Pada mortar siap pakai, jumlah penambahan selulosa eter sangat rendah, namun dapat meningkatkan kinerja mortar basah secara signifikan, dan merupakan bahan tambahan utama yang mempengaruhi kinerja konstruksi mortar. Pemilihan selulosa eter yang berbeda dari varietas yang berbeda, viskositas yang berbeda, ukuran partikel yang berbeda, tingkat viskositas yang berbeda dan jumlah tambahan yang berbeda akan berdampak positif pada peningkatan kinerja mortar bubuk kering. Saat ini, banyak mortar pasangan bata dan plesteran memiliki kinerja retensi air yang buruk, dan bubur air akan terpisah setelah beberapa menit didiamkan. Retensi air adalah kinerja penting dari metil selulosa eter, dan juga merupakan kinerja yang diperhatikan oleh banyak produsen mortar campuran kering dalam negeri, terutama di wilayah selatan dengan suhu tinggi. Faktor-faktor yang mempengaruhi efek retensi air pada mortar campuran kering meliputi jumlah MC yang ditambahkan, viskositas MC, kehalusan partikel dan suhu lingkungan penggunaan.
1. Konsep
Selulosa eter adalah polimer sintetik yang terbuat dari selulosa alami melalui modifikasi kimia. Selulosa eter merupakan turunan dari selulosa alami. Produksi selulosa eter berbeda dengan polimer sintetik. Bahan dasarnya adalah selulosa, senyawa polimer alami. Karena kekhasan struktur selulosa alami, selulosa itu sendiri tidak memiliki kemampuan untuk bereaksi dengan zat eterifikasi. Namun, setelah perlakuan dengan zat pembengkakan, ikatan hidrogen yang kuat antara rantai molekul dan rantai tersebut dihancurkan, dan pelepasan aktif gugus hidroksil menjadi selulosa alkali reaktif. Dapatkan selulosa eter.
Sifat selulosa eter bergantung pada jenis, jumlah dan distribusi substituen. Klasifikasi selulosa eter juga didasarkan pada jenis substituen, derajat eterifikasi, kelarutan dan sifat aplikasi terkait. Menurut jenis substituen pada rantai molekulnya, dapat dibagi menjadi monoeter dan eter campuran. MC yang biasa kita gunakan adalah monoether, dan HPMC adalah mixed ether. Metil selulosa eter MC adalah produk setelah gugus hidroksil pada unit glukosa selulosa alami disubstitusi oleh metoksi. Ini adalah produk yang diperoleh dengan mensubstitusi sebagian gugus hidroksil pada unit dengan gugus metoksi dan bagian lain dengan gugus hidroksipropil. Rumus strukturnya adalah [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hidroksietil metil selulosa eter HEMC, ini adalah varietas utama yang banyak digunakan dan dijual di pasaran.
Dilihat dari kelarutannya, dapat dibagi menjadi ionik dan nonionik. Eter selulosa non-ionik yang larut dalam air terutama terdiri dari dua rangkaian alkil eter dan hidroksialkil eter. Ionic CMC terutama digunakan dalam deterjen sintetis, pencetakan dan pewarnaan tekstil, eksplorasi makanan dan minyak. MC non-ionik, HPMC, HEMC, dll. terutama digunakan dalam bahan konstruksi, pelapis lateks, obat-obatan, bahan kimia sehari-hari, dll. Digunakan sebagai pengental, bahan penahan air, penstabil, pendispersi dan bahan pembentuk film.
Kedua, retensi air selulosa eter
Retensi air selulosa eter: Dalam produksi bahan bangunan, terutama mortar bubuk kering, selulosa eter memainkan peran yang tidak tergantikan, terutama dalam produksi mortar khusus (mortar termodifikasi), ini merupakan komponen yang sangat diperlukan dan penting.
Peran penting selulosa eter yang larut dalam air dalam mortar terutama memiliki tiga aspek, yang pertama adalah kapasitas retensi air yang sangat baik, yang lainnya adalah pengaruhnya terhadap konsistensi dan tiksotropi mortar, dan yang ketiga adalah interaksinya dengan semen. Efek retensi air selulosa eter bergantung pada penyerapan air pada lapisan dasar, komposisi mortar, ketebalan lapisan mortar, kebutuhan air mortar, dan waktu pengerasan bahan pengikat. Retensi air selulosa eter sendiri berasal dari kelarutan dan dehidrasi selulosa eter itu sendiri. Seperti kita ketahui bersama, meskipun rantai molekul selulosa mengandung sejumlah besar gugus OH yang sangat terhidrasi, namun tidak larut dalam air, karena struktur selulosa memiliki derajat kristalinitas yang tinggi.
