В готовом растворе даже небольшое количество эфира целлюлозы может значительно улучшить эксплуатационные характеристики раствора. Видно, что эфир целлюлозы является основной добавкой, влияющей на эксплуатационные характеристики раствора.
Выбор различных типов эфиров целлюлозы с различной вязкостью, размером частиц, степенью вязкости и количеством добавляемого компонента также по-разному влияет на улучшение свойств сухих растворных смесей. В настоящее время многие кладочные и штукатурные растворы обладают низкой водоудерживающей способностью. Вода и шлам расслаиваются уже через несколько минут после застывания. Поэтому очень важно добавлять эфир целлюлозы в цементный раствор.
Давайте подробнее рассмотрим роль эфира целлюлозы в цементном растворе!
1. Эфир целлюлозы – удержание воды
Водоудерживающее свойство метилового эфира целлюлозы является важным свойством, на которое обращают внимание многие отечественные производители сухих строительных смесей, особенно в южных регионах с высоким климатом. В производстве строительных материалов, особенно сухих строительных смесей, эфир целлюлозы играет незаменимую роль, особенно в производстве специальных (модифицированных) растворов, являясь незаменимым и важным компонентом.
Вязкость, дозировка, температура окружающей среды и молекулярная структура эфира целлюлозы оказывают большое влияние на его водоудерживающую способность. При одних и тех же условиях, чем больше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудерживание; чем выше дозировка, тем лучше водоудерживание. Обычно небольшая дозировка эфира целлюлозы может значительно улучшить водоудерживание раствора. Когда дозировка достигает определенной величины, при увеличении степени водоудержания тенденция скорости водоудержания замедляется; при повышении температуры окружающей среды водоудерживание эфира целлюлозы обычно уменьшается. Но некоторые модифицированные эфиры целлюлозы также лучше удерживают воду в условиях высоких температур; эфир целлюлозы с более низкой степенью замещения имеет лучшие водоудерживающие характеристики.
Гидроксильная группа в молекуле эфира целлюлозы и атом кислорода в эфирной связи будут связываться с молекулой воды, образуя водородную связь, превращая свободную воду в связанную, тем самым играя важную роль в удержании воды;TheМолекула воды и молекулярная цепь эфира целлюлозы Взаимная диффузия позволяет молекулам воды проникать внутрь макромолекулярной цепи эфира целлюлозы и подвергаться сильным связующим силам, тем самым образуя свободную воду, спутанную воду и улучшая водоудержание цементного раствора; эфир целлюлозы улучшает реологические свойства свежего цементного раствора, пористую сетчатую структуру и осмотическое давление или пленкообразующие свойства эфира целлюлозы препятствуют диффузии воды.
2. Эфиры целлюлозы – загущение и тиксотропия
Эфир целлюлозы придает раствору отличную вязкость, что значительно улучшает сцепление раствора с основанием и повышает его устойчивость к провисанию. Он широко используется в штукатурных растворах, растворах для кладки кирпича и системах наружной теплоизоляции стен. Загущающее действие эфира целлюлозы также повышает антидисперсионные свойства и однородность свежеприготовленных смесей, предотвращая расслоение и сегрегацию материала. Его можно использовать в фибробетоне, бетоне для подводных работ и самоуплотняющемся бетоне.
Загущающее действие эфира целлюлозы на цементные материалы обусловлено вязкостью его раствора. При одинаковых условиях, чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем выше вязкость модифицированного цементного материала, но слишком высокая вязкость влияет на текучесть и эксплуатационные свойства материала (например, может привести к застреванию штукатурного шпателя). Самовыравнивающиеся растворы и самоуплотняющиеся бетоны, требующие высокой текучести, требуют низкой вязкости эфира целлюлозы. Кроме того, загущающее действие эфира целлюлозы увеличивает водопотребность цементных материалов и увеличивает выход раствора.
Водный раствор высоковязкого эфира целлюлозы обладает высокой тиксотропией, что также является важной характеристикой эфира целлюлозы. Водные растворы метилцеллюлозы обычно обладают псевдопластичной и нетиксотропной текучестью ниже температуры гелеобразования, но демонстрируют ньютоновские свойства течения при низких скоростях сдвига. Псевдопластичность увеличивается с ростом молекулярной массы или концентрации эфира целлюлозы, независимо от типа заместителя и степени замещения. Следовательно, эфиры целлюлозы одинаковой вязкости, будь то ГПМЦ или ГЭМЦ, всегда будут обладать одинаковыми реологическими свойствами при условии поддержания постоянной концентрации и температуры. При повышении температуры образуются структурные гели и возникают высокотиксотропные течения.
Эфиры целлюлозы высокой концентрации и низкой вязкости проявляют тиксотропию даже при температуре ниже температуры гелеобразования. Это свойство имеет большое значение для регулирования растекаемости и оседания при изготовлении строительных растворов. Здесь необходимо пояснить, что чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше он удерживает воду, но чем выше вязкость, тем выше относительная молекулярная масса эфира целлюлозы и, соответственно, снижается его растворимость, что отрицательно влияет на концентрацию раствора и эксплуатационные характеристики строительных растворов.
3. Эфир целлюлозы – Воздухововлекающий эффект
Эфир целлюлозы обладает выраженным воздухововлекающим эффектом в отношении свежеприготовленных цементных материалов. Эфир целлюлозы содержит как гидрофильные (гидроксильные, эфирные) группы, так и гидрофобные (метильные, глюкозные) группы и является поверхностно-активным веществом с поверхностной активностью, что обуславливает его воздухововлекающий эффект. Воздухововлекающий эффект эфира целлюлозы создаёт эффект «шарика», который может улучшить эксплуатационные характеристики свежеприготовленных материалов, например, повысить пластичность и гладкость раствора при работе, что способствует его растеканию; он также увеличивает выход раствора и снижает себестоимость производства; однако он увеличивает пористость затвердевшего материала и снижает его механические свойства, такие как прочность и модуль упругости.
Будучи поверхностно-активным веществом, эфир целлюлозы также оказывает смачивающее или смазывающее действие на частицы цемента, что наряду с его воздухововлекающим эффектом повышает текучесть цементных материалов, однако его загущающий эффект снижает текучесть. Текучесть представляет собой сочетание пластифицирующего и загущающего эффектов. Как правило, при очень низком содержании эфира целлюлозы основным свойством является пластификация или водоредукция; при высоком содержании загущающий эффект эфира целлюлозы быстро усиливается, и его воздухововлекающий эффект, как правило, достигает предела. Таким образом, он проявляется в загущающем эффекте или повышении водопотребности.
4. Эфир целлюлозы – замедление
Эфир целлюлозы продлевает время схватывания цементного теста или раствора и замедляет кинетику гидратации цемента, что полезно для улучшения времени использования свежесмешанных материалов, улучшения консистенции раствора и потери осадки бетона с течением времени, но также может вызвать задержку хода строительства.
Время публикации: 02 июня 2023 г.