Cellulosaetrar är en typ av organiska polymerföreningar kemiskt modifierade från naturlig cellulosa. De används ofta i byggmaterial, särskilt i cementbaserade material. Inverkan av cellulosaeter på cementhydratiseringsprocessen återspeglas huvudsakligen i följande aspekter: dispergering av cementpartiklar, vattenretention, förtjockningseffekt och påverkan på morfologin och hållfasthetsutvecklingen av cementhydratiseringsprodukter.
1. Introduktion till cementhydrering
Hydratiseringsprocessen av cement är en serie komplexa fysikaliska och kemiska reaktioner mellan cement och vatten. Dessa reaktioner gör att cementpastan gradvis härdar för att bilda en fast struktur, och så småningom producerar hydratiseringsprodukter som kalciumsilikathydrat (CSH) och kalciumhydroxid (CH). Under denna process påverkar cementens hydratiseringsreaktionshastighet, flytbarheten och vattenretentionen hos slammet och bildningen av hydratiseringsprodukter direkt styrkan och hållbarheten hos den slutliga betongen.
2. Verkningsmekanismen för cellulosaetrar
Cellulosaeter spelar en betydande fysisk och kemisk reglerande roll i cementhydratiseringsprocessen. Cellulosaeter påverkar huvudsakligen hydratiseringsprocessen av cement på två sätt: det ena är genom att påverka fördelningen och avdunstning av vatten i cementuppslamningen; den andra är genom att påverka spridningen och koaguleringen av cementpartiklar.
Fuktkontroll och vattenretention
Cellulosaetrar kan avsevärt förbättra vattenretentionen hos cementbaserade material. På grund av sin starka hydrofilicitet kan cellulosaeter bilda en stabil kolloidal lösning i vatten, som kan absorbera och behålla fukt. Denna vattenhållande förmåga är viktig för att minska sprickor orsakade av snabb vattenförlust i betong under tidig hydratisering. Speciellt i torra miljöer eller konstruktionsförhållanden med hög temperatur kan cellulosaeter effektivt förhindra att vatten avdunstar för snabbt och säkerställa att mängden vatten i cementuppslamningen är tillräcklig för att stödja den normala hydratiseringsreaktionen.
Reologi och förtjockning
Cellulosaetrar kan också förbättra reologin hos cementuppslamningar. Efter tillsats av cellulosaeter kommer cementuppslamningens konsistens att öka avsevärt. Detta fenomen tillskrivs främst den långa kedjestrukturen som bildas av cellulosaetermolekyler i vatten. Denna långkedjiga molekyl kan begränsa rörelsen av cementpartiklar och därigenom öka slammets viskositet och konsistens. Denna egenskap är särskilt viktig i applikationer som putsning och kakellim, eftersom den förhindrar cementbruk från att flyta för snabbt samtidigt som den ger bättre byggprestanda.
Fördröj hydrering och justera inställningstiden
Cellulosaeter kan fördröja cementens hydratiseringsreaktion och öka den initiala härdningen och slutbindningstiden för cementuppslamningen. Denna effekt uppstår på grund av att cellulosaetermolekylerna adsorberas på ytan av cementpartiklar och bildar en barriär som förhindrar direktkontakt mellan vatten och cementpartiklar och därmed saktar ner hydratiseringsreaktionen. Genom att fördröja härdningstiden kan cellulosaetrar förbättra konstruktionens funktion, vilket ger byggnadsarbetare mer tid att göra justeringar och korrigeringar.
3. Effekt på formen av cementhydreringsprodukter
Närvaron av cellulosaetrar påverkar också mikrostrukturen hos cementhydratiseringsprodukter. Studier har visat att morfologin för kalciumsilikathydrat (CSH) gel kommer att förändras efter tillsats av cellulosaeter. Cellulosaetermolekyler kan påverka kristallstrukturen hos CSH, vilket gör den mer lös. Denna lösa struktur kan minska den tidiga hållfastheten i viss utsträckning, men den bidrar också till att förbättra materialets seghet.
Cellulosaetrar kan också minska bildningen av ettringit under hydratiseringsprocessen. Eftersom cellulosaeter fördröjer hydratiseringsreaktionshastigheten, reduceras bildningshastigheten av ettringit i cementen, vilket minskar den inre spänningen som orsakas av volymexpansion under härdningsprocessen.
4. Effekt på styrkeutveckling
Cellulosaetrar har också en betydande inverkan på hållfasthetsutvecklingen hos cementbaserade material. Eftersom cellulosaetrar fördröjer cementens hydratiseringshastighet, är den tidiga hållfasthetsutvecklingen för cementpastor vanligtvis långsammare. Men när hydratiseringsreaktionen fortsätter kan den reglerande effekten av cellulosaetervattenretention och hydratiseringsproduktmorfologi gradvis uppstå, vilket kommer att bidra till att förbättra styrkan i det senare skedet.
Det bör noteras att den tillsatta mängden och typen av cellulosaeter har en dubbel inverkan på styrkan. En lämplig mängd cellulosaeter kan förbättra konstruktionens prestanda och öka senare hållfasthet, men överdriven användning kan leda till en minskning av den tidiga hållfastheten hos cementbaserade material och påverka de slutliga mekaniska egenskaperna. Därför, i praktiska tillämpningar, måste typen och doseringen av cellulosaeter optimeras och utformas enligt specifika tekniska krav.
Cellulosaeter påverkar hydratiseringsprocessen och materialegenskaperna hos cement genom att förbättra vattenretentionen hos cementbaserade material, justera hydratiseringshastigheten och påverka formen av hydratiseringsprodukter. Även om cellulosaetrar kan orsaka förlust av tidig styrka, kan de förbättra betongens hållbarhet och seghet på lång sikt. Tillsatsen av cellulosaeter kan också avsevärt förbättra konstruktionens prestanda, särskilt i applikationsscenarier som kräver långa arbetstider och höga vattenretentionskrav. Det har oersättliga fördelar. I verkliga tekniska tillämpningar kan ett rimligt val av typ och dosering av cellulosaeter balansera materialets hållfasthet, konstruktionsprestanda och hållbarhetskrav.
Posttid: 2024-09-27