Kemampuan hidrasi gugus hidroksil saja tidak cukup untuk menutupi kuatnya ikatan hidrogen dan gaya van der Waals antar molekul. Oleh karena itu, ia hanya membengkak tetapi tidak larut dalam air. Ketika substituen dimasukkan ke dalam rantai molekul, tidak hanya substituen yang menghancurkan rantai hidrogen, tetapi ikatan hidrogen antar rantai juga hancur karena terjepitnya substituen di antara rantai yang berdekatan. Semakin besar substituen, semakin besar jarak antar molekul. Semakin besar jaraknya. Semakin besar efek penghancuran ikatan hidrogen, selulosa eter menjadi larut dalam air setelah kisi selulosa mengembang dan larutan masuk, membentuk larutan dengan viskositas tinggi. Ketika suhu naik, hidrasi polimer melemah, dan air di antara rantai terdorong keluar. Ketika efek dehidrasi cukup, molekul mulai berkumpul, membentuk gel struktur jaringan tiga dimensi dan terlipat.
Faktor-faktor yang mempengaruhi retensi air mortar meliputi viskositas selulosa eter, jumlah penambahan, kehalusan partikel dan suhu penggunaan:
Semakin besar viskositas selulosa eter, semakin baik kinerja retensi airnya. Viskositas merupakan parameter penting kinerja MC. Saat ini, produsen MC yang berbeda menggunakan metode dan instrumen yang berbeda untuk mengukur viskositas MC. Metode utamanya adalah Haake Rotovisko, Hoppler, Ubbelohde dan Brookfield. Untuk produk yang sama, hasil viskositas yang diukur dengan metode berbeda sangat berbeda, bahkan ada yang memiliki perbedaan dua kali lipat. Oleh karena itu, ketika membandingkan viskositas, harus dilakukan antara metode pengujian yang sama, termasuk suhu, rotor, dll.
Secara umum, semakin tinggi viskositasnya, semakin baik efek retensi airnya. Namun, semakin tinggi viskositas dan semakin tinggi berat molekul MC, penurunan kelarutannya akan berdampak negatif pada kekuatan dan kinerja konstruksi mortar. Semakin tinggi viskositas maka semakin nyata efek pengentalan pada mortar, namun tidak berbanding lurus. Semakin tinggi viskositasnya, semakin kental mortar basahnya, yaitu selama konstruksi, ia terlihat lengket pada scraper dan daya rekatnya tinggi pada substrat. Namun tidak ada gunanya meningkatkan kekuatan struktur mortar basah itu sendiri. Selama konstruksi, kinerja anti-sag tidak terlihat jelas. Sebaliknya, beberapa eter metil selulosa yang dimodifikasi dengan viskositas sedang dan rendah tetapi memiliki kinerja yang sangat baik dalam meningkatkan kekuatan struktural mortar basah.
Semakin besar jumlah selulosa eter yang ditambahkan ke dalam mortar, semakin baik kinerja retensi air, dan semakin tinggi viskositas, semakin baik kinerja retensi air.
Mengenai ukuran partikel, semakin halus partikelnya, semakin baik retensi airnya. Setelah partikel besar selulosa eter bersentuhan dengan air, permukaannya segera larut dan membentuk gel untuk membungkus bahan guna mencegah molekul air terus menyusup. Kadang-kadang ia tidak dapat terdispersi dan larut secara merata bahkan setelah pengadukan yang lama, sehingga membentuk larutan flokulan yang keruh atau aglomerasi. Ini sangat mempengaruhi retensi air selulosa eter, dan kelarutan merupakan salah satu faktor dalam memilih selulosa eter.
