Етери на целулозата најчесто се користат во градежната индустрија како адитиви на материјали засновани на цемент заради нивната способност да ја контролираат реологијата, да ја подобрат обработливоста и да ги подобрат перформансите. Една значајна примена на целулозни етери е во одложување на хидратацијата на цементот. Ова одложување на хидратацијата е клучно во сценаријата каде што се потребни продолжени времиња на поставување, како на пример во бетонирање на топло време или при транспорт на бетон на долги растојанија. Разбирање на механизмот зад тоа како целулозата етери ја одложуваат хидратацијата на цементот е неопходно за оптимизирање на нивната употреба во градежни апликации.
Вовед во хидратација на цемент
Пред да се разгледа како целулозата етери ја одложуваат хидратацијата на цементот, неопходно е да се разбере процесот на самата хидратација на цемент. Цементот е клучна состојка во бетонот, а неговата хидратација е комплексна хемиска реакција која вклучува интеракција на водата со честички на цемент, што доведува до формирање на силен и издржлив материјал.
Кога водата се додава во цемент, се случуваат разни хемиски реакции, првенствено што вклучуваат хидратација на соединенијата на цемент, како што се трицикалиум силикат (C3S), дикациум силикат (C2S), алуминиум на трикциум (C3a) и тетракалциум алумино-форрит (C4AF). Овие реакции произведуваат гел на калциум силикат хидрат (CSH), калциум хидроксид (CH) и други соединенија, кои придонесуваат за јачината и издржливоста на бетонот.
Улогата на етери на целулоза во одложувањето на хидратацијата
Етелоза на целулоза, како што се метил целулоза (MC), хидроксиетил целулоза (HEC) и хидроксипропил метилцелулоза (HPMC), честопати се користат како полимери растворливи во вода во материјалите засновани на цемент. Овие адитиви комуницираат со честички на вода и цемент, формирајќи заштитен филм околу зрната на цемент. Одложувањето на хидратацијата на цементот предизвикано од етери на целулоза може да се припише на неколку механизми:
Задржување на водата: Етероза на целулоза имаат висок капацитет за задржување на вода заради нивната хидрофилна природа и можноста за формирање на вискозни раствори. Кога се додаваат на цементни мешавини, тие можат да задржат значителна количина на вода, намалувајќи ја достапноста на водата за реакции на хидратација на цемент. Ова ограничување на достапноста на водата го забавува процесот на хидратација, продолжувајќи го времето на поставување на бетонот.
Физичка бариера: Етероза на целулоза формираат физичка бариера околу честичките од цемент, спречувајќи го пристапот на вода до површината на цемент. Оваа бариера ефикасно ја намалува стапката на пенетрација на водата во честичките на цемент, а со тоа ги забавува реакциите на хидратацијата. Како резултат, целокупниот процес на хидратација е одложен, што доведува до продолжено време на поставување.
Адсорпција на површината: Етелоза на целулоза можат да се adsorb на површината на честичките од цемент преку физички интеракции, како што се водородни сврзување и сили на ван дер Валс. Оваа адсорпција ја намалува површината што е достапна за интеракција со вода-цемент, инхибирајќи ја иницијацијата и прогресијата на реакциите на хидратација. Како резултат на тоа, се забележува одложување на хидратацијата на цемент.
Интеракција со јони на калциум: Етелоза на целулоза исто така можат да комуницираат со јони на калциум ослободени за време на хидратацијата на цемент. Овие интеракции можат да доведат до формирање на комплекси или врнежи од соли на калциум, што дополнително ја намалува достапноста на јони на калциум за учество во реакции на хидратација. Ова мешање во процесот на размена на јони придонесува за одложување на хидратацијата на цемент.
Фактори кои влијаат врз одложувањето на хидратацијата
Неколку фактори влијаат на степенот до кој целулозните етери ја одложуваат хидратацијата на цементот:
Вид и концентрација на етери на целулоза: Различни типови на целулозни етери покажуваат различни степени на одложување на хидратацијата на цемент. Покрај тоа, концентрацијата на целулозни етери во цементната мешавина игра клучна улога во одредувањето на степенот на одложување. Повисоките концентрации обично резултираат во поизразени одложувања.
Големина и дистрибуција на честички: Големината на честичките и дистрибуцијата на целулозни етери влијаат на нивната дисперзија во цементната паста. Помалите честички имаат тенденција да се распрснуваат поедносно, формирајќи погуст филм околу честичките од цемент и да вршат поголемо одложување на хидратацијата.
Температура и релативна влажност: условите на животната средина, како што се температурата и релативната влажност, влијаат на стапката на испарување на водата и хидратација на цемент. Повисоките температури и пониската релативна влажност ги забрзуваат двата процеси, додека пониските температури и поголема релативна влажност го фаворизираат одложувањето на хидратацијата предизвикано од етери на целулоза.
Измешајте ја процентот и составот: целокупниот пропорција на мешавина и составот на бетонската мешавина, вклучувајќи го и видот на цемент, агрегатните својства и присуството на други додатоци, може да влијае на ефективноста на целулозата етери во одложување на хидратацијата. Оптимизирањето на дизајнот на мешавината е од суштинско значење за постигнување на посакуваното време и перформанси.
Етероза на целулоза ја одложува хидратацијата на цементот преку различни механизми, вклучително и задржување на водата, формирање на физички бариери, адсорпција на површината и интеракција со јони на калциум. Овие адитиви играат клучна улога во контролата на времето за поставување и обработливоста на материјалите засновани на цемент, особено во апликациите каде што се потребни продолжени времиња на поставување. Разбирањето на механизмите зад доцнењето на хидратацијата предизвикана од етери на целулоза е клучно за нивното ефикасно искористување во градежните практики и развојот на бетонски формулации со високи перформанси.
Време на објавување: февруари-18-2025 година