Nghiên Cứu Và Tiến Độ Biến Tính Cellulose Trong Vữa

Các loại vữa trộn khô như vữa trộn khô thông thường, vữa cách nhiệt tường ngoài, vữa tự san phẳng, vữa chống thấm đã trở thành một phần quan trọng của vật liệu xây dựng gốc xi măng. Cellulose ether là một dẫn xuất của ete cellulose tự nhiên và là chất phụ gia biến tính quan trọng cho nhiều loại vữa trộn khô. Nó có chức năng làm chậm, giữ nước, làm đặc, cuốn khí và liên kết.

Vai trò của cellulose trong vữa chủ yếu thể hiện ở việc cải thiện tính công tác của vữa và đảm bảo quá trình hydrat hóa xi măng trong vữa. Việc cải thiện khả năng làm việc của vữa chủ yếu được phản ánh ở các khía cạnh như khả năng giữ nước, khả năng chống võng và thời gian mở. Nó có những lợi ích kinh tế và xã hội quan trọng, đặc biệt là trong việc đảm bảo trát vữa lớp mỏng, trát vữa lát nền và tăng tốc độ thi công của vữa liên kết đặc biệt.

Mặc dù đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về xenlulo trong vữa và đạt được những kết quả đáng kể trong vữa biến tính xenlulo, nhưng vẫn còn một số hạn chế trong sự tương tác giữa ete xenlulo với xi măng, cốt liệu và ma trận trong các môi trường đặc biệt. Để đạt được mục đích này, bài viết này, trên cơ sở tóm tắt các nghiên cứu có liên quan, nghiên cứu sâu hơn về nhiệt độ và khả năng tương thích của ete cellulose biến tính với các chất phụ gia khác.

Types of cellulose ethers

Có rất nhiều loại ete xenlulo và gần như có tất cả chúng. Nói chung, chúng có thể được chia thành hai loại: ion và không ion theo đặc tính ion hóa của chúng. Trong các vật liệu gốc xi măng, ete xenlulo ion, chẳng hạn như carboxymethylcellulose (CMC), sẽ kết tủa bằng Ca2+ và trở nên không ổn định nên hiếm khi được sử dụng. Ete cellulose không ion có thể được phân loại theo (1) độ nhớt của dung dịch nước tiêu chuẩn (2) loại nhóm thế (3) mức độ thay thế (4) cấu trúc vật lý (5) tính chất hòa tan, v.v.

Tính chất của ete xenlulo chủ yếu phụ thuộc vào loại, số lượng và sự phân bố của các nhóm thế, vì vậy ete xenlulo thường được chia theo loại nhóm thế. Ví dụ, metylcellulose ete (MC) là sản phẩm trong đó nhóm hydroxyl trên đơn vị glucose của xenluloza tự nhiên được thay thế bằng nhóm methoxy, và hydroxypropyl methylcellulose ete (HPMC) là sản phẩm trong đó nhóm hydroxyl được thay thế bằng nhóm methoxy và nhóm hydroxypropyl tương ứng. Hơn 90% ete cellulose hiện đang được sử dụng chủ yếu là ete methylhydroxypropylcellulose (HPMC) và ete methylhydroxyethylcellulose (MHEC).

Vai trò của cellulose trong vữa

Vai trò của cellulose trong vữa chủ yếu được thể hiện ở ba khía cạnh sau: khả năng giữ nước tuyệt vời, ảnh hưởng đến độ đặc và tính thixotropy của vữa, và sự điều chỉnh tính lưu biến.

Khả năng giữ nước của ete xenlulo không chỉ có thể điều chỉnh thời gian mở và quá trình đông tụ của hệ thống vữa, từ đó điều chỉnh thời gian hoạt động của hệ thống mà còn ngăn vật liệu nền hấp thụ quá nhiều nước quá nhanh và cản trở sự bay hơi của nước, để đảm bảo giải phóng dần nước khi xi măng hydrat hóa. Khả năng giữ nước của cellulose chủ yếu liên quan đến lượng cellulose được thêm vào, độ nhớt, độ mịn và nhiệt độ môi trường sử dụng. Hiệu quả giữ nước của xenlulo biến tính phụ thuộc vào khả năng hấp thụ nước của lớp nền, độ dày lớp thành phần của vữa, nhu cầu nước và thời gian đông kết của vật liệu kết dính.

Yêu cầu về nước của hệ thống vữa là một thông số quan trọng. Nhu cầu nước cơ bản và sản lượng vữa liên quan phụ thuộc vào công thức vữa và việc kết hợp xenlulo có thể điều chỉnh hiệu quả nhu cầu nước và sản lượng vữa. Trong nhiều hệ thống vật liệu xây dựng, cellulose được sử dụng làm chất làm đặc để điều chỉnh độ đặc của hệ thống. Tác dụng làm dày của cellulose phụ thuộc vào mức độ trùng hợp của cellulose, nồng độ dung dịch, tốc độ cắt, nhiệt độ và các điều kiện khác. Dung dịch nước cellulose có độ nhớt cao có tính thixotropy cao. Khi nhiệt độ tăng lên, một loại gel cấu trúc được hình thành và xảy ra dòng chảy thixotropic cao.

Việc bổ sung cellulose có thể điều chỉnh hiệu quả tính lưu biến của hệ thống vật liệu xây dựng, từ đó cải thiện hiệu suất làm việc và làm cho vữa có tính công tác tốt hơn và đặc tính chống võng tốt hơn. Những đặc tính này làm cho vữa dễ san phẳng hơn và tạo điều kiện cho quá trình đóng rắn.

Ngoài việc mang lại cho vữa hiệu suất làm việc tốt, cellulose biến tính còn có thể làm giảm nhiệt thủy hóa sớm của xi măng và trì hoãn quá trình động lực thủy hóa của xi măng. Dựa trên các dịp sử dụng vữa khác nhau, cũng có những khác biệt trong phương pháp đánh giá hiệu suất của nó.

Khả năng tương thích của xenlulo biến tính với các chất phụ gia khác trong vữa

Cellulose thường được sử dụng cùng với các phụ gia khác trong vữa trộn khô như chất khử bọt, chất khử nước, bột cao su, v.v. Mỗi thành phần này có vai trò khác nhau trong vữa. Nghiên cứu khả năng tương thích của xenlulo biến tính với các chất phụ gia khác là điều kiện tiên quyết để sử dụng hiệu quả các thành phần này.

Các chất khử nước chính được sử dụng trong vữa trộn khô là: casein, chất khử nước gốc lignin, chất khử nước gốc naphthalene, chất ngưng tụ melamine formaldehyde và chất khử nước axit polycarboxylic. Chất siêu dẻo Polycarboxylate (PCE) là công nghệ được phát triển mới nhất với hiệu suất cao và không phát thải formaldehyde. Vì ete xenlulo sẽ kết tụ khi kết hợp với các chất khử nước gốc naphthalene thông dụng làm cho hỗn hợp bê tông mất tính công tác nên cần sử dụng chất khử nước hiệu quả cao không gốc naphthalene trong kỹ thuật. Mặc dù đã có những nghiên cứu về tác dụng tổng hợp của cellulose biến tính và các chất phụ gia khác nhau, nhưng do số lượng lớn các chất phụ gia và loại cellulose khác nhau cũng như chưa có nhiều nghiên cứu về cơ chế tương tác nên vẫn còn nhiều hiểu lầm trong quá trình sử dụng và cần nhiều thử nghiệm để tối ưu hóa chúng.