บทบาทสำคัญของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูน

เซลลูโลสอีเทอร์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนเปียกได้อย่างมีนัยสำคัญ และเป็นสารเติมแต่งหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูน การเลือกเซลลูโลสอีเทอร์ชนิดต่างๆ ความหนืดที่แตกต่างกัน ขนาดอนุภาคที่แตกต่างกัน ระดับความหนืดที่แตกต่างกัน และปริมาณที่เพิ่มเข้ามาอย่างสมเหตุสมผลจะส่งผลเชิงบวกต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนผงแห้ง ในปัจจุบัน ปูนก่ออิฐและฉาบปูนจำนวนมากมีประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำต่ำ และสารละลายน้ำจะแยกตัวออกหลังจากยืนทิ้งไว้ไม่กี่นาที การกักเก็บน้ำเป็นประสิทธิภาพที่สำคัญของเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ และยังเป็นประสิทธิภาพที่ผู้ผลิตปูนผสมแห้งในประเทศหลายราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ภาคใต้ที่มีอุณหภูมิสูง ให้ความสนใจ ปัจจัยที่ส่งผลต่อผลการกักเก็บน้ำของปูนผงแห้ง ได้แก่ ปริมาณการเติม ความหนืด ความละเอียดของอนุภาค และอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการใช้งาน

การกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์

ในการผลิตวัสดุก่อสร้าง โดยเฉพาะปูนผงแห้ง เซลลูโลสอีเทอร์มีบทบาทที่ไม่อาจทดแทนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตปูนพิเศษ (ปูนดัดแปลง) ถือเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้และสำคัญ บทบาทที่สำคัญของเซลลูโลสอีเทอร์ที่ละลายน้ำได้ในปูนส่วนใหญ่มี 3 ด้าน ด้านหนึ่งคือความสามารถในการกักเก็บน้ำที่ดีเยี่ยม อีกด้านหนึ่งคืออิทธิพลต่อความสม่ำเสมอและ thixotropy ของปูน และประการที่สามคือการมีปฏิสัมพันธ์กับซีเมนต์ ผลการกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์ขึ้นอยู่กับการดูดซึมน้ำของชั้นฐาน องค์ประกอบของปูน ความหนาของชั้นปูน ความต้องการน้ำของปูน และเวลาก่อตัวของวัสดุตั้งพื้น การกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์นั้นมาจากความสามารถในการละลายและการขาดน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์เอง ดังที่เราทุกคนทราบ แม้ว่าสายโซ่โมเลกุลของเซลลูโลสจะมีหมู่ OH ที่สามารถให้น้ำได้สูงจำนวนมาก แต่ก็ไม่สามารถละลายในน้ำได้ เนื่องจากโครงสร้างเซลลูโลสมีความเป็นผลึกในระดับสูง ความสามารถในการให้ความชุ่มชื้นของกลุ่มไฮดรอกซิลเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะครอบคลุมพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่งและแรงของ van der Waals ระหว่างโมเลกุล ดังนั้นจึงบวมแต่ไม่ละลายน้ำ เมื่อองค์ประกอบทดแทนถูกนำเข้าไปในสายโซ่โมเลกุล ไม่เพียงแต่องค์ประกอบทดแทนจะทำลายสายโซ่ไฮโดรเจนเท่านั้น แต่ยังทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างสายโซ่ด้วย เนื่องจากการเกาะติดขององค์ประกอบทดแทนระหว่างสายโซ่ที่อยู่ติดกัน ยิ่งองค์ประกอบทดแทนมีขนาดใหญ่เท่าใด ระยะห่างระหว่างโมเลกุลก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งมีระยะห่างมากขึ้น ยิ่งผลของการทำลายพันธะไฮโดรเจนมีมากขึ้น เซลลูโลสอีเทอร์จะละลายน้ำได้หลังจากที่โครงตาข่ายเซลลูโลสขยายตัวและสารละลายเข้าไป ก่อให้เกิดสารละลายที่มีความหนืดสูง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความชุ่มชื้นของโพลีเมอร์จะลดลง และน้ำระหว่างโซ่จะถูกขับออกไป เมื่อผลการคายน้ำเพียงพอ โมเลกุลจะเริ่มรวมตัวกัน ก่อตัวเป็นเจลโครงสร้างเครือข่ายสามมิติและพับออก

