Celluloseethere er en type organiske polymerforbindelser, der er kemisk modificeret fra naturlig cellulose. De er almindeligt anvendt i byggematerialer, især i cementbaserede materialer. Celluloseethers indflydelse på cementhydratiseringsprocessen afspejles hovedsageligt i følgende aspekter: spredningen af cementpartikler, vandretention, fortykkelseseffekt og indflydelsen på morfologien og styrkeudviklingen af cementhydratiseringsprodukter.
1. Introduktion til cementhydrering
Hydratiseringsprocessen af cement er en række komplekse fysiske og kemiske reaktioner mellem cement og vand. Disse reaktioner får cementpastaen til gradvist at hærde for at danne en fast struktur, og til sidst producerer hydreringsprodukter såsom calciumsilikathydrat (CSH) og calciumhydroxid (CH). Under denne proces påvirker cementens hydratiseringsreaktionshastighed, fluiditeten og vandretentionen af gyllen og dannelsen af hydratiseringsprodukter direkte styrken og holdbarheden af den endelige beton.
2. Virkningsmekanismen for celluloseethere
Celluloseether spiller en væsentlig fysisk og kemisk regulerende rolle i cementhydreringsprocessen. Celluloseether påvirker hovedsageligt cementens hydreringsprocessen på to måder: den ene er ved at påvirke fordelingen og fordampningen af vand i cementopslæmningen; den anden er ved at påvirke spredningen og koaguleringen af cementpartikler.
Fugtkontrol og vandretention
Celluloseethere kan i høj grad forbedre vandretentionen af cementbaserede materialer. På grund af sin stærke hydrofilicitet kan celluloseether danne en stabil kolloid opløsning i vand, som kan absorbere og holde på fugt. Denne vandholdende kapacitet er vigtig for at reducere revner forårsaget af hurtigt vandtab i beton under tidlig hydrering. Især i tørre miljøer eller højtemperaturkonstruktionsforhold kan celluloseether effektivt forhindre vand i at fordampe for hurtigt og sikre, at mængden af vand i cementopslæmningen er tilstrækkelig til at understøtte den normale hydreringsreaktion.
Rheologi og fortykkelse
Celluloseethere kan også forbedre rheologien af cementopslæmninger. Efter tilsætning af celluloseether vil konsistensen af cementopslæmningen stige betydeligt. Dette fænomen tilskrives hovedsageligt den lange kædestruktur, der dannes af celluloseethermolekyler i vand. Dette langkædede molekyle kan begrænse bevægelsen af cementpartikler og derved øge gyllens viskositet og konsistens. Denne egenskab er særlig vigtig i applikationer som pudsning og fliselim, da den forhindrer cementmørtel i at flyde for hurtigt, samtidig med at den giver bedre konstruktionsydelse.
Forsink hydrering og juster indstillingstiden
Celluloseether kan forsinke hydratiseringsreaktionen af cement og øge den indledende indstilling og den endelige hærdningstid for cementopslæmning. Denne effekt opstår, fordi molekylerne af celluloseether adsorberes på overfladen af cementpartikler og danner en barriere, der forhindrer direkte kontakt mellem vand og cementpartikler og dermed bremser hydratiseringsreaktionen. Ved at forsinke hærdningstiden kan celluloseethere forbedre konstruktionens funktionalitet, hvilket giver bygningsarbejdere mere tid til at foretage justeringer og korrektioner.
3. Effekt på formen af cementhydreringsprodukter
Tilstedeværelsen af celluloseethere påvirker også mikrostrukturen af cementhydratiseringsprodukter. Undersøgelser har vist, at morfologien af calciumsilikathydrat (CSH) gel vil ændre sig efter tilsætning af celluloseether. Celluloseethermolekyler kan påvirke krystalstrukturen af CSH, hvilket gør den mere løs. Denne løse struktur kan reducere tidlig styrke til en vis grad, men den hjælper også med at forbedre materialets sejhed.
Celluloseethere kan også reducere dannelsen af ettringit under hydreringsprocessen. Da celluloseether forsinker hydratiseringsreaktionshastigheden, reduceres dannelseshastigheden af ettringit i cementen, hvilket reducerer den indre spænding forårsaget af volumenudvidelse under hærdningsprocessen.
4. Effekt på styrkeudvikling
Celluloseethere har også en væsentlig indflydelse på styrkeudviklingen af cementbaserede materialer. Fordi celluloseethere forsinker cementens hydratiseringshastighed, er den tidlige styrkeudvikling af cementpastaer normalt langsommere. Men efterhånden som hydratiseringsreaktionen fortsætter, kan den regulerende effekt af celluloseethervandretention og hydratiseringsproduktmorfologi gradvist opstå, hvilket vil bidrage til at forbedre styrken i det senere stadium.
Det skal bemærkes, at den tilsatte mængde og type celluloseether har en dobbelt indflydelse på styrken. En passende mængde celluloseether kan forbedre konstruktionens ydeevne og øge senere styrke, men overdreven brug kan føre til et fald i den tidlige styrke af cementbaserede materialer og påvirke de endelige mekaniske egenskaber. Derfor skal typen og doseringen af celluloseether i praktiske applikationer optimeres og designes i overensstemmelse med specifikke tekniske krav.
Celluloseether påvirker hydratiseringsprocessen og materialeegenskaberne af cement ved at forbedre vandretentionen af cementbaserede materialer, justere hydratiseringshastigheden og påvirke formen af hydreringsprodukter. Selvom celluloseethere kan forårsage tab af tidlig styrke, kan de forbedre betonens holdbarhed og sejhed på lang sigt. Tilsætning af celluloseether kan også forbedre konstruktionens ydeevne betydeligt, især i anvendelsesscenarier, der kræver lange arbejdstider og høje krav til vandretention. Det har uerstattelige fordele. I faktiske tekniske applikationer kan et rimeligt valg af type og dosering af celluloseether afbalancere materialets styrke, konstruktionsydelse og holdbarhedskrav.
Indlægstid: 27. september 2024