etere di cellulosa
L'etere di cellulosa è un termine generico per una serie di prodotti ottenuti dalla reazione di cellulosa alcalina e un agente eterificante in determinate condizioni. La cellulosa alcalina viene sostituita da diversi agenti eterificanti per ottenere diversi eteri di cellulosa. In base alle proprietà di ionizzazione dei sostituenti, gli eteri di cellulosa possono essere suddivisi in due categorie: ionici (come la carbossimetilcellulosa) e non ionici (come la metilcellulosa). In base al tipo di sostituente, l'etere di cellulosa può essere suddiviso in monoetere (come la metilcellulosa) ed etere misto (come l'idrossipropilmetilcellulosa). In base alla diversa solubilità, può essere suddiviso in idrosolubile (come l'idrossietilcellulosa) e solubile in solventi organici (come l'etilcellulosa), ecc. La malta miscelata a secco è principalmente composta da cellulosa idrosolubile, e la cellulosa idrosolubile si divide in tipo istantaneo e tipo a dissoluzione ritardata trattata in superficie.
Il meccanismo d'azione dell'etere di cellulosa nella malta è il seguente:
(1) Dopo che l'etere di cellulosa nella malta è disciolto in acqua, la distribuzione efficace e uniforme del materiale cementizio nel sistema è assicurata grazie all'attività superficiale e l'etere di cellulosa, come colloide protettivo, "avvolge" le particelle solide e uno strato di pellicola lubrificante è formato sulla sua superficie esterna, che rende il sistema di malta più stabile e migliora anche la fluidità della malta durante il processo di miscelazione e la scorrevolezza della costruzione.
(2) Grazie alla sua struttura molecolare, la soluzione di etere di cellulosa fa sì che l'acqua nella malta non si perda facilmente e la rilascia gradualmente per un lungo periodo di tempo, conferendo alla malta una buona ritenzione idrica e lavorabilità.
1. Metilcellulosa (MC)
Dopo il trattamento alcalino del cotone raffinato, l'etere di cellulosa viene prodotto attraverso una serie di reazioni con cloruro di metano come agente eterificante. Generalmente, il grado di sostituzione è compreso tra 1,6 e 2,0, e anche la solubilità varia a seconda del grado di sostituzione. Appartiene alla categoria degli eteri di cellulosa non ionizzanti.
(1) La metilcellulosa è solubile in acqua fredda e difficilmente si scioglie in acqua calda. La sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo di pH = 3~12. Presenta una buona compatibilità con amido, gomma di guar, ecc. e molti tensioattivi. Quando la temperatura raggiunge la temperatura di gelificazione, si verifica la gelificazione.
(2) La ritenzione idrica della metilcellulosa dipende dalla quantità aggiunta, dalla viscosità, dalla finezza delle particelle e dalla velocità di dissoluzione. Generalmente, se la quantità aggiunta è elevata, la finezza è bassa e la viscosità è elevata, la velocità di ritenzione idrica è elevata. Tra questi, la quantità aggiunta ha il maggiore impatto sulla velocità di ritenzione idrica e il livello di viscosità non è direttamente proporzionale al livello di velocità di ritenzione idrica. La velocità di dissoluzione dipende principalmente dal grado di modificazione superficiale delle particelle di cellulosa e dalla loro finezza. Tra gli eteri di cellulosa sopra menzionati, la metilcellulosa e l'idrossipropilmetilcellulosa presentano velocità di ritenzione idrica più elevate.
(3) Le variazioni di temperatura influiscono notevolmente sulla capacità di ritenzione idrica della metilcellulosa. In genere, maggiore è la temperatura, peggiore è la ritenzione idrica. Se la temperatura della malta supera i 40 °C, la ritenzione idrica della metilcellulosa si riduce significativamente, compromettendo seriamente la qualità della malta.
(4) La metilcellulosa ha un effetto significativo sulla costruzione e l'adesione della malta. Il termine "adesione" si riferisce alla forza adesiva percepita tra l'utensile applicatore dell'operatore e il substrato della parete, ovvero alla resistenza al taglio della malta. L'adesività è elevata, la resistenza al taglio della malta è elevata e anche la forza richiesta dagli operatori durante il processo di utilizzo è elevata, mentre le prestazioni costruttive della malta sono scarse. L'adesione della metilcellulosa è a un livello moderato nei prodotti a base di etere di cellulosa.