โดยทั่วไปยิ่งความหนืดสูง ผลการกักเก็บน้ำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ยิ่งความหนืดสูงและน้ำหนักโมเลกุลยิ่งสูง ความสามารถในการละลายที่ลดลงจะส่งผลเสียต่อความแข็งแรงและประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูน ยิ่งความหนืดสูง ผลของการทำให้ปูนหนาขึ้นจะยิ่งชัดเจนมากขึ้น แต่ไม่ได้เป็นสัดส่วนโดยตรง ยิ่งความหนืดสูงเท่าไร ปูนเปียกก็จะยิ่งมีความหนืดมากขึ้นเท่านั้น กล่าวคือ ในระหว่างการก่อสร้างจะแสดงให้เห็นว่าเกาะติดกับมีดโกนและมีการยึดเกาะสูงกับพื้นผิว แต่การเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างของปูนเปียกนั้นไม่ได้มีประโยชน์อะไร ในระหว่างการก่อสร้าง ประสิทธิภาพการป้องกันการหย่อนไม่ชัดเจน ในทางตรงกันข้าม เมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีความหนืดปานกลางและต่ำ แต่มีการปรับเปลี่ยนเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในการปรับปรุงความแข็งแรงโครงสร้างของปูนเปียก

การทำให้หนาขึ้นและ Thixotropy ของเซลลูโลสอีเทอร์

นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ดีระหว่างความสม่ำเสมอของซีเมนต์เพสต์กับปริมาณของเซลลูโลสอีเทอร์ เซลลูโลสอีเทอร์สามารถเพิ่มความหนืดของปูนได้อย่างมาก ยิ่งปริมาณมากเท่าไร ผลกระทบก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น สารละลายน้ำเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีความหนืดสูงมีไทโซโทรปีสูง ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของเซลลูโลสอีเทอร์ด้วย

การทำให้หนาขึ้นขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดพอลิเมอไรเซชันของเซลลูโลสอีเทอร์ ความเข้มข้นของสารละลาย อัตราเฉือน อุณหภูมิ และสภาวะอื่นๆ คุณสมบัติการก่อเจลของสารละลายมีลักษณะเฉพาะกับอัลคิลเซลลูโลสและอนุพันธ์ดัดแปลง คุณสมบัติการเกิดเจลสัมพันธ์กับระดับของการทดแทน ความเข้มข้นของสารละลาย และสารเติมแต่ง สำหรับอนุพันธ์ดัดแปลงของไฮดรอกซีอัลคิล คุณสมบัติของเจลยังสัมพันธ์กับระดับการเปลี่ยนแปลงของไฮดรอกซีอัลคิลด้วย สำหรับ MC และ HPMC ความหนืดต่ำ สามารถเตรียมสารละลาย 10% -15% ได้ MC ความหนืดปานกลางและ HPMC สามารถเตรียมสารละลาย 5% -10% ในขณะที่ MC และ HPMC ความหนืดสูงสามารถเตรียมสารละลาย 2% -3% เท่านั้น และโดยปกติ การจำแนกความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ก็ให้คะแนนด้วยสารละลาย 1%-2% เซลลูโลสอีเทอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมีประสิทธิภาพในการทำให้ข้นสูง ในสารละลายที่มีความเข้มข้นเดียวกัน โพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกันจะมีความหนืดต่างกัน ระดับสูง. ความหนืดเป้าหมายสามารถทำได้โดยการเติมเซลลูโลสอีเทอร์น้ำหนักโมเลกุลต่ำจำนวนมากเท่านั้น ความหนืดของมันขึ้นอยู่กับอัตราเฉือนเพียงเล็กน้อย และความหนืดสูงถึงความหนืดเป้าหมาย และปริมาณการเติมที่ต้องการมีน้อย และความหนืดขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการทำให้หนาขึ้น ดังนั้น เพื่อให้เกิดความสม่ำเสมอ จึงต้องรับประกันปริมาณเซลลูโลสอีเทอร์ (ความเข้มข้นของสารละลาย) และความหนืดของสารละลายจำนวนหนึ่ง อุณหภูมิเจลของสารละลายจะลดลงเป็นเส้นตรงกับความเข้มข้นของสารละลายที่เพิ่มขึ้น และเจลที่อุณหภูมิห้องหลังจากถึงความเข้มข้นที่กำหนดแล้ว ความเข้มข้นของเจลของ HPMC ค่อนข้างสูงที่อุณหภูมิห้อง

