Ефір целюлози є типом органічної полімерної сполуки, яка широко використовується в будівельних матеріалах, особливо в матеріалах на основі цементу. Ефір целюлози може сповільнити процес гідратації цементу, тим самим регулюючи працездатність, час схоплювання та ранній розвиток міцності цементного тіста.
(1). Реакція сповільненої гідратації
Ефір целюлози може затримувати реакцію гідратації цементу, що в основному досягається за допомогою таких механізмів:
1.1 Ефекти адсорбції та екранування
Високов'язкий розчин, утворений шляхом розчинення ефіру целюлози у водному розчині, може утворювати адсорбційну плівку на поверхні частинок цементу. Утворення цієї плівки в основному відбувається за рахунок фізичної адсорбції гідроксильних груп у молекулах ефіру целюлози та іонів на поверхні частинок цементу, що призводить до екранування поверхні частинок цементу, зменшуючи контакт між частинками цементу та молекулами води, таким чином уповільнення реакції гідратації.
1.2 Утворення плівки
На ранніх стадіях гідратації цементу ефір целюлози може утворювати щільну плівку на поверхні частинок цементу. Існування цієї плівки ефективно перешкоджає дифузії молекул води всередину частинок цементу, тим самим сповільнюючи швидкість гідратації цементу. Крім того, утворення цієї плівки також може зменшити розчинення та дифузію іонів кальцію, ще більше затримуючи утворення продуктів гідратації.
1.3 Розчинення та виділення води
Ефір целюлози має сильне водопоглинання, може поглинати вологу та повільно віддавати її. Цей процес виділення води може до певної міри регулювати текучість і працездатність цементного розчину та сповільнювати швидкість реакції гідратації шляхом зменшення ефективної концентрації води під час процесу гідратації.
(2). Вплив фазового складу цементу
Прості ефіри целюлози по-різному впливають на гідратацію різних цементних фаз. Як правило, ефір целюлози має більш очевидний вплив на гідратацію трикальцієвого силікату (C₃S). Присутність ефіру целюлози сповільнить гідратацію C3S і зменшить швидкість виділення тепла ранньої гідратації C3S, тим самим затримавши розвиток ранньої сили. Крім того, ефіри целюлози також можуть впливати на гідратацію інших мінеральних компонентів, таких як двокальцій силікат (C₂S) і трикальцієвий алюмінат (C3A), але ці ефекти відносно незначні.
(3). Реологія та структурні ефекти
Ефір целюлози може збільшити в'язкість цементного розчину та вплинути на його реологію. Суспензія з високою в’язкістю допомагає зменшити осідання та розшарування частинок цементу, дозволяючи цементній суспензії підтримувати хорошу однорідність до схоплювання. Ця висока в’язкість не тільки затримує процес гідратації цементу, але також покращує текучість і будівельні характеристики цементного розчину.
(4). Наслідки застосування та запобіжні заходи
Прості ефіри целюлози мають значний вплив на уповільнення гідратації цементу і тому часто використовуються для регулювання часу схоплювання та плинності матеріалів на основі цементу. Однак дозування та тип ефіру целюлози необхідно точно контролювати, оскільки надмірна кількість ефіру целюлози може спричинити такі проблеми, як недостатня рання міцність і підвищена усадка матеріалів на основі цементу. Крім того, різні типи ефірів целюлози (такі як метилцелюлоза, гідроксипропілметилцелюлоза тощо) мають різні механізми та вплив на цементні розчини, і їх потрібно вибирати відповідно до конкретних вимог до застосування.
Застосування ефіру целюлози в матеріалах на основі цементу може не тільки ефективно затримати реакцію гідратації цементу, але також покращити будівельні характеристики та довговічність матеріалу. Завдяки розумному підбору та використанню ефірів целюлози можна значно підвищити якість та будівельний ефект матеріалів на основі цементу.
Час публікації: 3 серпня 2024 р