2. Idrossipropilmetilcellulosa (HPMC)
L'idrossipropilmetilcellulosa è una varietà di cellulosa la cui produzione e consumo sono aumentati rapidamente negli ultimi anni. Si tratta di un etere misto di cellulosa non ionico ottenuto da cotone raffinato dopo alcalinizzazione, utilizzando ossido di propilene e cloruro di metile come agenti di eterificazione, attraverso una serie di reazioni. Il grado di sostituzione è generalmente compreso tra 1,2 e 2,0. Le sue proprietà variano a causa dei diversi rapporti tra il contenuto di metossile e quello di idrossipropile.
(1) L'idrossipropilmetilcellulosa è facilmente solubile in acqua fredda, mentre incontra difficoltà a dissolversi in acqua calda. Tuttavia, la sua temperatura di gelificazione in acqua calda è significativamente superiore a quella della metilcellulosa. Anche la solubilità in acqua fredda è notevolmente migliorata rispetto alla metilcellulosa.
(2) La viscosità dell'idrossipropilmetilcellulosa è correlata al suo peso molecolare: maggiore è il peso molecolare, maggiore è la viscosità. Anche la temperatura influenza la sua viscosità: all'aumentare della temperatura, la viscosità diminuisce. Tuttavia, la sua elevata viscosità ha un effetto della temperatura inferiore rispetto alla metilcellulosa. La sua soluzione è stabile se conservata a temperatura ambiente.
(3) La ritenzione idrica dell'idrossipropilmetilcellulosa dipende dalla quantità aggiunta, dalla viscosità, ecc. e il suo tasso di ritenzione idrica con la stessa quantità aggiunta è superiore a quello della metilcellulosa.
(4) L'idrossipropilmetilcellulosa è stabile agli acidi e agli alcali, e la sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo di pH = 2~12. La soda caustica e l'acqua di calce hanno scarso effetto sulle sue prestazioni, ma gli alcali possono accelerarne la dissoluzione e aumentarne la viscosità. L'idrossipropilmetilcellulosa è stabile ai sali comuni, ma quando la concentrazione della soluzione salina è elevata, la viscosità della soluzione di idrossipropilmetilcellulosa tende ad aumentare.
(5) L'idrossipropilmetilcellulosa può essere miscelata con composti polimerici idrosolubili per formare una soluzione uniforme e ad alta viscosità, come alcol polivinilico, etere di amido, gomma vegetale, ecc.
(6) L'idrossipropilmetilcellulosa ha una migliore resistenza agli enzimi rispetto alla metilcellulosa e la sua soluzione ha meno probabilità di essere degradata dagli enzimi rispetto alla metilcellulosa.
(7) L'adesione dell'idrossipropilmetilcellulosa alla malta da costruzione è superiore a quella della metilcellulosa.
3. Idrossietilcellulosa (HEC)
È ricavato da cotone raffinato trattato con alcali e fatto reagire con ossido di etilene come agente eterificante in presenza di acetone. Il grado di sostituzione è generalmente compreso tra 1,5 e 2,0. Presenta una forte idrofilia e assorbe facilmente l'umidità.
(1) L'idrossietilcellulosa è solubile in acqua fredda, ma è difficile da sciogliere in acqua calda. La sua soluzione è stabile ad alta temperatura senza gelificare. Può essere utilizzata a lungo ad alta temperatura nella malta, ma la sua ritenzione idrica è inferiore a quella della metilcellulosa.
(2) L'idrossietilcellulosa è stabile agli acidi e agli alcali in genere. Gli alcali possono accelerarne la dissoluzione e aumentarne leggermente la viscosità. La sua disperdibilità in acqua è leggermente inferiore a quella della metilcellulosa e dell'idrossipropilmetilcellulosa.
(3) L'idrossietilcellulosa ha buone prestazioni anti-colata per la malta, ma ha un tempo di ritardo più lungo per il cemento.
(4) Le prestazioni dell'idrossietilcellulosa prodotta da alcune imprese nazionali sono ovviamente inferiori a quelle della metilcellulosa a causa del suo elevato contenuto di acqua e di ceneri.
4. Carbossimetilcellulosa (CMC)
L'etere ionico di cellulosa è prodotto da fibre naturali (cotone, ecc.) dopo un trattamento alcalino, utilizzando il monocloroacetato di sodio come agente di eterificazione e sottoponendolo a una serie di trattamenti di reazione. Il grado di sostituzione è generalmente compreso tra 0,4 e 1,4 e le sue prestazioni sono notevolmente influenzate dal grado di sostituzione.
