احتباس آب اترهای سلولزی

حفظ آب اتر سلولز: در تولید مصالح ساختمانی به ویژه ملات پودری خشک، اتر سلولز نقش بی بدیلی دارد، به ویژه در تولید ملات مخصوص (ملات اصلاح شده)، جزء ضروری و مهم است.

نقش مهم اتر سلولز محلول در آب در ملات عمدتاً از سه جنبه است، یکی ظرفیت نگهداری آب عالی، دیگری تأثیر بر قوام و تیکسوتروپی ملات و سوم برهمکنش با سیمان. اثر حفظ آب اتر سلولز به جذب آب لایه پایه، ترکیب ملات، ضخامت لایه ملات، نیاز آبی ملات و زمان گیرش مواد منعقد کننده بستگی دارد. احتباس آب اتر سلولز خود از حلالیت و کم آبی خود اتر سلولز ناشی می شود. به خوبی شناخته شده است که اگرچه زنجیره مولکولی سلولز حاوی تعداد زیادی گروه OH با هیدراتاسیون قوی است، اما در خود آب محلول نیست، زیرا ساختار سلولز دارای درجه بلورینگی بالایی است.

توانایی هیدراتاسیون گروه هیدروکسیل به تنهایی برای پرداخت پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی قوی و نیروهای واندروالس کافی نیست. بنابراین فقط متورم می شود و در آب حل نمی شود. هنگامی که یک جایگزین به زنجیره مولکولی وارد می شود، نه تنها جانشین زنجیره هیدروژنی را از بین می برد، بلکه پیوند هیدروژنی بین زنجیره ای نیز به دلیل گوه زدن جانشین های زنجیره ای مجاور از بین می رود. هر چه فاصله بیشتر باشد. هر چه اثر تخریب پیوند هیدروژنی بیشتر باشد، پس از انبساط شبکه سلولزی، محلول وارد می شود و اتر سلولز محلول در آب می شود و محلولی با ویسکوزیته بالا تشکیل می دهد. با افزایش دما، هیدراتاسیون پلیمر ضعیف می شود و آب بین زنجیره ها خارج می شود. هنگامی که آبگیری کافی باشد، مولکول ها شروع به جمع شدن می کنند و یک ساختار شبکه ای سه بعدی را تشکیل می دهند و ژل تا می شود.

عواملی که بر حفظ آب ملات تأثیر می گذارند عبارتند از ویسکوزیته اتر سلولز، مقدار افزودن، ظرافت ذرات و دمای استفاده.

هرچه ویسکوزیته اتر سلولز بیشتر باشد، عملکرد احتباس آب بهتر است. ویسکوزیته یک پارامتر مهم عملکرد MC است. در حال حاضر سازندگان مختلف MC از روش ها و ابزارهای مختلفی برای اندازه گیری ویسکوزیته MC استفاده می کنند. روش های اصلی Haake Rotovisko، Hoppler، Ubbelohde و Brookfield هستند. برای یک محصول، نتایج ویسکوزیته اندازه‌گیری شده با روش‌های مختلف بسیار متفاوت است، و حتی برخی از آنها تفاوت را دو برابر می‌کنند. بنابراین هنگام مقایسه ویسکوزیته حتما بین همان روش های تست از جمله دما، روتور و غیره این کار را انجام دهید.

به طور کلی، هر چه ویسکوزیته بالاتر باشد، اثر احتباس آب بهتر است. با این حال، هر چه ویسکوزیته بیشتر و وزن مولکولی MC بیشتر باشد، حلالیت آن کاهش می یابد، که تأثیر منفی بر مقاومت و خواص ساختمانی ملات دارد. هر چه ویسکوزیته بیشتر باشد، اثر ضخیم شدن ملات آشکارتر است، اما متناسب نیست. هر چه ویسکوزیته بیشتر باشد ملات مرطوب چسبندگی بیشتری خواهد داشت. در حین ساخت، به اسکراپر می چسبد و چسبندگی بالایی به زیرلایه دارد. اما کمک چندانی به افزایش مقاومت ساختاری خود ملات مرطوب نمی کند. در طول ساخت و ساز، عملکرد ضد افتادگی مشخص نیست. در مقابل، برخی از اترهای متیل سلولز با ویسکوزیته کم اما اصلاح شده عملکرد عالی در بهبود استحکام ساختاری ملات مرطوب دارند.

