Ứng dụng ete xenluloza trong vữa trộn khô

Ảnh hưởng của một số ete đơn cellulose thông thường và ete hỗn hợp trong vữa trộn khô đến khả năng giữ nước và độ dày, tính lưu động, khả năng thi công, tác dụng cuốn khí và độ bền của vữa trộn khô đã được xem xét. Nó tốt hơn một ether đơn lẻ; hướng phát triển ứng dụng ete xenlulo trong vữa trộn khô được đề xuất.

Từ khóa:ete xenlulo; vữa trộn khô; ether đơn; ether hỗn hợp

Vữa truyền thống có các vấn đề như dễ nứt, chảy máu, hiệu suất kém, ô nhiễm môi trường,… sẽ dần được thay thế bằng vữa trộn khô. Vữa trộn khô hay còn gọi là vữa trộn sẵn (khô), vật liệu bột khô, vữa trộn khô, vữa bột khô, vữa trộn khô, là loại vữa trộn bán thành phẩm không pha nước. Cellulose ether có các đặc tính tuyệt vời như làm đặc, nhũ hóa, huyền phù, tạo màng, keo bảo vệ, giữ ẩm và bám dính, đồng thời là một phụ gia quan trọng trong vữa trộn khô.

Bài báo giới thiệu những ưu, nhược điểm và xu hướng phát triển của ete xenlulo trong ứng dụng vữa trộn khô.

1. Đặc điểm của vữa trộn khô

Theo yêu cầu thi công, vữa trộn khô có thể được sử dụng sau khi được đo chính xác và trộn đầy đủ tại xưởng sản xuất, sau đó trộn với nước tại công trường theo tỷ lệ nước-xi măng xác định. So với vữa truyền thống, vữa trộn khô có những ưu điểm sau:①Chất lượng tuyệt vời, vữa trộn khô được sản xuất theo công thức khoa học, tự động hóa quy mô lớn, kết hợp với phụ gia phù hợp đảm bảo sản phẩm có thể đáp ứng yêu cầu chất lượng đặc biệt;②Đa dạng Phong phú, nhiều loại vữa có hiệu suất khác nhau có thể được sản xuất theo các yêu cầu khác nhau;③Hiệu suất thi công tốt, dễ thi công và cạo, loại bỏ nhu cầu làm ướt bề mặt trước và bảo trì tưới nước sau đó;④Dễ sử dụng, chỉ cần thêm nước và khuấy đều, dễ vận chuyển và bảo quản, thuận tiện cho việc quản lý thi công;⑤xanh và bảo vệ môi trường, không có bụi trên công trường, không có đống nguyên liệu thô khác nhau, giảm tác động đến môi trường xung quanh;⑥Vữa trộn khô tiết kiệm, tránh sử dụng nguyên vật liệu không hợp lý do thành phần hợp lý, phù hợp cho cơ giới hóa. Thi công rút ngắn chu trình thi công, giảm chi phí xây dựng.

Cellulose ether là một phụ gia quan trọng của vữa trộn khô. Xenlulo ete có thể tạo thành hợp chất canxi-silicate-hydroxit (CSH) ổn định với cát và xi măng để đáp ứng các yêu cầu của vật liệu vữa mới hiệu suất cao.

2. Cellulose ether làm phụ gia

Cellulose ether là một polyme tự nhiên đã được biến đổi trong đó các nguyên tử hydro trên nhóm hydroxyl trong đơn vị cấu trúc cellulose được thay thế bằng các nhóm khác. Loại, số lượng và sự phân bố của các nhóm thế trên chuỗi chính xenlulo quyết định loại và tính chất.

Nhóm hydroxyl trên chuỗi phân tử ete cellulose tạo ra các liên kết oxy liên phân tử, có thể cải thiện tính đồng nhất và tính hoàn chỉnh của quá trình hydrat hóa xi măng; tăng độ đặc của vữa, thay đổi tính lưu biến và khả năng chịu nén của vữa; nâng cao khả năng chống nứt của vữa; Tạo không khí, cải thiện khả năng làm việc của vữa.

2.1 Ứng dụng của carboxymethyl cellulose

Carboxymethylcellulose (CMC) là một ete cellulose đơn tan trong nước và muối natri của nó thường được sử dụng. CMC nguyên chất là dạng bột hoặc hạt dạng sợi màu trắng hoặc trắng sữa, không mùi, không vị. Các chỉ số chính để đo lường chất lượng của CMC là mức độ thay thế (DS) và độ nhớt, độ trong suốt và độ ổn định của dung dịch.

