การใช้เซลลูโลสอีเทอร์ในวัสดุที่มีซีเมนต์เป็นหลัก

1 บทนำ
จีนส่งเสริมปูนผสมเสร็จมานานกว่า 20 ปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หน่วยงานภาครัฐระดับชาติที่เกี่ยวข้องให้ความสำคัญกับการพัฒนาปูนผสมเสร็จและออกนโยบายส่งเสริม ปัจจุบันมีจังหวัดและเทศบาลในประเทศมากกว่า 10 จังหวัดที่ใช้ปูนผสมเสร็จ มากกว่า 60% มีสถานประกอบการปูนผสมสำเร็จรูปมากกว่า 800 แห่งที่สูงกว่าขนาดปกติ โดยมีกำลังการผลิตออกแบบ 274 ล้านตันต่อปี ในปี 2564 การผลิตปูนผสมเสร็จธรรมดาต่อปีอยู่ที่ 62.02 ล้านตัน

ในระหว่างขั้นตอนการก่อสร้างปูนมักจะสูญเสียน้ำมากเกินไปและไม่มีเวลาและน้ำเพียงพอในการให้ความชุ่มชื้น ส่งผลให้ปูนซีเมนต์มีความแข็งแรงไม่เพียงพอและเกิดการแตกร้าวของเนื้อปูนภายหลังการชุบแข็ง เซลลูโลสอีเทอร์เป็นส่วนผสมโพลีเมอร์ทั่วไปในปูนผสมแห้ง มีหน้าที่ในการกักเก็บน้ำ เพิ่มความหนา การชะลอ และการกักเก็บอากาศ และสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนได้อย่างมาก

เพื่อให้ปูนเป็นไปตามข้อกำหนดในการขนส่งและแก้ปัญหาการแตกร้าวและความแข็งแรงในการยึดเกาะต่ำ การเพิ่มเซลลูโลสอีเทอร์ลงในปูนมีความสำคัญอย่างยิ่ง บทความนี้จะแนะนำคุณลักษณะของเซลลูโลสอีเทอร์โดยย่อ และอิทธิพลของมันต่อประสิทธิภาพของวัสดุที่ทำจากซีเมนต์ โดยหวังว่าจะช่วยแก้ไขปัญหาทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องของปูนผสมเสร็จ

2 รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเซลลูโลสอีเทอร์
เซลลูโลสอีเทอร์ (เซลลูโลสอีเธอร์) ทำจากเซลลูโลสผ่านปฏิกิริยาเอเทอร์ริฟิเคชันของสารอีเทอร์ริฟิเคชันตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไปและการบดแบบแห้ง

2.1 การจำแนกประเภทของเซลลูโลสอีเทอร์
ตามโครงสร้างทางเคมีขององค์ประกอบย่อยอีเทอร์ เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นอีเทอร์ประจุลบ ประจุบวก และไม่มีประจุ อิออนเซลลูโลสอีเทอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (CMC); อีเทอร์เซลลูโลสที่ไม่ใช่ไอออนิกส่วนใหญ่ประกอบด้วยเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (MC), ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HPMC) และไฮดรอกซีเอทิลไฟเบอร์อีเทอร์ (HC) เป็นต้น อีเทอร์ที่ไม่ใช่ไอออนิกแบ่งออกเป็นอีเทอร์ที่ละลายน้ำได้และอีเทอร์ที่ละลายในน้ำมัน อีเทอร์ที่ละลายน้ำได้แบบไม่มีไอออนิกส่วนใหญ่จะใช้ในผลิตภัณฑ์ปูน ในกรณีที่มีแคลเซียมไอออนอยู่ ไอออนิกเซลลูโลสอีเทอร์จะไม่เสถียร ดังนั้นจึงไม่ค่อยมีการใช้ในผลิตภัณฑ์ปูนผสมแห้งที่ใช้ซีเมนต์ ปูนขาว ฯลฯ เป็นวัสดุประสาน เซลลูโลสอีเทอร์ที่ละลายน้ำได้แบบไม่มีไอออนิกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้าง เนื่องจากมีความคงตัวของสารแขวนลอยและผลในการกักเก็บน้ำ
ตามสารอีเทอร์ริฟิเคชั่นต่างๆ ที่เลือกในกระบวนการอีเทอร์ริฟิเคชั่น ผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเทอร์ประกอบด้วยเมทิลเซลลูโลส, ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส, ไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส, ไซยาโนเอทิลเซลลูโลส, คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส, เอทิลเซลลูโลส, เบนซิลเซลลูโลส, คาร์บอกซีเมทิลไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส, ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส, เบนซิลไซยาโนเอทิลเซลลูโลสและ ฟีนิล เซลลูโลส

เซลลูโลสอีเทอร์ที่ใช้ในปูนมักประกอบด้วยเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (MC), ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC), ไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HEMC) และไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HEMC) ในหมู่พวกเขา HPMC และ HEMC มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด

