Gli eteri di cellulosa sono un tipo di composti polimerici organici modificati chimicamente dalla cellulosa naturale. Sono comunemente usati nei materiali da costruzione, specialmente nei materiali a base di cemento. L'influenza dell'etere di cellulosa sul processo di idratazione del cemento si riflette principalmente nei seguenti aspetti: la dispersione di particelle di cemento, la ritenzione idrica, l'effetto ispessimento e l'influenza sulla morfologia e lo sviluppo della forza dei prodotti di idratazione del cemento.
1. Introduzione all'idratazione del cemento
Il processo di idratazione del cemento è una serie di reazioni fisiche e chimiche complesse tra cemento e acqua. Queste reazioni fanno sì che la pasta di cemento indurirà gradualmente una struttura solida, producendo infine prodotti di idratazione come idrato di silicato di calcio (CSH) e idrossido di calcio (CH). Durante questo processo, la velocità di reazione dell'idratazione del cemento, la fluidità e la ritenzione idrica della sospensione e la formazione di prodotti di idratazione influenzano direttamente la resistenza e la durata del calcestruzzo finale.
2. Il meccanismo d'azione degli eteri di cellulosa
L'etere di cellulosa svolge un ruolo regolare fisico e chimico significativo nel processo di idratazione del cemento. L'etere di cellulosa influisce principalmente sul processo di idratazione del cemento in due modi: uno è influenzare la distribuzione e l'evaporazione dell'acqua nella sospensione del cemento; L'altro è influenzando la dispersione e la coagulazione delle particelle di cemento.
Controllo dell'umidità e ritenzione idrica
Gli eteri di cellulosa possono migliorare notevolmente la ritenzione idrica dei materiali a base di cemento. A causa della sua forte idrofilia, l'etere di cellulosa può formare una soluzione colloidale stabile in acqua, che può assorbire e trattenere l'umidità. Questa capacità di trattenere l'acqua è importante per ridurre le fessure causate da una rapida perdita di acqua nel calcestruzzo durante l'idratazione precoce. Soprattutto in ambienti asciutti o condizioni di costruzione ad alta temperatura, l'etere di cellulosa può effettivamente impedire all'acqua di evaporare troppo rapidamente e garantire che la quantità di acqua nella sospensione del cemento sia sufficiente per supportare la normale reazione di idratazione.
Reologia e ispessimento
Gli eteri di cellulosa possono anche migliorare la reologia dei fanghi di cemento. Dopo aver aggiunto l'etere di cellulosa, la consistenza della sospensione del cemento aumenterà in modo significativo. Questo fenomeno è principalmente attribuito alla struttura a catena lunga formata dalle molecole di etere di cellulosa in acqua. Questa molecola a catena lunga può limitare il movimento delle particelle di cemento, aumentando così la viscosità e la coerenza della sospensione. Questa proprietà è particolarmente importante in applicazioni come intonaci e adesivi di piastrelle, in quanto impedisce al mortaio di cemento di fluire troppo rapidamente fornendo al contempo migliori prestazioni di costruzione.
Ritardare l'idratazione e regolare il tempo di impostazione
L'etere di cellulosa può ritardare la reazione di idratazione del cemento e aumentare l'impostazione iniziale e il tempo di impostazione finale della sospensione del cemento. Questo effetto si verifica perché le molecole dell'etere di cellulosa vengono adsorbite sulla superficie delle particelle di cemento, formando una barriera che impedisce il contatto diretto tra le particelle di acqua e cemento, rallentando così la reazione di idratazione. Ritardando il tempo di impostazione, gli eteri di cellulosa possono migliorare l'operabilità delle costruzioni, dando agli operai edili più tempo per apportare modifiche e correzioni.
3. Effetto sulla forma dei prodotti di idratazione del cemento
La presenza di eteri di cellulosa influenza anche la microstruttura dei prodotti di idratazione del cemento. Gli studi hanno dimostrato che la morfologia del gel di idrato di silicato di calcio (CSH) cambierà dopo aver aggiunto l'etere di cellulosa. Le molecole di etere di cellulosa possono influenzare la struttura cristallina di CSH, rendendola più allentata. Questa struttura sciolta può ridurre la forza precoce in una certa misura, ma aiuta anche a migliorare la tenacità del materiale.
Gli eteri di cellulosa possono anche ridurre la formazione di ettringite durante il processo di idratazione. Poiché l'etere di cellulosa ritarda il tasso di reazione di idratazione, il tasso di formazione di ettringite nel cemento viene ridotto, riducendo così lo stress interno causato dall'espansione del volume durante il processo di cura.
4. Effetto sullo sviluppo della forza
Gli eteri di cellulosa hanno anche un impatto significativo sullo sviluppo della resistenza dei materiali a base di cemento. Poiché gli eteri di cellulosa ritardano il tasso di idratazione del cemento, lo sviluppo precoce delle paste di cemento è generalmente più lento. Tuttavia, man mano che la reazione di idratazione continua, può emergere gradualmente l'effetto di regolazione della ritenzione idrica e dell'idratazione della cellulosa.
Va notato che la quantità aggiunta e il tipo di etere di cellulosa hanno un duplice impatto sulla forza. Una quantità adeguata di etere di cellulosa può migliorare le prestazioni della costruzione e aumentare la successiva resistenza, ma un uso eccessivo può portare a una diminuzione della resistenza precoce dei materiali a base di cemento e influire sulle proprietà meccaniche finali. Pertanto, nelle applicazioni pratiche, il tipo e il dosaggio dell'etere di cellulosa devono essere ottimizzati e progettati in base a requisiti di ingegneria specifici.
L'etere di cellulosa influisce sul processo di idratazione e nelle proprietà del materiale del cemento migliorando la ritenzione idrica dei materiali a base di cemento, regolando la velocità di idratazione e influenzando la forma dei prodotti di idratazione. Sebbene gli eteri di cellulosa possano causare una perdita di forza precoce, possono migliorare la durata e la tenacità del calcestruzzo a lungo termine. L'aggiunta di etere di cellulosa può anche migliorare significativamente le prestazioni delle costruzioni, in particolare negli scenari di applicazione che richiedono lunghi tempi di lavoro e elevati requisiti di ritenzione idrica. Ha vantaggi insostituibili. Nelle applicazioni ingegneristiche effettive, la ragionevole selezione del tipo e del dosaggio dell'etere di cellulosa può bilanciare i requisiti di resistenza, prestazioni di costruzione e durata del materiale.
Tempo post: settembre-2024