Celulozni eteri su vrsta organskih polimernih spojeva kemijski modificiranih iz prirodne celuloze. Obično se koriste u građevinskim materijalima, posebno u materijalima na bazi cementa. Utjecaj celuloznog etera na proces hidratacije cementa uglavnom se odražava na sljedeće aspekte: disperzija čestica cementa, zadržavanje vode, učinak zadebljanja i utjecaj na morfologiju i razvoj čvrstoće proizvoda hidratacije cementa.
1. Uvod u hidrataciju cementa
Proces hidratacije cementa je niz složenih fizičkih i kemijskih reakcija između cementa i vode. Ove reakcije uzrokuju da se cementna pasta postupno stvrdne da tvori čvrstu strukturu, na kraju proizvodeći hidratacijske proizvode poput kalcijevog silikatnog hidrata (CSH) i kalcijevog hidroksida (CH). Tijekom ovog procesa, brzina reakcije hidratacije cementa, fluidnost i zadržavanje vode gnojne suspenzije i stvaranje produkata hidratacije izravno utječu na čvrstoću i izdržljivost konačnog betona.
2. Mehanizam djelovanja celuloznih etera
Celulozni eter igra značajnu fizičku i kemijsku regulatornu ulogu u procesu hidratacije cementa. Celulozni eter uglavnom utječe na postupak hidratacije cementa na dva načina: jedan je utjecajem na raspodjelu i isparavanje vode u cementnoj sušini; Drugi je utjecajem na disperziju i koagulaciju čestica cementa.
Kontrola vlage i zadržavanje vode
Celulozni eteri mogu uvelike poboljšati zadržavanje vode materijala na bazi cementa. Zbog svoje snažne hidrofilnosti, celulozni eter može tvoriti stabilnu koloidnu otopinu u vodi koja može apsorbirati i zadržati vlagu. Ovaj kapacitet za zadržavanje vode važan je u smanjenju pukotina uzrokovanih brzom gubitkom vode u betonu tijekom rane hidratacije. Osobito u suhim okruženjima ili uvjetima konstrukcije visokih temperatura, celulozni eter može učinkovito spriječiti da voda ispari prebrzo i osigurati da je količina vode u cementnoj suspenziji dovoljna da poduzme normalnu reakciju hidratacije.
Reologija i zgušnjavanje
Celulozni eteri također mogu poboljšati reologiju cementnih sumora. Nakon dodavanja celuloznog etera, konzistencija cementne suspenzije značajno će se povećati. Taj se fenomen uglavnom pripisuje strukturi dugog lanca formiranog molekulama etera celuloze u vodi. Ova molekula dugog lanca može ograničiti kretanje cementnih čestica, povećavajući tako viskoznost i konzistentnost suspenzije. Ovo je svojstvo posebno važno u aplikacijama kao što su žbuka i ljepila za pločice, jer sprječava da prebrzo teče cementno malter, istovremeno pružajući bolje građevinske performanse.
Odgoditi hidrataciju i prilagoditi vrijeme postavljanja
Celulozni eter može odgoditi hidratacijsku reakciju cementa i povećati početnu postavku i konačno vrijeme postavljanja cementne suspenzije. Taj se učinak pojavljuje zato što se molekule celuloznog etera adsorbiraju na površini čestica cementa, formirajući barijeru koja sprečava izravan kontakt između čestica vode i cementa, usporavajući tako hidratacijsku reakciju. Odgađanjem vremena postavljanja, eteri celuloze mogu poboljšati operaciju građevine, dajući građevinskim radnicima više vremena za prilagodbu i korekcije.
3. Učinak na oblik proizvoda hidratacije cementa
Prisutnost celuloznih etera također utječe na mikrostrukturu proizvoda hidratacije cementa. Studije su pokazale da će se morfologija gela kalcijevog silikata hidrata (CSH) promijeniti nakon dodavanja etera celuloze. Molekule etera celuloze mogu utjecati na kristalnu strukturu CSH, što ga čini labavom. Ova labava struktura može u određenoj mjeri smanjiti ranu snagu, ali također pomaže poboljšati žilavost materijala.
Celulozni eteri također mogu smanjiti stvaranje ettringita tijekom postupka hidratacije. Budući da eter celuloze usporava brzinu reakcije hidratacije, smanjuje se brzina stvaranja ettringita u cementu, smanjujući tako unutarnji stres uzrokovan širenjem volumena tijekom postupka stvrdnjavanja.
4. Učinak na razvoj snage
Celulozni eteri također imaju značajan utjecaj na razvoj čvrstoće materijala koji se temelje na cementu. Budući da etteri celuloze usporavaju brzinu hidratacije cementa, razvoj rane snage cementnih pasta obično je sporiji. Međutim, kako se reakcija hidratacije nastavlja, regulacijski učinak morfologije zadržavanja i hidratacije eterna celuloze može se postupno pojaviti, što će pomoći poboljšati snagu u kasnijoj fazi.
Treba napomenuti da dodana količina i vrsta etera celuloze imaju dvostruki utjecaj na snagu. Odgovarajuća količina celuloznog etera može poboljšati performanse konstrukcije i povećati kasniju čvrstoću, ali pretjerana upotreba može dovesti do smanjenja rane čvrstoće materijala na bazi cementa i utjecati na konačna mehanička svojstva. Stoga, u praktičnim primjenama, vrstu i doziranje etera celuloze potrebno je optimizirati i dizajnirati prema specifičnim inženjerskim zahtjevima.
Celulozni eter utječe na proces hidratacije i svojstva materijala cementa poboljšavajući zadržavanje vode materijala na bazi cementa, prilagođavajući brzinu hidratacije i utječući na oblik produkata hidratacije. Iako eteri celuloze mogu uzrokovati gubitak rane snage, oni mogu dugoročno poboljšati trajnost i žilavost betona. Dodavanje etera celuloze također može značajno poboljšati performanse građevine, posebno u scenarijima primjene koji zahtijevaju dugo radno vrijeme i visoke zahtjeve zadržavanja vode. Ima nezamjenjive prednosti. U stvarnim inženjerskim primjenama, razuman odabir tipa i doziranje celuloznog etera može uravnotežiti čvrstoću, građevinske performanse i zahtjeve za izdržljivošću materijala.
Post Vrijeme: rujna-27-2024