2.2 คุณสมบัติทางเคมีของเซลลูโลสอีเทอร์
เซลลูโลสอีเทอร์แต่ละตัวมีโครงสร้างพื้นฐานของโครงสร้างเซลลูโลส-แอนไฮโดรกลูโคส ในกระบวนการผลิตเซลลูโลสอีเทอร์ เส้นใยเซลลูโลสจะถูกให้ความร้อนในสารละลายอัลคาไลน์ก่อน จากนั้นจึงบำบัดด้วยสารอีเทอร์ริฟายอิ้ง ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเส้นใยได้รับการทำให้บริสุทธิ์และบดให้เป็นผงที่มีความละเอียดสม่ำเสมอ

ในการผลิต MC จะใช้เมทิลคลอไรด์เท่านั้นเป็นสารอีเทอร์ริฟายเออร์ นอกจากเมทิลคลอไรด์แล้ว โพรพิลีนออกไซด์ยังใช้เพื่อให้ได้ส่วนประกอบของไฮดรอกซีโพรพิลในการผลิต HPMC เซลลูโลสอีเทอร์หลายชนิดมีอัตราการทดแทนเมทิลและไฮดรอกซีโพรพิลต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อความเข้ากันได้ของสารอินทรีย์และอุณหภูมิเจลความร้อนของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์

2.3 ลักษณะการละลายของเซลลูโลสอีเทอร์

ลักษณะการละลายของเซลลูโลสอีเทอร์มีอิทธิพลอย่างมากต่อความสามารถในการใช้งานของปูนซีเมนต์มอร์ต้า เซลลูโลสอีเทอร์สามารถใช้เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะและการกักเก็บน้ำของปูนซีเมนต์มอร์ตาร์ได้ แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเซลลูโลสอีเทอร์ที่ละลายในน้ำได้อย่างสมบูรณ์และสมบูรณ์ ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการละลายเซลลูโลสอีเทอร์คือเวลาในการละลาย ความเร็วในการกวน และความละเอียดของผง

2.4 บทบาทของการจมในปูนซีเมนต์

ในฐานะที่เป็นสารเติมแต่งที่สำคัญของสารละลายซีเมนต์ Destroy มีผลกระทบในด้านต่อไปนี้
(1) ปรับปรุงความสามารถในการใช้งานของปูนและเพิ่มความหนืดของปูน
การรวมเครื่องพ่นไฟสามารถป้องกันไม่ให้ปูนแยกตัวและทำให้ได้ตัวเครื่องพลาสติกที่สม่ำเสมอและสม่ำเสมอ ตัวอย่างเช่น บูธที่มี HEMC, HPMC ฯลฯ สะดวกสำหรับปูนฉาบและฉาบปูนชั้นบาง , อัตราเฉือน, อุณหภูมิ, ความเข้มข้นของการยุบตัว และความเข้มข้นของเกลือที่ละลาย
(2) มีผลกักอากาศ
เนื่องจากมีสิ่งเจือปน การรวมกลุ่มเข้าไปในอนุภาคจึงช่วยลดพลังงานพื้นผิวของอนุภาค และง่ายต่อการนำอนุภาคที่มีความเสถียร สม่ำเสมอ และละเอียดเข้าไปในปูนที่ผสมกับพื้นผิวกวนในกระบวนการ “ประสิทธิภาพของลูกปืน” ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการก่อสร้างปูน ลดความชื้นของปูน และลดค่าการนำความร้อนของปูน การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณการผสมของ HEMC และ HPMC เท่ากับ 0.5% ปริมาณก๊าซของปูนจะใหญ่ที่สุด ประมาณ 55% เมื่อปริมาณการผสมมากกว่า 0.5% ปริมาณของปูนจะค่อยๆ พัฒนาเป็นแนวโน้มปริมาณก๊าซเมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น
(3) คงไว้ไม่เปลี่ยนแปลง

ขี้ผึ้งสามารถละลาย หล่อลื่น และคนในปูน และช่วยให้ชั้นปูนบางและผงปูนฉาบเรียบขึ้น ไม่จำเป็นต้องเปียกล่วงหน้า หลังการก่อสร้าง วัสดุที่เป็นซีเมนต์ยังสามารถให้ความชุ่มชื้นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานตามแนวชายฝั่ง เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างปูนและพื้นผิว

ผลการปรับเปลี่ยนของเซลลูโลสอีเทอร์ต่อวัสดุที่ใช้ซีเมนต์สดส่วนใหญ่รวมถึงการทำให้หนาขึ้น การกักเก็บน้ำ การกักเก็บอากาศ และการหน่วงเวลา ด้วยการใช้เซลลูโลสอีเทอร์อย่างแพร่หลายในวัสดุที่ทำจากซีเมนต์ ปฏิกิริยาระหว่างเซลลูโลสอีเทอร์และสารละลายซีเมนต์จึงค่อยๆ กลายเป็นจุดสนใจในการวิจัย