W gotowej zaprawie, nawet niewielka ilość eteru celulozowego może znacząco poprawić parametry zaprawy mokrej. Jak widać, eter celulozowy jest głównym dodatkiem wpływającym na parametry robocze zaprawy.
Wybór różnych rodzajów eterów celulozy o różnej lepkości, wielkości cząstek, stopniu lepkości i dodanych ilościach będzie miał również różny wpływ na poprawę właściwości suchej zaprawy. Obecnie wiele zapraw murarskich i tynkarskich charakteryzuje się słabą retencją wody. Woda i zaczyn oddzielają się po kilku minutach odstania. Dlatego bardzo ważne jest dodanie eteru celulozy do zaprawy cementowej.
Przyjrzyjmy się bliżej roli eteru celulozy w zaprawie cementowej!
1. Eter celulozy – retencja wody
Retencja wody to ważna właściwość eteru metylocelulozy, na którą zwraca uwagę wielu krajowych producentów suchych zapraw, zwłaszcza w regionach południowych, gdzie panują wysokie temperatury. W produkcji materiałów budowlanych, zwłaszcza suchych zapraw proszkowych, eter celulozy odgrywa niezastąpioną rolę, zwłaszcza w produkcji zapraw specjalnych (modyfikowanych), będąc niezbędnym i ważnym składnikiem.
Lepkość, dawka, temperatura otoczenia i struktura molekularna eteru celulozy mają duży wpływ na jego zdolność do zatrzymywania wody. W tych samych warunkach, im większa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody; im wyższa dawka, tym lepsza retencja wody. Zazwyczaj niewielka dawka eteru celulozy może znacznie poprawić retencję wody w zaprawie. Gdy dawka osiągnie określony poziom, wraz ze wzrostem stopnia retencji wody, tendencja do retencji wody zwalnia; wraz ze wzrostem temperatury otoczenia retencja wody eteru celulozy zazwyczaj maleje. Jednak niektóre modyfikowane etery celulozy charakteryzują się również lepszą retencją wody w warunkach wysokiej temperatury; eter celulozy o niższym stopniu podstawienia ma lepszą zdolność do zatrzymywania wody.
Grupa hydroksylowa w cząsteczce eteru celulozy i atom tlenu w wiązaniu eterowym łączą się z cząsteczką wody, tworząc wiązanie wodorowe, które przekształca wolną wodę w wodę związaną, odgrywając w ten sposób istotną rolę w zatrzymywaniu wody;Tencząsteczka wody i łańcuch cząsteczkowy eteru celulozy Interdyfuzja pozwala cząsteczkom wody wnikać do wnętrza łańcucha makrocząsteczkowego eteru celulozy i podlega silnym siłom wiązania, tworząc w ten sposób wolną wodę, wodę splątaną i poprawiając retencję wody w zawiesinie cementowej; eter celulozy poprawia właściwości reologiczne świeżej zawiesiny cementowej, porowatą strukturę sieciową i ciśnienie osmotyczne, a właściwości eteru celulozy tworzące film utrudniają dyfuzję wody.
2. Etery celulozy – zagęszczające i tiksotropowe
Eter celulozowy nadaje mokrej zaprawie doskonałą lepkość, co może znacznie zwiększyć przyczepność między mokrą zaprawą a warstwą bazową oraz poprawić jej właściwości przeciwspływowe. Jest szeroko stosowany w zaprawach tynkarskich, zaprawach do łączenia cegieł oraz w systemach ociepleń ścian zewnętrznych. Zagęszczające działanie eteru celulozowego może również zwiększyć zdolność antydyspersji i jednorodność świeżo wymieszanych materiałów, zapobiegając rozwarstwianiu i segregacji materiału. Może być stosowany w betonie z włóknami, betonie podwodnym oraz betonie samozagęszczalnym.