Kehalusan juga merupakan indeks kinerja penting dari metil selulosa eter. MC yang digunakan untuk mortar bubuk kering harus berbentuk bubuk, dengan kadar air rendah, dan kehalusannya juga membutuhkan 20%~60% ukuran partikel kurang dari 63um. Kehalusan mempengaruhi kelarutan metil selulosa eter. MC kasar biasanya berbentuk butiran, dan mudah larut dalam air tanpa menggumpal, namun laju disolusinya sangat lambat, sehingga tidak cocok untuk digunakan pada mortar bubuk kering. Dalam mortar bubuk kering, MC tersebar di antara bahan penyemen seperti agregat, bahan pengisi halus dan semen, dan hanya bubuk yang cukup halus yang dapat menghindari aglomerasi metil selulosa eter saat dicampur dengan air. Ketika MC ditambahkan dengan air untuk melarutkan aglomerat, sangat sulit untuk membubarkan dan melarutkan.
Kehalusan MC yang kasar tidak hanya boros, tetapi juga mengurangi kekuatan lokal mortar. Ketika mortar bubuk kering diterapkan di area yang luas, kecepatan pengawetan mortar bubuk kering lokal akan berkurang secara signifikan, dan retakan akan muncul karena waktu pengawetan yang berbeda. Untuk mortar semprot dengan konstruksi mekanis, persyaratan kehalusan lebih tinggi karena waktu pencampuran lebih singkat.
Kehalusan MC juga mempunyai dampak tertentu pada retensi airnya. Secara umum, untuk metil selulosa eter dengan viskositas yang sama tetapi kehalusan berbeda, dengan jumlah penambahan yang sama, semakin halus semakin baik efek retensi airnya.
Retensi air MC juga berhubungan dengan suhu yang digunakan, dan retensi air metil selulosa eter menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Namun, dalam aplikasi material sebenarnya, mortar bubuk kering sering diaplikasikan pada substrat panas dengan suhu tinggi (lebih tinggi dari 40 derajat) di banyak lingkungan, seperti plesteran dempul dinding eksterior di bawah sinar matahari di musim panas, yang sering mempercepat proses pengawetan semen dan pengerasan semen. mortar bubuk kering. Penurunan laju retensi air menimbulkan perasaan yang jelas bahwa kemampuan kerja dan ketahanan retak terpengaruh, dan sangat penting untuk mengurangi pengaruh faktor suhu dalam kondisi ini.
Meskipun aditif metil hidroksietil selulosa eter saat ini dianggap sebagai yang terdepan dalam perkembangan teknologi, ketergantungannya pada suhu masih akan menyebabkan melemahnya kinerja mortar bubuk kering. Meskipun jumlah metil hidroksietil selulosa ditingkatkan (formula musim panas), kemampuan kerja dan ketahanan retak masih belum dapat memenuhi kebutuhan penggunaan. Melalui beberapa perlakuan khusus pada MC, seperti peningkatan derajat eterifikasi, dll., efek retensi air dapat dipertahankan pada suhu yang lebih tinggi, sehingga dapat memberikan kinerja yang lebih baik dalam kondisi yang keras.
3. Penebalan dan Tiksotropi Selulosa Eter
Penebalan dan tiksotropi selulosa eter: Fungsi kedua selulosa eter—efek pengental bergantung pada: derajat polimerisasi selulosa eter, konsentrasi larutan, laju geser, suhu dan kondisi lainnya. Sifat pembentuk gel dari larutan ini unik untuk alkil selulosa dan turunannya yang termodifikasi. Sifat gelasi berhubungan dengan derajat substitusi, konsentrasi larutan dan bahan tambahan. Untuk turunan termodifikasi hidroksialkil, sifat gel juga berhubungan dengan derajat modifikasi hidroksialkil. Untuk MC dan HPMC dengan viskositas rendah dapat dibuat larutan 10%-15%, MC dan HPMC dengan viskositas sedang dapat dibuat larutan 5%-10%, sedangkan MC dan HPMC dengan viskositas tinggi hanya dapat dibuat larutan 2%-3%, dan Biasanya klasifikasi viskositas selulosa eter juga dinilai berdasarkan larutan 1% -2%.
Selulosa eter dengan berat molekul tinggi memiliki efisiensi pengentalan yang tinggi. Dalam larutan konsentrasi yang sama, polimer dengan berat molekul berbeda memiliki viskositas berbeda. Gelar tinggi. Viskositas target hanya dapat dicapai dengan menambahkan sejumlah besar selulosa eter dengan berat molekul rendah. Viskositasnya sedikit bergantung pada laju geser, dan viskositas tinggi mencapai viskositas target, dan jumlah penambahan yang diperlukan kecil, dan viskositas bergantung pada efisiensi pengentalan. Oleh karena itu, untuk mencapai konsistensi tertentu, sejumlah selulosa eter (konsentrasi larutan) dan viskositas larutan harus terjamin. Suhu gel larutan juga menurun secara linier dengan meningkatnya konsentrasi larutan, dan gel pada suhu kamar setelah mencapai konsentrasi tertentu. Konsentrasi pembentuk gel HPMC relatif tinggi pada suhu kamar.