(1) La carbossimetilcellulosa è più igroscopica e conterrà più acqua se conservata in condizioni generali.
(2) La soluzione acquosa di carbossimetilcellulosa non produce gel e la viscosità diminuisce con l'aumentare della temperatura. Quando la temperatura supera i 50 °C, la viscosità è irreversibile.
(3) La sua stabilità è fortemente influenzata dal pH. Generalmente, può essere utilizzato in malte a base di gesso, ma non in malte a base di cemento. Quando è fortemente alcalino, perde viscosità.
(4) La sua ritenzione idrica è di gran lunga inferiore a quella della metilcellulosa. Ha un effetto ritardante sulla malta a base di gesso e ne riduce la resistenza. Tuttavia, il prezzo della carbossimetilcellulosa è significativamente inferiore a quello della metilcellulosa.
Polvere di gomma polimerica ridisperdibile
La polvere di gomma ridisperdibile viene lavorata mediante essiccazione a spruzzo di una speciale emulsione polimerica. Durante il processo di lavorazione, colloidi protettivi, agenti antiagglomeranti, ecc. diventano additivi indispensabili. La polvere di gomma essiccata è costituita da particelle sferiche di 80~100 mm raggruppate. Queste particelle sono solubili in acqua e formano una dispersione stabile leggermente più grande delle particelle dell'emulsione originale. Questa dispersione formerà una pellicola dopo la disidratazione e l'essiccazione. Questa pellicola è irreversibile come la formazione di una pellicola di emulsione generale e non si ridisperderà a contatto con l'acqua. Dispersioni.
La polvere di gomma ridisperdibile può essere suddivisa in: copolimero stirene-butadiene, copolimero etilenico con acido carbonico terziario, copolimero etilenico-acetato-acido acetico, ecc., e su questi vengono aggiunti silicone, vinil laurato, ecc. per migliorarne le prestazioni. Diverse misure di modifica conferiscono alla polvere di gomma ridisperdibile proprietà diverse come resistenza all'acqua, resistenza agli alcali, resistenza agli agenti atmosferici e flessibilità. Contiene vinil laurato e silicone, che conferiscono alla polvere di gomma una buona idrofobicità. Vinil carbonato terziario altamente ramificato con basso valore di Tg e buona flessibilità.
Quando questi tipi di polveri di gomma vengono applicati alla malta, hanno tutti un effetto ritardante sul tempo di presa del cemento, ma l'effetto ritardante è inferiore a quello dell'applicazione diretta di emulsioni simili. In confronto, lo stirene-butadiene ha l'effetto ritardante maggiore, mentre l'etilene-vinil acetato ha quello minore. Se il dosaggio è troppo basso, l'effetto di miglioramento delle prestazioni della malta non è evidente.
Fibre di polipropilene
La fibra di polipropilene è composta da polipropilene come materia prima e da una quantità adeguata di modificatore. Il diametro della fibra è generalmente di circa 40 micron, la resistenza alla trazione è di 300~400 mpa, il modulo elastico è ≥3500 mpa e l'allungamento a rottura è del 15~18%. Le sue caratteristiche prestazionali:
(1) Le fibre di polipropilene sono distribuite uniformemente in direzioni casuali tridimensionali nella malta, formando un sistema di rinforzo a rete. Aggiungendo 1 kg di fibra di polipropilene a ogni tonnellata di malta, si possono ottenere oltre 30 milioni di fibre monofilamento.
(2) L'aggiunta di fibre di polipropilene alla malta può ridurre efficacemente le crepe da ritiro della malta allo stato plastico, indipendentemente dal fatto che queste crepe siano visibili o meno. Inoltre, può ridurre significativamente il sanguinamento superficiale e l'assestamento degli aggregati nella malta fresca.
(3) Per il corpo indurito con malta, la fibra di polipropilene può ridurre significativamente il numero di crepe da deformazione. In altre parole, quando il corpo indurito con malta produce sollecitazioni dovute alla deformazione, può resistere e trasmettere sollecitazioni. Quando il corpo indurito con malta si crepa, può passivare la concentrazione di sollecitazioni all'apice della fessura e limitarne l'espansione.
