Целулозните етери са вид органични полимерни съединения, химически модифицирани от естествена целулоза. Те обикновено се използват в строителни материали, особено в материали на циментова основа. Влиянието на целулозния етер върху процеса на хидратация на цимента се отразява главно в следните аспекти: дисперсията на циментовите частици, задържането на вода, ефекта на сгъстяване и влиянието върху морфологията и развитието на якостта на продуктите за хидратация на цимента.
1. Въведение в хидратацията на цимента
Процесът на хидратация на цимента е серия от сложни физични и химични реакции между цимент и вода. Тези реакции карат циментовата паста постепенно да се втвърди, за да образува твърда структура, като в крайна сметка произвежда хидратиращи продукти като калциев силикатен хидрат (CSH) и калциев хидроксид (CH). По време на този процес скоростта на реакцията на хидратация на цимента, течливостта и задържането на вода на суспензията и образуването на хидратиращи продукти пряко влияят върху здравината и издръжливостта на крайния бетон.
2. Механизмът на действие на целулозните етери
Целулозният етер играе значителна физическа и химична регулаторна роля в процеса на хидратиране на цимента. Целулозният етер засяга основно процеса на хидратация на цимента по два начина: единият е чрез въздействие върху разпределението и изпаряването на водата в циментовата суспензия; другият е чрез повлияване на дисперсията и коагулацията на циментовите частици.
Контрол на влагата и задържане на вода
Целулозните етери могат значително да подобрят задържането на вода в материали на циментова основа. Поради силната си хидрофилност целулозният етер може да образува стабилен колоиден разтвор във вода, който може да абсорбира и задържа влагата. Този капацитет за задържане на вода е важен за намаляване на пукнатините, причинени от бърза загуба на вода в бетона по време на ранна хидратация. Особено в суха среда или условия на строителство с висока температура, целулозният етер може ефективно да предотврати твърде бързото изпаряване на водата и да гарантира, че количеството вода в циментовата суспензия е достатъчно, за да поддържа нормалната реакция на хидратация.
Реология и сгъстяване
Целулозните етери могат също да подобрят реологията на циментовите суспензии. След добавяне на целулозен етер консистенцията на циментовата суспензия ще се увеличи значително. Това явление се дължи главно на структурата с дълга верига, образувана от молекулите на целулозния етер във водата. Тази молекула с дълга верига може да ограничи движението на циментовите частици, като по този начин увеличи вискозитета и консистенцията на суспензията. Това свойство е особено важно при приложения като мазилки и лепила за плочки, тъй като предотвратява твърде бързото изтичане на циментовия разтвор, като същевременно осигурява по-добри строителни характеристики.
Забавете хидратацията и коригирайте времето за фиксиране
Целулозният етер може да забави реакцията на хидратация на цимента и да увеличи първоначалното и крайното време на втвърдяване на циментовата суспензия. Този ефект възниква, защото молекулите на целулозния етер се адсорбират върху повърхността на циментовите частици, образувайки бариера, която предотвратява директния контакт между водата и циментовите частици, като по този начин забавя реакцията на хидратация. Чрез забавяне на времето за втвърдяване, целулозните етери могат да подобрят работоспособността на конструкцията, давайки на строителните работници повече време за извършване на корекции и корекции.
3. Ефект върху формата на продуктите за хидратация на цимента
Наличието на целулозни етери също влияе върху микроструктурата на продуктите от хидратация на цимента. Проучванията показват, че морфологията на гела от калциев силикат хидрат (CSH) ще се промени след добавяне на целулозен етер. Молекулите на целулозния етер могат да повлияят на кристалната структура на CSH, правейки я по-свободна. Тази хлабава структура може да намали ранната якост до известна степен, но също така спомага за подобряване на издръжливостта на материала.
Целулозните етери могат също да намалят образуването на етрингит по време на процеса на хидратация. Тъй като целулозен етер забавя скоростта на реакцията на хидратация, скоростта на образуване на етрингит в цимента се намалява, като по този начин се намалява вътрешното напрежение, причинено от разширяването на обема по време на процеса на втвърдяване.
4. Ефект върху развитието на силата
Целулозните етери също имат значително влияние върху развитието на якостта на циментовите материали. Тъй като целулозните етери забавят скоростта на хидратация на цимента, ранното развитие на якостта на циментовите пасти обикновено е по-бавно. Въпреки това, докато реакцията на хидратация продължава, регулиращият ефект на задържането на вода от целулозен етер и морфологията на продукта на хидратация може постепенно да се появи, което ще помогне за подобряване на здравината в по-късен етап.
Трябва да се отбележи, че добавеното количество и вид целулозен етер имат двойно въздействие върху здравината. Подходящо количество целулозен етер може да подобри строителните характеристики и да увеличи по-късната якост, но прекомерната употреба може да доведе до намаляване на ранната якост на циментовите материали и да повлияе на крайните механични свойства. Следователно, при практически приложения, типът и дозировката на целулозния етер трябва да бъдат оптимизирани и проектирани в съответствие със специфичните инженерни изисквания.
Целулозният етер влияе върху процеса на хидратация и свойствата на материала на цимента, като подобрява задържането на вода в материалите на циментова основа, регулира скоростта на хидратация и влияе върху формата на продуктите за хидратация. Въпреки че целулозните етери могат да причинят загуба на ранна якост, те могат да подобрят издръжливостта и здравината на бетона в дългосрочен план. Добавянето на целулозен етер може също така значително да подобри строителните характеристики, особено в сценарии на приложение, които изискват дълго работно време и високи изисквания за задържане на вода. Има незаменими предимства. В действителните инженерни приложения разумният избор на типа и дозировката на целулозен етер може да балансира изискванията за здравина, конструктивни характеристики и издръжливост на материала.
Време на публикуване: 27 септември 2024 г