W gotowej zaprawie, o ile niewielka ilość eteru celulozy może znacząco poprawić właściwości użytkowe mokrej zaprawy, można zauważyć, że eter celulozy jest głównym dodatkiem wpływającym na właściwości konstrukcyjne zaprawy.
Wybór różnych odmian, różne lepkości, różne wielkości cząstek, różne stopnie lepkości i dodatek eterów celulozy mają również różny wpływ na poprawę wydajności zaprawy w postaci suchego proszku. Obecnie wiele zapraw murarskich i tynkarskich ma słabą zdolność zatrzymywania wody, a zaczyn wodny oddziela się po kilku minutach odstania, dlatego bardzo ważne jest dodanie do zaprawy cementowej eteru celulozy.
1. Eter celulozy – zatrzymywanie wody
Retencja wody jest ważną właściwością eteru metylocelulozowego, a także właściwością, na którą zwraca uwagę wielu krajowych producentów zapraw na sucho, zwłaszcza tych z południowych regionów o wysokich temperaturach. W produkcji materiałów budowlanych, zwłaszcza zapraw proszkowych, eter celulozy odgrywa niezastąpioną rolę, zwłaszcza przy produkcji zapraw specjalnych (zapraw modyfikowanych), jest niezbędnym i ważnym składnikiem.
Lepkość, dozowanie, temperatura otoczenia i struktura molekularna eteru celulozy mają ogromny 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. Zwykle niewielka ilość eteru celulozy może znacznie poprawić retencję wody w zaprawie. Gdy dawka osiągnie pewien poziom. Gdy stopień zatrzymywania wody wzrasta, trend szybkości zatrzymywania wody zwalnia; gdy wzrasta temperatura otoczenia, retencja wody w eterze celulozy zwykle maleje, ale niektóre modyfikowane etery celulozy mają również lepszą retencję wody w warunkach wysokiej temperatury; włókna o niższym stopniu podstawienia Eter wegański ma lepszą zdolność zatrzymywania wody.
Grupa hydroksylowa w cząsteczce eteru celulozy i atom tlenu w wiązaniu eterowym połączą się z cząsteczką wody, tworząc wiązanie wodorowe, zamieniając wolną wodę w związaną wodę, odgrywając w ten sposób dobrą rolę w zatrzymywaniu wody; cząsteczka wody i łańcuch cząsteczkowy eteru celulozy Interdyfuzja umożliwia cząsteczkom wody przedostanie się do wnętrza makrocząsteczkowego łańcucha eteru celulozy i podlega silnym siłom wiązania, tworząc w ten sposób wolną wodę, splątaną wodę i poprawiając retencję wody w zaczynie cementowym; eter celulozy poprawia świeżość zaczynu cementowego. Właściwości reologiczne, porowata struktura sieci i ciśnienie osmotyczne czy właściwości błonotwórcze eteru celulozy utrudniają dyfuzję wody.
2. Etery celulozy – zagęszczanie i tiksotropia
Eter celulozy nadaje mokrej zaprawie doskonałą lepkość, co może znacznie zwiększyć zdolność wiązania pomiędzy mokrą zaprawą a warstwą bazową i poprawić działanie przeciwzaciekowe zaprawy. Znajduje szerokie zastosowanie w zaprawach tynkarskich, zaprawach wiążących cegły oraz w systemie ociepleń ścian zewnętrznych. Zagęszczające działanie eteru celulozy może również zwiększyć zdolność antydyspersyjną i jednorodność świeżo wymieszanych materiałów, zapobiegać rozwarstwianiu, segregacji i krwawieniu materiału i może być stosowany w betonie włóknistym, betonie podwodnym i betonie samozagęszczalnym.
Zagęszczający wpływ eteru celulozy na materiały na bazie cementu wynika z lepkości roztworu eteru celulozy. W tych samych warunkach im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza lepkość modyfikowanego materiału na bazie cementu, ale jeśli lepkość jest zbyt duża, będzie to miało wpływ na płynność i operatywność materiału (np. przyklejanie noża tynkarskiego ). Zaprawy samopoziomujące i betony samozagęszczalne, które wymagają dużej płynności, wymagają niskiej lepkości eteru celulozy. Ponadto zagęszczające działanie eteru celulozy zwiększa zapotrzebowanie materiałów na bazie cementu na wodę i zwiększa wydajność zaprawy.