(4) La dispersione efficiente delle fibre di polipropilene nella produzione di malta diventerà un problema complesso. L'attrezzatura di miscelazione, il tipo e il dosaggio delle fibre, il rapporto di miscelazione della malta e i relativi parametri di processo diventeranno tutti fattori importanti che influenzano la dispersione.
agente aerante
Un agente aerante è un tipo di tensioattivo in grado di formare bolle d'aria stabili nel calcestruzzo o nella malta fresca mediante metodi fisici. Tra questi rientrano principalmente: colofonia e i suoi polimeri termici, tensioattivi non ionici, alchilbenzensolfonati, lignosolfonati, acidi carbossilici e loro sali, ecc.
Gli agenti aeranti vengono spesso utilizzati per preparare malte da intonaco e da muratura. L'aggiunta di agenti aeranti può comportare alcune modifiche nelle prestazioni della malta.
(1) Grazie all'introduzione di bolle d'aria, è possibile aumentare la facilità e la lavorabilità della malta appena miscelata e ridurre il sanguinamento.
(2) Il semplice utilizzo dell'agente aerante ridurrà la resistenza e l'elasticità dello stampo nella malta. Se l'agente aerante e l'agente riduttore d'acqua vengono utilizzati insieme, e il rapporto è appropriato, il valore di resistenza non diminuirà.
(3) Può migliorare significativamente la resistenza al gelo della malta indurita, migliorare l'impermeabilità della malta e migliorare la resistenza all'erosione della malta indurita.
(4) L'agente aerante aumenterà il contenuto d'aria della malta, che aumenterà il ritiro della malta e il valore di ritiro può essere opportunamente ridotto aggiungendo un agente riducente l'acqua.
Poiché la quantità di agente aerante aggiunta è molto ridotta, rappresentando generalmente solo pochi decimillesimi della quantità totale di materiali cementizi, è necessario assicurarsi che venga dosata e miscelata accuratamente durante la produzione della malta; fattori come i metodi e i tempi di miscelazione influiscono notevolmente sulla quantità di agente aerante. Pertanto, nelle attuali condizioni di produzione e costruzione nazionali, l'aggiunta di agenti aeranti alla malta richiede un notevole lavoro sperimentale.
agente di forza iniziale
Per migliorare la resistenza iniziale del calcestruzzo e della malta vengono comunemente impiegati agenti solforati, tra cui principalmente solfato di sodio, tiosolfato di sodio, solfato di alluminio e solfato di potassio e alluminio.
In genere, viene ampiamente utilizzato il solfato di sodio anidro, il cui dosaggio è basso e l'effetto di resistenza iniziale è buono, ma se il dosaggio è troppo elevato, causerà espansione e crepe nella fase successiva e, allo stesso tempo, si verificherà un ritorno alcalino, che influenzerà l'aspetto e l'effetto dello strato di decorazione superficiale.
Il formiato di calcio è anche un buon agente antigelo. Ha un buon effetto di resistenza iniziale, meno effetti collaterali, buona compatibilità con altri additivi e molte proprietà sono migliori degli agenti di resistenza iniziale a base di solfato, ma il prezzo è più alto.
antigelo
Se la malta viene utilizzata a temperature negative, senza l'adozione di misure antigelo, si verificheranno danni da gelo e la resistenza del corpo indurito verrà compromessa. L'antigelo previene i danni da gelo in due modi: previene il gelo e migliora la resistenza iniziale della malta.
Tra gli agenti antigelo comunemente utilizzati, il nitrito di calcio e il nitrito di sodio offrono i migliori effetti antigelo. Poiché il nitrito di calcio non contiene ioni di potassio e sodio, può ridurre la formazione di aggregati alcalini se utilizzato nel calcestruzzo, ma la sua lavorabilità è leggermente scarsa se utilizzato nella malta, mentre il nitrito di sodio ha una lavorabilità migliore. L'antigelo viene utilizzato in combinazione con un agente a resistenza iniziale e un riduttore d'acqua per ottenere risultati soddisfacenti. Quando la malta miscelata a secco con antigelo viene utilizzata a temperature estremamente basse (sotto lo zero), la temperatura della miscela deve essere aumentata in modo appropriato, ad esempio mescolandola con acqua calda.
Se la quantità di antigelo è eccessiva, la resistenza della malta ridurrà nella fase successiva e la superficie della malta indurita presenterà problemi come il ritorno di alcali, che influenzeranno l'aspetto e l'effetto dello strato decorativo superficiale.
Data di pubblicazione: 16-gen-2023