В готовых строительных смесях даже небольшое количество эфира целлюлозы может существенно улучшить эксплуатационные характеристики влажного раствора. Таким образом, эфир целлюлозы является основной добавкой, влияющей на рабочие свойства раствора.
Выбор различных типов эфиров целлюлозы с разной вязкостью, размером частиц, степенью вязкости и количеством добавки также будет по-разному влиять на улучшение характеристик сухой строительной смеси. В настоящее время многие строительные и штукатурные растворы обладают плохой водоудерживающей способностью. Вода и суспензия расслаиваются через несколько минут после отстаивания. Поэтому очень важно добавлять эфир целлюлозы в цементный раствор.
Давайте подробнее рассмотрим роль эфира целлюлозы в цементном растворе!
1. Эфир целлюлозы — удержание влаги
Влагоудерживающая способность — важная характеристика метилцеллюлозного эфира, и именно на эту характеристику обращают внимание многие отечественные производители сухих строительных смесей, особенно в южных регионах с высокими температурами. В производстве строительных материалов, особенно сухих порошковых строительных смесей, целлюлозный эфир играет незаменимую роль, особенно при производстве специальных (модифицированных) растворов, являясь незаменимым и важным компонентом.
Вязкость, дозировка, температура окружающей среды и молекулярная структура эфира целлюлозы оказывают большое влияние на его водоудерживающие свойства. При одинаковых условиях, чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудержание; чем выше дозировка, тем лучше водоудержание. Обычно небольшая дозировка эфира целлюлозы может значительно улучшить водоудержание раствора. Когда дозировка достигает определенного уровня, при увеличении степени водоудержания тенденция к снижению скорости водоудержания замедляется; при повышении температуры окружающей среды водоудержание эфира целлюлозы обычно уменьшается. Однако некоторые модифицированные эфиры целлюлозы также обладают лучшим водоудержанием в условиях высоких температур; эфир целлюлозы с меньшей степенью замещения имеет лучшие водоудерживающие свойства.
Гидроксильная группа в молекуле эфира целлюлозы и атом кислорода в эфирной связи будут взаимодействовать с молекулой воды, образуя водородную связь, превращая свободную воду в связанную, тем самым играя важную роль в удержании воды.ОнВзаимодиффузия молекул воды и молекулярной цепи эфира целлюлозы позволяет молекулам воды проникать внутрь макромолекулярной цепи эфира целлюлозы и подвергаться сильным связывающим силам, образуя тем самым свободную воду, запутанную воду и улучшая водоудержание цементного раствора; эфир целлюлозы улучшает реологические свойства свежего цементного раствора, пористую структуру и осмотическое давление, а пленкообразующие свойства эфира целлюлозы препятствуют диффузии воды.
2. Эфиры целлюлозы — загущение и тиксотропия
Эфир целлюлозы придает влажному раствору превосходную вязкость, что значительно повышает адгезию между влажным раствором и базовым слоем, а также улучшает противоскользящие свойства раствора. Он широко используется в штукатурных растворах, растворах для кирпичной кладки и системах наружной теплоизоляции стен. Загущающий эффект эфира целлюлозы также повышает противодисперсионные свойства и однородность свежеприготовленных смесей, предотвращает расслоение и сегрегацию материала. Он может применяться в фибробетоне, подводном бетоне и самоуплотняющемся бетоне.
Загущающий эффект эфира целлюлозы на цементные материалы обусловлен вязкостью раствора эфира целлюлозы. При одинаковых условиях, чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше вязкость модифицированного цементного материала, но если вязкость слишком высока, это повлияет на текучесть и технологичность материала (например, на прилипание шпателя). Самовыравнивающиеся растворы и самоуплотняющийся бетон, требующие высокой текучести, нуждаются в низкой вязкости эфира целлюлозы. Кроме того, загущающий эффект эфира целлюлозы увеличивает водопотребление цементных материалов и повышает выход готового раствора.
Высоковязкий водный раствор эфира целлюлозы обладает высокой тиксотропией, что также является важной характеристикой эфира целлюлозы. Водные растворы метилцеллюлозы обычно имеют псевдопластичную и нетиксотропную текучесть ниже температуры гелеобразования, но проявляют ньютоновские свойства течения при низких скоростях сдвига. Псевдопластичность возрастает с увеличением молекулярной массы или концентрации эфира целлюлозы, независимо от типа заместителя и степени замещения. Поэтому эфиры целлюлозы одинаковой вязкости, будь то HPMC или HEMC, всегда будут проявлять одинаковые реологические свойства при условии поддержания постоянной концентрации и температуры. При повышении температуры образуются структурные гели, и возникают сильно тиксотропные течения.
Высококонцентрированные и низковязкие эфиры целлюлозы проявляют тиксотропию даже ниже температуры гелеобразования. Это свойство очень полезно для регулирования выравнивания и провисания при строительстве строительных растворов. Следует пояснить, что чем выше вязкость эфира целлюлозы, тем лучше водоудержание, но чем выше вязкость, тем выше относительная молекулярная масса эфира целлюлозы и, соответственно, тем меньше его растворимость, что негативно сказывается на концентрации раствора и строительных характеристиках.
3. Эфир целлюлозы - эффект воздухововлеченности
Эфир целлюлозы обладает выраженным воздухововлекающим эффектом в свежих цементных материалах. Эфир целлюлозы содержит как гидрофильные группы (гидроксильные группы, эфирные группы), так и гидрофобные группы (метильные группы, глюкозные кольца) и является поверхностно-активным веществом с высокой поверхностной активностью, что и обуславливает его воздухововлекающий эффект. Воздухововлекающий эффект эфира целлюлозы создает «шариковый» эффект, который может улучшить рабочие характеристики свежеприготовленных материалов, например, повысить пластичность и гладкость раствора во время работы, что способствует его растеканию; это также увеличит выход раствора и снизит себестоимость его производства; однако это увеличит пористость затвердевшего материала и снизит его механические свойства, такие как прочность и модуль упругости.
В качестве поверхностно-активного вещества эфир целлюлозы также обладает смачивающим или смазывающим действием на частицы цемента, что повышает текучесть цементных материалов наряду с его воздухововлекающим эффектом, но его загущающий эффект снижает текучесть. Эффект повышения текучести представляет собой сочетание пластифицирующего и загущающего эффектов. В целом, при очень низком содержании эфира целлюлозы его основное действие заключается в пластификации или снижении водопотребления; при высоком содержании загущающий эффект эфира целлюлозы быстро возрастает, а его воздухововлекающий эффект стремится к насыщению. Таким образом, проявляется эффект загущения или увеличение водопотребления.
4. Эфир целлюлозы - Замедление
Эфир целлюлозы увеличивает время схватывания цементной пасты или раствора и замедляет кинетику гидратации цемента, что благоприятно сказывается на сроке эксплуатации свежеприготовленных смесей, улучшает консистенцию раствора и уменьшает потерю осадки бетона с течением времени, но также может привести к задержке строительных работ.
Дата публикации: 02.06.2023