Celulozes ēteri ir organisko polimēru savienojumu veids, kas ķīmiski modificēts no dabiskās celulozes. Tos parasti izmanto būvmateriālos, jo īpaši materiālos uz cementa bāzes. Celulozes ētera ietekmi uz cementa hidratācijas procesu galvenokārt atspoguļo šādi aspekti: cementa daļiņu dispersija, ūdens aizture, sabiezēšanas efekts un ietekme uz cementa hidratācijas produktu morfoloģiju un stiprības attīstību.
1. Ievads cementa hidratācijā
Cementa hidratācijas process ir virkne sarežģītu fizikālu un ķīmisku reakciju starp cementu un ūdeni. Šīs reakcijas izraisa cementa pastas pakāpenisku sacietēšanu, veidojot cietu struktūru, galu galā veidojot hidratācijas produktus, piemēram, kalcija silikāta hidrātu (CSH) un kalcija hidroksīdu (CH). Šī procesa laikā cementa hidratācijas reakcijas ātrums, vircas plūstamība un ūdens aizture, kā arī hidratācijas produktu veidošanās tieši ietekmē gala betona izturību un izturību.
2. Celulozes ēteru darbības mehānisms
Celulozes ēteris spēlē nozīmīgu fizikālo un ķīmisko regulējošo lomu cementa hidratācijas procesā. Celulozes ēteris galvenokārt ietekmē cementa hidratācijas procesu divos veidos: viens ir, ietekmējot ūdens sadalījumu un iztvaikošanu cementa vircā; otrs ir, ietekmējot cementa daļiņu izkliedi un koagulāciju.
Mitruma kontrole un ūdens aizture
Celulozes ēteri var ievērojami uzlabot cementa bāzes materiālu ūdens aizturi. Pateicoties spēcīgajai hidrofilitātei, celulozes ēteris var veidot stabilu koloidālu šķīdumu ūdenī, kas spēj absorbēt un saglabāt mitrumu. Šī ūdens aizturēšanas spēja ir svarīga, lai samazinātu plaisas, ko izraisa straujš ūdens zudums betonā agrīnas hidratācijas laikā. Īpaši sausā vidē vai augstas temperatūras būvniecības apstākļos celulozes ēteris var efektīvi novērst ūdens pārāk ātru iztvaikošanu un nodrošināt, ka ūdens daudzums cementa suspensijā ir pietiekams, lai nodrošinātu normālu hidratācijas reakciju.
Reoloģija un sabiezēšana
Celulozes ēteri var arī uzlabot cementa vircas reoloģiju. Pēc celulozes ētera pievienošanas cementa vircas konsistence ievērojami palielināsies. Šī parādība galvenokārt ir saistīta ar garās ķēdes struktūru, ko veido celulozes ētera molekulas ūdenī. Šī garās ķēdes molekula var ierobežot cementa daļiņu kustību, tādējādi palielinot vircas viskozitāti un konsistenci. Šī īpašība ir īpaši svarīga tādos lietojumos kā apmetums un flīžu līmes, jo tas neļauj cementa javai pārāk ātri plūst, vienlaikus nodrošinot labāku būvniecības veiktspēju.
Atlikt hidratāciju un pielāgot iestatīšanas laiku
Celulozes ēteris var aizkavēt cementa hidratācijas reakciju un palielināt cementa vircas sākotnējo un galīgo sacietēšanas laiku. Šis efekts rodas tāpēc, ka celulozes ētera molekulas tiek adsorbētas uz cementa daļiņu virsmas, veidojot barjeru, kas novērš tiešu saskari starp ūdeni un cementa daļiņām, tādējādi palēninot hidratācijas reakciju. Kavējot sacietēšanas laiku, celulozes ēteri var uzlabot būvniecības darbību, dodot būvstrādniekiem vairāk laika korekciju un labojumu veikšanai.
3. Ietekme uz cementa hidratācijas produktu formu
Celulozes ēteru klātbūtne ietekmē arī cementa hidratācijas produktu mikrostruktūru. Pētījumi liecina, ka kalcija silikāta hidrāta (CSH) gela morfoloģija mainīsies pēc celulozes ētera pievienošanas. Celulozes ētera molekulas var ietekmēt CSH kristālisko struktūru, padarot to vaļīgāku. Šī vaļīgā struktūra zināmā mērā var samazināt agrīno izturību, taču tā arī palīdz uzlabot materiāla stingrību.
Celulozes ēteri var arī samazināt ettringīta veidošanos hidratācijas procesā. Tā kā celulozes ēteris palēnina hidratācijas reakcijas ātrumu, tiek samazināts ettringīta veidošanās ātrums cementā, tādējādi samazinot iekšējo spriegumu, ko izraisa tilpuma paplašināšanās cietēšanas procesā.
4. Ietekme uz spēka attīstību
Celulozes ēteriem ir arī būtiska ietekme uz cementa bāzes materiālu stiprības attīstību. Tā kā celulozes ēteri palēnina cementa hidratācijas ātrumu, cementa pastas agrīnā stiprības attīstība parasti ir lēnāka. Tomēr, hidratācijas reakcijai turpinoties, pakāpeniski var parādīties celulozes ētera ūdens aiztures un hidratācijas produktu morfoloģijas regulējošais efekts, kas palīdzēs uzlabot izturību vēlākā posmā.
Jāņem vērā, ka pievienotajam celulozes ētera daudzumam un veidam ir divējāda ietekme uz izturību. Atbilstošs celulozes ētera daudzums var uzlabot konstrukcijas veiktspēju un palielināt vēlāko izturību, bet pārmērīga lietošana var izraisīt cementa materiālu agrīnas stiprības samazināšanos un ietekmēt galīgās mehāniskās īpašības. Tāpēc praktiskajos lietojumos celulozes ētera veids un deva ir jāoptimizē un jāprojektē atbilstoši īpašām inženiertehniskajām prasībām.
Celulozes ēteris ietekmē cementa hidratācijas procesu un materiāla īpašības, uzlabojot uz cementa bāzes izgatavotu materiālu ūdens aizturi, regulējot hidratācijas ātrumu un ietekmējot hidratācijas produktu formu. Lai gan celulozes ēteri var izraisīt agrīnas stiprības zudumu, tie var uzlabot betona izturību un stingrību ilgtermiņā. Celulozes ētera pievienošana var arī ievērojami uzlabot būvniecības veiktspēju, jo īpaši pielietojuma scenārijos, kuriem nepieciešams ilgs darba laiks un augstas ūdens aiztures prasības. Tam ir neaizvietojamas priekšrocības. Faktiskajos inženiertehniskos lietojumos saprātīga celulozes ētera veida un devas izvēle var līdzsvarot materiāla izturības, konstrukcijas veiktspējas un izturības prasības.
Izlikšanas laiks: 27. septembris 2024