Harçta Modifiye Selülozun Araştırması ve İlerlemesi

Sıradan kuru karışımlı harç, dış cephe yalıtım harcı, kendiliğinden yayılan harç ve su geçirmez harç gibi kuru karışımlı harçlar, çimento esaslı yapı malzemelerinin önemli bir parçası haline geldi. Selüloz eter, doğal selüloz eterin bir türevidir ve çeşitli kuru karışımlı harç türleri için önemli bir modifiye edilmiş katkı maddesidir. Geciktirme, su tutma, kalınlaştırma, hava sürükleme ve bağlama işlevlerini yerine getirir.

Selülozun harçtaki rolü esas olarak harcın işlenebilirliğini arttırmada ve harçtaki çimentonun hidratasyonunu sağlamada yansıtılmaktadır. Harcın işlenebilirliğinin iyileştirilmesi esas olarak su tutma, sarkma direnci ve açılma süresi gibi hususlara yansır. Özellikle ince tabaka harç taraklamanın sağlanmasında, sıva harcı seriminde ve özel yapıştırma harcının inşaat hızının arttırılmasında önemli sosyal ve ekonomik faydaları bulunmaktadır.

Harçtaki selüloz üzerine birçok araştırma yapılmış ve selülozla modifiye edilmiş harçta önemli sonuçlar elde edilmiş olmasına rağmen, özel ortamlarda selüloz eterler ile çimento, agrega ve matris arasındaki etkileşimde hala bazı eksiklikler bulunmaktadır. Bu amaçla, bu makale, ilgili araştırmaların özetlenmesine dayanarak, modifiye selüloz eterin sıcaklığı ve diğer katkı maddeleri ile uyumluluğu üzerinde daha fazla araştırma yapmaktadır.

Types of cellulose ethers

Selüloz eterlerin pek çok çeşidi vardır ve bunların neredeyse tamamı mevcuttur. Genel olarak iyonlaşma özelliklerine göre iyonik ve iyonik olmayan olmak üzere iki kategoriye ayrılabilirler. Çimento bazlı malzemelerde, karboksimetilselüloz (CMC) gibi iyonik selüloz eterler Ca2+ ile çökelip kararsız hale geleceğinden nadiren kullanılırlar. Noniyonik selüloz eterler (1) standart sulu çözeltinin viskozitesine (2) ikame edicinin türüne (3) ikame derecesine (4) fiziksel yapıya (5) çözünürlük özelliklerine vb. göre sınıflandırılabilir.

Selüloz eterlerin özellikleri esas olarak ikame edicilerin türüne, sayısına ve dağılımına bağlıdır, bu nedenle selüloz eterler genellikle ikame edicilerin türüne göre bölünür. Örneğin, metilselüloz eter (MC), doğal selülozun glikoz birimindeki hidroksil grubunun bir metoksi grubu ile değiştirildiği bir üründür ve hidroksipropil metilselüloz eter (HPMC), hidroksil grubunun sırasıyla bir metoksi grubu ve bir hidroksipropil grubu ile değiştirildiği bir üründür. Şu anda kullanılan selüloz eterlerin 'ından fazlası esas olarak metilhidroksipropilselüloz eter (HPMC) ve metilhidroksietilselüloz eterdir (MHEC).

Selülozun harçtaki rolü

Selülozun harçtaki rolü temel olarak aşağıdaki üç hususta yansıtılmaktadır: mükemmel su tutma kapasitesi, harcın kıvamı ve tiksotropi üzerindeki etkisi ve reolojinin ayarlanması.