Sau khi thêm CMC vào vữa, nó có tác dụng làm đặc và giữ nước rõ ràng, tác dụng làm đặc phần lớn phụ thuộc vào trọng lượng phân tử và mức độ thay thế của nó. Sau khi thêm CMC trong 48 giờ, đo được tốc độ hút nước của mẫu vữa giảm xuống. Tỷ lệ hấp thụ nước càng thấp thì tỷ lệ giữ nước càng cao; hiệu quả giữ nước tăng lên khi tăng bổ sung CMC. Do có tác dụng giữ nước tốt nên có thể đảm bảo hỗn hợp vữa trộn khô không bị chảy ra hay phân tầng. Hiện nay, CMC chủ yếu được sử dụng làm chất chống cọ rửa trong đập, bến tàu, cầu và các công trình khác, có thể làm giảm tác động của nước lên xi măng và cốt liệu mịn, đồng thời giảm ô nhiễm môi trường.

CMC là hợp chất ion và có yêu cầu cao đối với xi măng, nếu không nó có thể phản ứng với Ca(OH)2 hòa tan trong xi măng sau khi trộn vào vữa xi măng tạo thành canxi carboxymethylcellulose không tan trong nước và mất độ nhớt, làm giảm đáng kể hiệu suất giữ nước. của CMC bị suy giảm; khả năng kháng enzyme của CMC kém.

2.2 Ứng dụng củahydroxyetyl ​​xenlulozavà hydroxypropyl xenluloza

Hydroxyethyl cellulose (HEC) và hydroxypropyl cellulose (HPC) là các ete cellulose đơn không tan trong nước, có khả năng kháng muối cao. HEC ổn định với nhiệt; dễ dàng hòa tan trong nước lạnh và nóng; khi giá trị pH là 2-12, độ nhớt thay đổi ít. HPC hòa tan trong nước dưới 40°C và một lượng lớn dung môi phân cực. Nó có tính dẻo nhiệt và hoạt động bề mặt. Mức độ thay thế càng cao thì nhiệt độ nước có thể hòa tan HPC càng thấp.

Khi lượng HEC thêm vào vữa tăng lên, cường độ nén, cường độ kéo và khả năng chống ăn mòn của vữa giảm trong một khoảng thời gian ngắn và hiệu suất thay đổi ít theo thời gian. HEC cũng ảnh hưởng tới sự phân bố các lỗ xốp trong vữa. Sau khi thêm HPC vào vữa, độ xốp của vữa rất thấp, lượng nước cần thiết giảm đi, do đó làm giảm hiệu suất làm việc của vữa. Trong thực tế sử dụng, HPC nên được sử dụng cùng với chất làm dẻo để nâng cao tính năng của vữa.

2.3 Ứng dụng metyl xenlulo

Methylcellulose (MC) là một ete cellulose đơn không ion, có thể phân tán nhanh và trương nở trong nước nóng ở nhiệt độ 80-90°C và tan nhanh sau khi để nguội. Dung dịch nước của MC có thể tạo thành gel. Khi đun nóng, MC không tan trong nước tạo thành gel, còn khi làm lạnh, gel sẽ tan chảy. Hiện tượng này hoàn toàn có thể đảo ngược. Sau khi thêm MC vào vữa, hiệu quả giữ nước rõ ràng được cải thiện. Khả năng giữ nước của MC phụ thuộc vào độ nhớt, mức độ thay thế, độ mịn và lượng bổ sung. Thêm MC có thể cải thiện đặc tính chống chảy xệ của vữa; cải thiện độ bôi trơn và tính đồng nhất của các hạt phân tán, làm cho vữa mịn và đồng đều hơn, hiệu quả của việc xoa và làm mịn lý tưởng hơn, hiệu suất làm việc được cải thiện.

Lượng MC thêm vào có ảnh hưởng lớn đến vữa. Khi hàm lượng MC lớn hơn 2% thì cường độ của vữa giảm đi một nửa so với ban đầu. Hiệu quả giữ nước tăng lên khi độ nhớt của MC tăng, nhưng khi độ nhớt của MC đạt đến một giá trị nhất định thì độ hòa tan của MC giảm, khả năng giữ nước không thay đổi nhiều và hiệu suất thi công giảm.

2.4 Ứng dụng của hydroxyethylmethylcellulose và hydroxypropylmethylcellulose

Một ete đơn có nhược điểm là khả năng phân tán kém, kết tụ và đông cứng nhanh khi lượng thêm vào nhỏ, và có quá nhiều lỗ rỗng trong vữa khi lượng thêm vào lớn và độ cứng của bê tông giảm sút; do đó, khả năng làm việc, cường độ nén và cường độ uốn. Hiệu suất không lý tưởng. Ete hỗn hợp có thể khắc phục được những thiếu sót của ete đơn lẻ ở một mức độ nhất định; lượng được thêm vào ít hơn so với ete đơn lẻ.

Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) và hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) là các ete xenluloza hỗn hợp không ion với các đặc tính của mỗi ete xenluloza nhóm thế duy nhất.

Bề ngoài của HEMC là dạng bột hoặc hạt màu trắng nhạt, không mùi, không vị, hút ẩm, không tan trong nước nóng. Độ hòa tan không bị ảnh hưởng bởi giá trị pH (tương tự như MC) nhưng do có thêm nhóm hydroxyethyl trên chuỗi phân tử nên HEMC có khả năng chịu muối cao hơn MC, dễ hòa tan trong nước hơn và có nhiệt độ ngưng tụ cao hơn. HEMC có khả năng giữ nước mạnh hơn MC; độ ổn định độ nhớt, khả năng chống nấm mốc và độ phân tán mạnh hơn HEC.

HPMC là bột màu trắng hoặc trắng nhạt, không độc, không vị và không mùi. Hiệu suất của HPMC với các thông số kỹ thuật khác nhau là khá khác nhau. HPMC hòa tan trong nước lạnh thành dung dịch keo trong hoặc hơi đục, hòa tan trong một số dung môi hữu cơ và cũng hòa tan trong nước. Hỗn hợp dung môi của dung môi hữu cơ, chẳng hạn như ethanol với tỷ lệ thích hợp, trong nước. Dung dịch nước có đặc tính hoạt động bề mặt cao, độ trong suốt cao và hiệu suất ổn định. Độ hòa tan của HPMC trong nước cũng không bị ảnh hưởng bởi pH. Độ hòa tan thay đổi theo độ nhớt, độ nhớt càng thấp thì độ hòa tan càng lớn. Khi hàm lượng methoxyl trong phân tử HPMC giảm, điểm gel của HPMC tăng lên, độ hòa tan trong nước giảm và hoạt động bề mặt cũng giảm. Ngoài những đặc điểm chung của một số ete cellulose, HPMC còn có khả năng kháng muối tốt, ổn định kích thước, kháng enzyme và độ phân tán cao.

Các chức năng chính của HEMC và HPMC trong vữa trộn khô như sau.①Giữ nước tốt. HEMC và HPMC có thể đảm bảo vữa sẽ không gây ra các vấn đề như chà nhám, tạo bột và giảm cường độ của sản phẩm do thiếu nước và quá trình thủy hóa xi măng không đầy đủ. Cải thiện tính đồng nhất, khả năng làm việc và độ cứng của sản phẩm. Khi lượng HPMC thêm vào lớn hơn 0,08%, ứng suất chảy và độ nhớt dẻo của vữa cũng tăng khi lượng HPMC tăng.②Là một tác nhân cuốn khí. Khi hàm lượng HEMC và HPMC là 0,5% thì hàm lượng khí lớn nhất, khoảng 55%. Cường độ chịu uốn và cường độ chịu nén của vữa.③Cải thiện khả năng làm việc. Việc bổ sung HEMC và HPMC tạo điều kiện thuận lợi cho việc trát vữa lớp mỏng và lát vữa trát.

HEMC và HPMC có thể trì hoãn quá trình hydrat hóa của các hạt vữa, DS là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình hydrat hóa và ảnh hưởng của hàm lượng methoxyl đến quá trình hydrat hóa chậm lớn hơn hàm lượng hydroxyethyl và hydroxypropyl.

Cần lưu ý rằng ete xenlulo có tác dụng kép đến tính năng của vữa, nó có thể phát huy tác dụng tốt nếu sử dụng đúng cách nhưng sẽ có tác động tiêu cực nếu sử dụng không đúng cách. Hiệu suất của vữa trộn khô trước hết liên quan đến khả năng thích ứng của ete xenlulo, và ete xenlulo có thể áp dụng cũng liên quan đến các yếu tố như lượng và thứ tự bổ sung. Trong các ứng dụng thực tế, có thể chọn một loại ete xenlulo đơn lẻ hoặc có thể sử dụng kết hợp các loại ete xenluloza khác nhau.

3. Triển vọng

Sự phát triển nhanh chóng của vữa trộn khô mang lại cơ hội và thách thức cho việc phát triển và ứng dụng ete xenlulo. Các nhà nghiên cứu và nhà sản xuất nên nắm bắt cơ hội để nâng cao trình độ kỹ thuật của mình và làm việc chăm chỉ để tăng cường giống và cải thiện tính ổn định của sản phẩm. Vừa đáp ứng yêu cầu sử dụng vữa trộn khô, vừa đạt được bước nhảy vọt trong ngành ete xenlulo.