Celluloseetere er en type organiske polymerforbindelser kjemisk modifisert fra naturlig cellulose. De brukes ofte i byggematerialer, spesielt i sementbaserte materialer. Påvirkningen av celluloseeter på sementhydratiseringsprosessen gjenspeiles hovedsakelig i følgende aspekter: spredning av sementpartikler, vannretensjon, fortykningseffekt og påvirkning på morfologien og styrkeutviklingen til sementhydratiseringsprodukter.
1. Introduksjon til sementhydrering
Hydratiseringsprosessen til sement er en serie komplekse fysiske og kjemiske reaksjoner mellom sement og vann. Disse reaksjonene fører til at sementpastaen gradvis herdes for å danne en solid struktur, og til slutt produserer hydratiseringsprodukter som kalsiumsilikathydrat (CSH) og kalsiumhydroksid (CH). Under denne prosessen påvirker hydratiseringsreaksjonshastigheten til sementen, fluiditeten og vannretensjonen til slurryen og dannelsen av hydratiseringsprodukter direkte styrken og holdbarheten til den endelige betongen.
2. Virkningsmekanismen til celluloseetere
Celluloseeter spiller en betydelig fysisk og kjemisk regulerende rolle i sementhydreringsprosessen. Celluloseeter påvirker hovedsakelig hydratiseringsprosessen til sement på to måter: den ene er ved å påvirke fordelingen og fordampningen av vann i sementoppslemmingen; den andre er ved å påvirke spredningen og koaguleringen av sementpartikler.
Fuktighetskontroll og vannretensjon
Celluloseetere kan i stor grad forbedre vannretensjonen til sementbaserte materialer. På grunn av sin sterke hydrofilisitet kan celluloseeter danne en stabil kolloid løsning i vann, som kan absorbere og holde på fuktighet. Denne vannholdende kapasiteten er viktig for å redusere sprekker forårsaket av raskt vanntap i betong under tidlig hydrering. Spesielt i tørre miljøer eller konstruksjonsforhold med høye temperaturer kan celluloseeter effektivt forhindre at vann fordamper for raskt og sikre at mengden vann i sementslurryen er tilstrekkelig til å støtte den normale hydratiseringsreaksjonen.
Reologi og fortykning
Celluloseetere kan også forbedre reologien til sementslam. Etter tilsetning av celluloseeter vil konsistensen til sementoppslemming øke betydelig. Dette fenomenet tilskrives hovedsakelig den lange kjedestrukturen som dannes av celluloseetermolekyler i vann. Dette langkjedede molekylet kan begrense bevegelsen av sementpartikler, og dermed øke viskositeten og konsistensen til slurryen. Denne egenskapen er spesielt viktig i bruksområder som plastering og flislim, siden den hindrer sementmørtel i å flyte for raskt samtidig som den gir bedre konstruksjonsytelse.
Utsett hydrering og juster innstillingstiden
Celluloseeter kan forsinke hydratiseringsreaksjonen til sement og øke den innledende innstillingen og den endelige herdetiden for sementoppslemmingen. Denne effekten oppstår fordi molekylene av celluloseeter er adsorbert på overflaten av sementpartikler, og danner en barriere som forhindrer direkte kontakt mellom vann og sementpartikler, og dermed bremser hydratiseringsreaksjonen. Ved å forsinke herdetiden, kan celluloseetere forbedre konstruksjonsoperabiliteten, og gi bygningsarbeidere mer tid til å foreta justeringer og korreksjoner.
3. Effekt på formen til sementhydreringsprodukter
Tilstedeværelsen av celluloseetere påvirker også mikrostrukturen til sementhydratiseringsprodukter. Studier har vist at morfologien til kalsiumsilikathydrat (CSH) gel vil endre seg etter tilsetning av celluloseeter. Celluloseetermolekyler kan påvirke krystallstrukturen til CSH, noe som gjør den mer løs. Denne løse strukturen kan redusere tidlig styrke til en viss grad, men den bidrar også til å forbedre materialets seighet.
Celluloseetere kan også redusere dannelsen av ettringitt under hydratiseringsprosessen. Siden celluloseeter forsinker hastigheten på hydratiseringsreaksjonen, reduseres dannelseshastigheten av ettringitt i sementen, og reduserer dermed den indre spenningen forårsaket av volumekspansjon under herdeprosessen.
4. Effekt på styrkeutvikling
Celluloseetere har også en betydelig innvirkning på styrkeutviklingen til sementbaserte materialer. Fordi celluloseetere forsinker hydratiseringshastigheten til sement, er den tidlige styrkeutviklingen av sementpasta vanligvis langsommere. Men ettersom hydratiseringsreaksjonen fortsetter, kan den regulerende effekten av celluloseetervannretensjon og hydratiseringsproduktmorfologi gradvis oppstå, noe som vil bidra til å forbedre styrken i det senere stadiet.
Det skal bemerkes at tilsatt mengde og type celluloseeter har en dobbel innvirkning på styrken. En passende mengde celluloseeter kan forbedre konstruksjonsytelsen og øke senere styrke, men overdreven bruk kan føre til en reduksjon i den tidlige styrken til sementbaserte materialer og påvirke de endelige mekaniske egenskapene. Derfor, i praktiske applikasjoner, må typen og doseringen av celluloseeter optimaliseres og utformes i henhold til spesifikke tekniske krav.
Celluloseeter påvirker hydratiseringsprosessen og materialegenskapene til sement ved å forbedre vannretensjonen til sementbaserte materialer, justere hydratiseringshastigheten og påvirke formen til hydratiseringsprodukter. Selv om celluloseetere kan forårsake tap av tidlig styrke, kan de forbedre holdbarheten og seigheten til betong på lang sikt. Tilsetning av celluloseeter kan også forbedre konstruksjonsytelsen betydelig, spesielt i bruksscenarier som krever lange arbeidstider og høye krav til vannretensjon. Det har uerstattelige fordeler. I faktiske ingeniørapplikasjoner kan rimelig utvalg av type og dosering av celluloseeter balansere materialets styrke, konstruksjonsytelse og holdbarhetskrav.
Innleggstid: 27. september 2024