Zagęszczające działanie eteru celulozy na materiały cementowe wynika z lepkości roztworu eteru celulozy. W tych samych warunkach, im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza lepkość modyfikowanego materiału cementowego, ale zbyt wysoka lepkość wpłynie na płynność i urabialność materiału (np. wbijanie się szpachelki tynkarskiej). Zaprawy samopoziomujące i betony samozagęszczalne, które wymagają wysokiej płynności, wymagają niskiej lepkości eteru celulozy. Ponadto, zagęszczające działanie eteru celulozy zwiększa wodochłonność materiałów cementowych i zwiększa wydajność zaprawy.
Wodny roztwór eteru celulozy o wysokiej lepkości charakteryzuje się wysoką tiksotropią, co jest również jego główną cechą. Wodne roztwory metylocelulozy zazwyczaj charakteryzują się pseudoplastycznością i nietiksotropowością poniżej temperatury żelowania, ale wykazują właściwości płynięcia newtonowskiego przy niskich szybkościach ścinania. Pseudoplastyczność rośnie wraz z masą cząsteczkową lub stężeniem eteru celulozy, niezależnie od rodzaju podstawnika i stopnia podstawienia. Dlatego etery celulozy o tym samym stopniu lepkości, niezależnie od tego, czy są to HPMC, czy HEMC, zawsze będą wykazywać te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura są stałe. Wraz ze wzrostem temperatury tworzą się żele strukturalne, co prowadzi do płynięcia o wysokiej tiksotropii.
Etery celulozy o wysokim stężeniu i niskiej lepkości wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelowania. Ta właściwość jest niezwykle korzystna dla regulacji poziomu i ugięcia zaprawy budowlanej. Należy tutaj wyjaśnić, że im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody, ale im wyższa lepkość, tym wyższa względna masa cząsteczkowa eteru celulozy i tym samym spadek jego rozpuszczalności, co negatywnie wpływa na stężenie zaprawy i jej właściwości konstrukcyjne.
3. Eter celulozowy – efekt napowietrzania
Eter celulozowy ma wyraźny efekt napowietrzania świeżych materiałów na bazie cementu. Eter celulozowy posiada zarówno grupy hydrofilowe (grupy hydroksylowe, grupy eterowe), jak i hydrofobowe (grupy metylowe, pierścienie glukozowe) i jest surfaktantem o aktywności powierzchniowej, co powoduje napowietrzenie. Napowietrzające działanie eteru celulozowego powoduje efekt „kulki”, który może poprawić właściwości robocze świeżo wymieszanych materiałów, na przykład zwiększając plastyczność i gładkość zaprawy podczas pracy, co sprzyja jej rozprowadzaniu; zwiększa również wydajność zaprawy i obniża jej koszty produkcji; jednak zwiększa porowatość stwardniałego materiału i pogarsza jego właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość i moduł sprężystości.
Jako środek powierzchniowo czynny, eter celulozy działa również zwilżająco lub smarująco na cząstki cementu, co zwiększa płynność materiałów cementowych, a także napowietrza je, jednak jego działanie zagęszczające zmniejsza płynność. Efekt płynności jest połączeniem działania uplastyczniającego i zagęszczającego. Ogólnie rzecz biorąc, przy bardzo niskiej zawartości eteru celulozy głównym efektem jest uplastycznienie lub redukcja wody; przy wysokiej zawartości efekt zagęszczający eteru celulozy gwałtownie wzrasta, a jego działanie napowietrzające ma tendencję do nasycania. W rezultacie objawia się to efektem zagęszczającym lub wzrostem zapotrzebowania na wodę.
4. Eter celulozy – opóźnienie
Eter celulozowy wydłuża czas wiązania zaprawy cementowej lub zaprawy murarskiej i opóźnia kinetykę hydratacji cementu, co jest korzystne pod względem wydłużenia czasu przydatności do użycia świeżo zmieszanych materiałów, poprawy konsystencji zaprawy i zmniejszenia osiadania betonu z upływem czasu, ale może również opóźnić postęp prac budowlanych.
Czas publikacji: 02-06-2023