Ethery celulózy jsou typem organických polymerních sloučenin chemicky modifikovaných z přirozené celulózy. Obvykle se používají ve stavebních materiálech, zejména v materiálech založených na cementu. Vliv celulózového etheru na proces hydratace cementu se odráží hlavně v následujících aspektech: disperze částic cementu, zadržování vody, zesílení účinku a vliv na morfologii a vývoj síly hydratačních produktů cementu.
1. Úvod do hydratace cementu
Hydratační proces cementu je řada složitých fyzikálních a chemických reakcí mezi cementem a vodou. Tyto reakce způsobují, že cementová pasta postupně ztuhla a vytvořila pevnou strukturu a nakonec produkovala hydratační produkty, jako je hydrát křemičitanu vápenatého (CSH) a hydroxid vápenatý (CH). Během tohoto procesu ovlivňují hydratační reakční rychlost cementu, tekutost a zadržování vody a tvorba hydratačních produktů přímo ovlivňují sílu a trvanlivost konečného betonu.
2. mechanismus účinku celulózových etherů
Celulózový ether hraje v procesu hydratace cementu významnou fyzikální a chemickou regulační roli. Celulóza ether ovlivňuje hlavně hydratační proces cementu dvěma způsoby: jeden je ovlivněn distribucí a odpařování vody v cementové kaši; Druhý je ovlivnění disperze a koagulace částic cementu.
Kontrola vlhkosti a zadržování vody
Ethery celulózy mohou výrazně zlepšit zadržování materiálů na bázi cementu. Díky své silné hydrofilitě může celulózový ether vytvořit stabilní koloidní roztok ve vodě, který může absorbovat a udržet vlhkost. Tato kapacita držení vody je důležitá při snižování trhlin způsobených rychlou ztrátou vody v betonu během časné hydratace. Zejména v suchém prostředí nebo podmínkách konstrukce vysoké teploty může celulózový éter účinně zabránit příliš rychle se odpařování vody a zajistit, aby množství vody v cementové kaše je dostatečné pro podporu normální hydratační reakce.
Rheologie a zahušťování
Ethery celulózy mohou také zlepšit reologii cementových kalů. Po přidání celulózového etheru se konzistence cementové kaše výrazně zvýší. Tento jev je připsán hlavně struktuře dlouhého řetězce tvořené molekulami celulózového etheru ve vodě. Tato molekula s dlouhým řetězcem může omezit pohyb cementových částic, čímž se zvyšuje viskozita a konzistenci kaše. Tato vlastnost je zvláště důležitá v aplikacích, jako je omítání a lepidla na dlaždice, protože zabraňuje příliš rychle proudění cementové malty a poskytuje lepší stavební výkon.
Zpoždění hydratace a upravte čas nastavení
Celulózový ether může zpozdit hydratační reakci cementu a zvýšit počáteční nastavení a konečnou doba nastavení cementové kaše. K tomuto účinku dochází, protože molekuly celulózového etheru jsou adsorbovány na povrchu cementových částic a vytvářejí bariéru, která zabraňuje přímému kontaktu mezi vodou a cementovým částicemi, čímž zpomaluje hydratační reakci. Zložením nastavení doby mohou celulózové ethery zlepšit stavební operaci a poskytnout stavebním dělníkům více času na úpravy a opravy.
3. účinek na podobu produktů hydratace cementu
Přítomnost celulózových etherů také ovlivňuje mikrostrukturu produktů hydratace cementu. Studie ukázaly, že morfologie gelu silikátového hydrátu vápníku (CSH) se změní po přidání celulózového etheru. Molekuly celulózového etheru mohou ovlivnit krystalovou strukturu CSH, což je více volné. Tato volná struktura může do jisté míry snížit časnou sílu, ale také pomáhá zlepšit houževnatost materiálu.
Ethery celulózy mohou také snížit tvorbu ettringitu během procesu hydratace. Protože celulóza etheru zpomaluje rychlost hydratační reakce, snížena rychlost tvorby ettringitu v cementu, čímž se během procesu vytvrzování sníží vnitřní napětí způsobené expanzí objemu.
4. Účinek na vývoj síly
Ethery celulózy mají také významný dopad na vývoj pevných materiálů na bázi cementu. Protože celulózová ethery zpomalují rychlost hydratace cementu, je včasný vývoj cementových past obvykle pomalejší. Jak však hydratační reakce pokračuje, může se postupně objevovat regulační účinek morfologie retence a hydratačního produktu celulózového etheru, což pomůže zlepšit sílu v pozdějším stádiu.
Je třeba poznamenat, že přidané množství a typ celulózového etheru mají duální dopad na sílu. Vhodné množství celulózového etheru může zlepšit výkonu konstrukce a zvýšit pozdější sílu, ale nadměrné použití může vést ke snížení včasné síly materiálů na bázi cementu a ovlivnit konečné mechanické vlastnosti. Proto je třeba v praktických aplikacích typ a dávkování celulózového etheru optimalizovat a navrhovat podle specifických inženýrských požadavků.
Celulózový ether ovlivňuje proces hydratace a vlastnosti materiálu cementu zlepšením zadržování materiálů na bázi cementu, nastavením rychlosti hydratace a ovlivňováním formy hydratačních produktů. Ačkoli celulózové ethery mohou způsobit ztrátu časné síly, mohou z dlouhodobého hlediska zlepšit trvanlivost a houževnatost betonu. Přidání celulózového etheru může také významně zlepšit výstavbu stavebnictví, zejména v aplikačních scénářích, které vyžadují dlouhé pracovní doby a vysoké požadavky na zadržování vody. Má nenahraditelné výhody. Ve skutečných inženýrských aplikacích může přiměřený výběr typu a dávkování celulózového etheru vyrovnat požadavky na sílu, výkonu a odolnost materiálu.
Čas příspěvku: 27. září-2024