Selüloz eterin su tutma özelliği, yalnızca harç sisteminin açılma süresini ve pıhtılaşma sürecini ayarlamakla kalmaz, böylece sistemin çalışma süresini de ayarlar, aynı zamanda taban malzemesinin çok hızlı bir şekilde çok fazla su emmesini ve suyun buharlaşmasını engellemesini de önler, böylece çimento hidratlaştığında suyun kademeli olarak salınmasını sağlar. Selülozun su tutma özelliği esas olarak eklenen selüloz miktarına, viskoziteye, inceliğe ve kullanım ortamının sıcaklığına bağlıdır. Modifiye selülozun su tutma etkisi, taban tabakasının su emmesine, harcın bileşim tabakası kalınlığına, su ihtiyacına ve çimentolu malzemenin priz süresine bağlıdır.

Harç sisteminin su ihtiyacı önemli bir parametredir. Temel su talebi ve ilgili harç çıkışı, harç formülasyonuna bağlıdır ve selülozun eklenmesi, su talebini ve harç çıkışını etkili bir şekilde ayarlayabilir. Birçok yapı malzemesi sisteminde, sistemin kıvamını ayarlamak için kıvam artırıcı olarak selüloz kullanılır. Selülozun koyulaştırıcı etkisi, selülozun polimerizasyon derecesine, çözelti konsantrasyonuna, kayma hızına, sıcaklığa ve diğer koşullara bağlıdır. Yüksek viskoziteli selüloz sulu çözeltileri yüksek tiksotropiye sahiptir. Sıcaklık arttırıldığında yapısal bir jel oluşur ve yüksek tiksotropik akış meydana gelir.

Selüloz ilavesi, yapı malzemesi sisteminin reolojisini etkili bir şekilde ayarlayabilir, böylece çalışma performansını artırabilir ve harcın daha iyi işlenebilirliğe ve daha iyi sarkma önleme özelliklerine sahip olmasını sağlayabilir. Bu özellikler harcın düzleştirilmesini kolaylaştırır ve kürlenmeyi kolaylaştırır.

Harca iyi bir çalışma performansı kazandırmanın yanı sıra, modifiye selüloz aynı zamanda çimentonun erken hidratasyon ısısını da azaltabilir ve çimentonun hidratasyon dinamikleri sürecini geciktirebilir. Harcın farklı kullanım durumlarına bağlı olarak performans değerlendirme yöntemlerinde de farklılıklar vardır.

Modifiye selülozun harçtaki diğer katkı maddeleri ile uyumluluğu

Selüloz genellikle kuru karışımlı harçlarda köpük giderici, su azaltıcı madde, kauçuk tozu vb. gibi diğer katkılarla birlikte kullanılır. Bu bileşenlerin her biri harçta farklı bir rol oynar. Modifiye selülozun diğer katkı maddeleri ile uyumluluğunun incelenmesi, bu bileşenlerin verimli kullanımı için bir ön koşuldur.

Kuru karışımlı harçta kullanılan başlıca su azaltıcı maddeler şunlardır: kazein, lignin bazlı su azaltıcı madde, naftalin bazlı su azaltıcı madde, melamin formaldehit kondensatı ve polikarboksilik asit su azaltıcı madde. Polikarboksilat süper akışkanlaştırıcı (PCE), yüksek verimliliğe sahip ve formaldehit emisyonu olmayan en son geliştirilmiş teknolojidir. Selüloz eterler, yaygın olarak kullanılan naftalin bazlı su azaltıcı maddelerle birleştirildiğinde topaklaşarak beton karışımının işlenebilirliğini kaybetmesine neden olacağından, mühendislikte naftalin bazlı olmayan yüksek verimli su azaltıcı maddelerin kullanılması gerekmektedir. Modifiye selüloz ve farklı katkı maddelerinin kompozit etkisi üzerine çalışmalar yapılmış olmasına rağmen, çeşitli katkı maddeleri ve selüloz türlerinin çok sayıda olması ve etkileşim mekanizması üzerine çok fazla araştırma yapılmaması nedeniyle, kullanım sırasında hala birçok yanlış anlaşılma mevcut olup bunların optimize edilmesi için çok sayıda deney yapılması gerekmektedir.