การชะลอของเซลลูโลสอีเทอร์

หน้าที่ที่สามของเซลลูโลสอีเทอร์คือการชะลอกระบวนการให้ความชุ่มชื้นของซีเมนต์ เซลลูโลสอีเทอร์ช่วยให้ปูนมีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ต่างๆ มากมาย และยังช่วยลดความร้อนในการให้ความชุ่มชื้นในช่วงต้นของซีเมนต์ และทำให้กระบวนการเพิ่มความชุ่มชื้นของซีเมนต์ช้าลงอีกด้วย สิ่งนี้ไม่เอื้ออำนวยต่อการใช้ปูนในพื้นที่หนาวเย็น ผลกระทบจากการชะลอนี้เกิดจากการดูดซับโมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์บนผลิตภัณฑ์ที่ให้ความชุ่มชื้น เช่น CSH และ ca(OH)2 เนื่องจากความหนืดของสารละลายรูพรุนเพิ่มขึ้น เซลลูโลสอีเทอร์จึงลดการเคลื่อนที่ของไอออนในสารละลาย ส่งผลให้กระบวนการให้ความชุ่มชื้นล่าช้าออกไป ยิ่งความเข้มข้นของเซลลูโลสอีเทอร์ในวัสดุเจลมิเนอรัลสูงเท่าไร ผลของการชะลอความชุ่มชื้นก็จะยิ่งเด่นชัดมากขึ้นเท่านั้น เซลลูโลสอีเทอร์ไม่เพียงแต่ทำให้การตั้งค่าล่าช้า แต่ยังทำให้กระบวนการแข็งตัวของระบบปูนซีเมนต์ล่าช้าอีกด้วย ผลการชะลอของเซลลูโลสอีเทอร์ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นในระบบเจลแร่เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเคมีด้วย ยิ่งระดับเมทิลเลชั่นของ HEMC สูงเท่าใด ผลการชะลอของเซลลูโลสอีเทอร์ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น อัตราส่วนของการทดแทนที่ชอบน้ำต่อการทดแทนที่เพิ่มขึ้นของน้ำ อย่างไรก็ตาม ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์มีผลเพียงเล็กน้อยต่อจลนพลศาสตร์ของไฮเดรชั่นของซีเมนต์

ในปูนขาว เซลลูโลสอีเทอร์มีบทบาทในการกักเก็บน้ำ เพิ่มความหนา ชะลอการให้ความชุ่มชื้นของซีเมนต์ และปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้าง ความสามารถในการกักเก็บน้ำที่ดีทำให้ซีเมนต์มีความชุ่มชื้นสมบูรณ์มากขึ้น สามารถปรับปรุงความหนืดเปียกของปูนเปียก เพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะของปูน และปรับเวลาได้ การเติมเซลลูโลสอีเทอร์ลงในปูนพ่นเชิงกลสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการพ่นหรือการปั๊มและความแข็งแรงของโครงสร้างของปูนได้ ดังนั้นเซลลูโลสอีเทอร์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเติมแต่งที่สำคัญในปูนผสมเสร็จ