Konsistensi juga dapat disesuaikan dengan memilih ukuran partikel dan memilih selulosa eter dengan tingkat modifikasi yang berbeda. Modifikasi yang disebut adalah dengan memperkenalkan substitusi gugus hidroksialkil pada tingkat tertentu pada struktur kerangka MC. Dengan mengubah nilai substitusi relatif kedua substituen yaitu nilai substitusi relatif DS dan ms gugus metoksi dan hidroksialkil yang sering kita ucapkan. Berbagai persyaratan kinerja selulosa eter dapat diperoleh dengan mengubah nilai substitusi relatif kedua substituen.
Hubungan konsistensi dan modifikasi: penambahan selulosa eter mempengaruhi konsumsi air mortar, perubahan rasio pengikat air antara air dan semen merupakan efek pengentalan, semakin tinggi dosisnya maka konsumsi airnya semakin besar.
Selulosa eter yang digunakan dalam bahan bangunan bubuk harus cepat larut dalam air dingin dan memberikan konsistensi yang sesuai untuk sistem. Jika diberi laju geser tertentu, tetap menjadi blok flokulan dan koloidal, yaitu produk di bawah standar atau kualitasnya buruk.
Ada juga hubungan linier yang baik antara konsistensi pasta semen dan dosis selulosa eter. Selulosa eter dapat sangat meningkatkan viskositas mortar. Semakin besar dosisnya, semakin jelas efeknya. Larutan berair selulosa eter dengan viskositas tinggi memiliki tiksotropi tinggi, yang juga merupakan karakteristik utama selulosa eter. Larutan polimer MC dalam air biasanya memiliki fluiditas pseudoplastik dan non-tiksotropik di bawah suhu gelnya, tetapi sifat aliran Newtonian pada laju geser yang rendah. Pseudoplastisitas meningkat seiring dengan berat molekul atau konsentrasi selulosa eter, terlepas dari jenis substituen dan derajat substitusi. Oleh karena itu, selulosa eter dengan tingkat kekentalan yang sama, tidak peduli MC, HPMC, HEMC, akan selalu menunjukkan sifat reologi yang sama selama konsentrasi dan suhu dijaga konstan.
Gel struktural terbentuk ketika suhu dinaikkan, dan terjadi aliran tiksotropik yang tinggi. Eter selulosa konsentrasi tinggi dan viskositas rendah menunjukkan tiksotropi bahkan di bawah suhu gel. Properti ini sangat bermanfaat untuk penyesuaian leveling dan sagging dalam konstruksi mortar bangunan. Perlu dijelaskan di sini bahwa semakin tinggi viskositas selulosa eter, semakin baik retensi air, tetapi semakin tinggi viskositas, semakin tinggi berat molekul relatif selulosa eter, dan penurunan kelarutannya, yang berdampak negatif. pada konsentrasi mortar dan kinerja konstruksi. Semakin tinggi viskositasnya, semakin jelas efek pengentalannya pada mortar, namun tidak sepenuhnya proporsional. Beberapa viskositas sedang dan rendah, tetapi selulosa eter yang dimodifikasi memiliki kinerja yang lebih baik dalam meningkatkan kekuatan struktural mortar basah. Dengan meningkatnya viskositas, retensi air selulosa eter meningkat. 4. Retardasi selulosa eter
Retardasi selulosa eter: Fungsi ketiga selulosa eter adalah menunda proses hidrasi semen. Selulosa eter memberi mortar berbagai sifat yang bermanfaat, dan juga mengurangi panas hidrasi awal semen dan menunda proses dinamis hidrasi semen. Hal ini tidak menguntungkan untuk penggunaan mortar di daerah dingin. Efek perlambatan ini disebabkan oleh adsorpsi molekul selulosa eter pada produk hidrasi seperti CSH dan ca(OH)2. Karena peningkatan viskositas larutan pori, selulosa eter mengurangi mobilitas ion dalam larutan, sehingga memperlambat proses hidrasi.
Waktu posting: 04 Februari 2023