Wodny roztwór eteru celulozy o dużej lepkości ma wysoką tiksotropię, która jest również główną cechą eteru celulozy. Wodne roztwory metylocelulozy zwykle mają pseudoplastyczną i nietiksotropową płynność poniżej temperatury żelu, ale wykazują właściwości płynięcia Newtona przy niskich prędkościach ścinania. Pseudoplastyczność wzrasta wraz z masą cząsteczkową lub stężeniem eteru celulozy, niezależnie od rodzaju podstawnika i stopnia podstawienia. Dlatego etery celulozy o tej samej klasie lepkości, niezależnie od MC, HPMC, HEMC, zawsze będą wykazywać te same właściwości reologiczne, o ile stężenie i temperatura będą utrzymywane na stałym poziomie. Pod wpływem podwyższonej temperatury tworzą się żele strukturalne i następuje przepływ silnie tiksotropowy.
Etery celulozy o wysokim stężeniu i niskiej lepkości wykazują tiksotropię nawet poniżej temperatury żelu. Właściwość ta ma ogromne znaczenie przy regulacji wyrównania i ugięcia w konstrukcji zaprawy budowlanej. Należy w tym miejscu wyjaśnić, że im wyższa lepkość eteru celulozy, tym lepsza retencja wody, jednak im wyższa lepkość, tym większa względna masa cząsteczkowa eteru celulozy i odpowiadające temu zmniejszenie jego rozpuszczalności, co ma negatywny wpływ na stężenie zaprawy i właściwości użytkowe konstrukcji.
3. Efekt napowietrzania eteru celulozy
Eter celulozy ma wyraźny efekt napowietrzania świeżych materiałów na bazie cementu. Eter celulozy zawiera zarówno grupy hydrofilowe (grupy hydroksylowe, grupy eterowe), jak i grupy hydrofobowe (grupy metylowe, pierścienie glukozowe) i jest środkiem powierzchniowo czynnym o działaniu powierzchniowym, dzięki czemu ma działanie napowietrzające. Działanie napowietrzające eteru celulozy spowoduje powstanie efektu „kuli”, co może poprawić parametry użytkowe świeżo wymieszanych materiałów, takie jak zwiększenie plastyczności i gładkości zaprawy podczas pracy, co sprzyja rozprowadzaniu się zaprawy ; zwiększy także wydajność zaprawy, obniży koszty produkcji zaprawy; ale zwiększy porowatość utwardzonego materiału i zmniejszy jego właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość i moduł sprężystości.
Jako środek powierzchniowo czynny eter celulozy ma również działanie zwilżające lub smarujące cząstki cementu, co zwiększa płynność materiałów na bazie cementu wraz z efektem napowietrzania, ale jego działanie zagęszczające zmniejsza płynność. Efekt płynności to połączenie działania uplastyczniającego i zagęszczającego. Ogólnie rzecz biorąc, gdy zawartość eteru celulozy jest bardzo niska, głównym zadaniem jest plastyfikacja lub redukcja wody; gdy zawartość jest wysoka, działanie zagęszczające eteru celulozy szybko wzrasta, a jego działanie napowietrzające ma tendencję do nasycenia. Objawia się to więc efektem zagęszczenia lub wzrostem zapotrzebowania na wodę.
4. Eter celulozy – działanie opóźniające
Eter celulozy wydłuża czas wiązania zaczynu cementowego lub zaprawy i opóźnia kinetykę hydratacji cementu, co jest korzystne w celu poprawy czasu użytkowania świeżo wymieszanych materiałów, poprawy konsystencji zaprawy i utraty opadu betonu w czasie, ale może również powodować opóźnienie postępu budowy.
Czas publikacji: 4 maja 2023 r