هر چه مقدار اتر سلولز اضافه شده در ملات بیشتر باشد، عملکرد حفظ آب بهتر، ویسکوزیته بالاتر، عملکرد حفظ آب بهتر است.

برای اندازه ذرات، هرچه ذره ریزتر باشد، احتباس آب بهتر است. پس از تماس ذرات بزرگ اتر سلولز با آب، سطح بلافاصله حل می‌شود و ژلی تشکیل می‌شود که برای جلوگیری از نفوذ مداوم مولکول‌های آب، مواد را می‌پیچد. . تاثیر بسزایی در حفظ آب اتر سلولزی آن دارد و حلالیت یکی از عوامل انتخاب اتر سلولزی است.

ظرافت همچنین یک شاخص عملکرد مهم اتر متیل سلولز است. MC مورد استفاده برای ملات پودر خشک باید پودر با محتوای آب کم باشد و ظرافت نیز نیاز دارد که 20 تا 60 درصد اندازه ذرات کمتر از 63 میلی متر باشد. ظرافت بر حلالیت اتر متیل سلولز تأثیر می گذارد. درشت MC معمولا دانه ای است و به راحتی در آب بدون تجمع حل می شود، اما سرعت انحلال بسیار کند است، بنابراین برای استفاده در ملات خشک مناسب نیست. در ملات پودر خشک، MC در بین مواد سیمانی مانند سنگدانه ها، پرکننده های ریز و سیمان پراکنده می شود. فقط پودر به اندازه کافی ریز می تواند از تجمع اتر متیل سلولز هنگام مخلوط شدن با آب جلوگیری کند. هنگامی که MC با آب برای حل کردن آگلومراها اضافه می شود، پراکندگی و حل شدن آن دشوار است.

MC با ظرافت درشت تر نه تنها ضایع کننده است، بلکه مقاومت موضعی ملات را نیز کاهش می دهد. هنگامی که چنین ملات پودر خشکی در یک منطقه بزرگ ساخته می شود، سرعت عمل آوری ملات پودر خشک موضعی به طور قابل توجهی کاهش می یابد و ترک خوردگی به دلیل زمان های مختلف عمل آوری رخ می دهد. برای ملات پاششی با استفاده از ساختار مکانیکی، به دلیل کوتاه‌تر بودن زمان هم زدن، ظرافت بیشتری لازم است.

ظرافت MC نیز تأثیر خاصی بر حفظ آب آن دارد. به طور کلی، برای اترهای متیل سلولز با ویسکوزیته یکسان اما ظرافت متفاوت، در مورد مقدار اضافه یکسان، هرچه ریزتر باشد، اثر حفظ آب بهتر است.

احتباس آب MC به دمای مورد استفاده نیز مرتبط است و احتباس آب متیل سلولز اتر با افزایش دما کاهش می یابد. با این حال، در کاربردهای عملی مواد، ملات پودر خشک اغلب بر روی بسترهای داغ در دماهای بالا (بالاتر از 40 درجه) در بسیاری از محیط‌ها مانند گچ کاری بتونه دیوار بیرونی زیر نور خورشید در تابستان اعمال می‌شود که اغلب باعث تسریع عمل آوری سیمان و سخت شدن آن می‌شود. ملات خشک افت احتباس آب منجر به درک واضحی شده است که هم کارایی و هم مقاومت در برابر ترک تحت تأثیر قرار می‌گیرند و کاهش تأثیر عوامل دما در چنین شرایطی بسیار مهم است.

اگرچه افزودنی اتر متیل هیدروکسی اتیل سلولز در حال حاضر در خط مقدم توسعه فناوری در نظر گرفته می شود، وابستگی آن به دما همچنان می تواند منجر به تضعیف عملکرد ملات خشک شود. اگرچه مقدار متیل هیدروکسی اتیل سلولز (فرمول تابستانی) افزایش یافته است، اما کارایی و مقاومت در برابر ترک همچنان نمی تواند نیازهای استفاده را برآورده کند. از طریق برخی از درمان های ویژه برای MC، مانند افزایش درجه اتریفیکاسیون، می توان اثر احتباس آب را در دمای بالاتر حفظ کرد و می تواند عملکرد بهتری را در شرایط سخت ارائه دهد.