิทธิภาพการก่อสร้างของสารละลายซีเมนต์อีกด้วย

(4) ผลการใช้งานและข้อควรระวัง
เซลลูโลสอีเทอร์มีผลอย่างมากในการชะลอความชุ่มชื้นของซีเมนต์ และดังนั้นจึงมักใช้เพื่อปรับเวลาการแข็งตัวและความลื่นไหลของวัสดุที่ทำจากซีเมนต์ อย่างไรก็ตาม ปริมาณและชนิดของเซลลูโลสอีเทอร์จำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ เนื่องจากเซลลูโลสอีเทอร์ที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหา เช่น ความแข็งแรงในช่วงแรกไม่เพียงพอ และการหดตัวของวัสดุที่ทำจากซีเมนต์เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ เซลลูโลสอีเทอร์ประเภทต่างๆ (เช่น เมทิลเซลลูโลส ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส ฯลฯ) มีกลไกและผลกระทบที่แตกต่างกันในสารละลายซีเมนต์ และจำเป็นต้องเลือกตามความต้องการใช้งานเฉพาะ

การใช้เซลลูโลสอีเทอร์ในวัสดุที่ทำจากซีเมนต์ไม่เพียงแต่ช่วยชะลอปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของซีเมนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและความทนทานของวัสดุอีกด้วย ด้วยการเลือกและการใช้เซลลูโลสอีเทอร์ที่เหมาะสม คุณภาพและผลการก่อสร้างของวัสดุที่เป็นซีเมนต์สามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญ