บทบาทของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนซีเมนต์

ในปูนผสมเสร็จ ตราบใดที่เซลลูโลสอีเทอร์เพียงเล็กน้อยสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนเปียกได้อย่างมีนัยสำคัญ จะเห็นได้ว่าเซลลูโลสอีเทอร์เป็นสารเติมแต่งหลักที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูน

การเลือกสายพันธุ์ที่แตกต่างกัน ความหนืดที่แตกต่างกัน ขนาดอนุภาคที่แตกต่างกัน ระดับความหนืดที่แตกต่างกัน และการเติมเซลลูโลสอีเทอร์ ยังมีผลกระทบที่แตกต่างกันในการปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนผงแห้ง ในปัจจุบัน ปูนก่ออิฐและฉาบปูนจำนวนมากมีประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำต่ำ และสารละลายน้ำจะแยกตัวออกหลังจากยืนไว้ไม่กี่นาที ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องเติมเซลลูโลสอีเทอร์ลงในปูนซีเมนต์

1. เซลลูโลสอีเทอร์ – การกักเก็บน้ำ

การกักเก็บน้ำเป็นประสิทธิภาพที่สำคัญของเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ และยังเป็นประสิทธิภาพที่ผู้ผลิตปูนผสมแห้งในประเทศหลายราย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ภาคใต้ที่มีอุณหภูมิสูง ให้ความสนใจ ในการผลิตวัสดุก่อสร้าง โดยเฉพาะปูนผงแห้ง เซลลูโลสอีเทอร์มีบทบาทที่ไม่อาจทดแทนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตปูนพิเศษ (ปูนดัดแปลง) ถือเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้และสำคัญ

ความหนืด ปริมาณ อุณหภูมิโดยรอบ และโครงสร้างโมเลกุลของเซลลูโลสอีเทอร์มีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ยิ่งความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์มากเท่าไร การกักเก็บน้ำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ยิ่งปริมาณมากเท่าไรก็ยิ่งกักเก็บน้ำได้ดีขึ้นเท่านั้น โดยปกติแล้ว เซลลูโลสอีเทอร์จำนวนเล็กน้อยสามารถปรับปรุงการกักเก็บน้ำของปูนได้อย่างมาก เมื่อปริมาณถึงระดับหนึ่ง เมื่อระดับการกักเก็บน้ำเพิ่มขึ้น แนวโน้มอัตราการกักเก็บน้ำจะช้าลง เมื่ออุณหภูมิโดยรอบเพิ่มขึ้น การกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์มักจะลดลง แต่เซลลูโลสอีเทอร์ที่ผ่านการดัดแปลงบางชนิดก็มีการกักเก็บน้ำได้ดีกว่าภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง เส้นใยที่มีระดับการทดแทนต่ำกว่า อีเทอร์มังสวิรัติ มีประสิทธิภาพในการกักเก็บน้ำได้ดีกว่า

หมู่ไฮดรอกซิลบนโมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์และอะตอมออกซิเจนบนพันธะอีเทอร์จะเชื่อมโยงกับโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างพันธะไฮโดรเจน เปลี่ยนน้ำอิสระให้เป็นน้ำที่ถูกกักกัน จึงมีบทบาทสำคัญในการกักเก็บน้ำ โมเลกุลของน้ำและสายโซ่โมเลกุลของเซลลูโลสอีเทอร์การแพร่กระจายช่วยให้โมเลกุลของน้ำเข้าสู่ภายในของสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสอีเทอร์และอยู่ภายใต้แรงยึดเกาะที่แข็งแกร่ง ซึ่งทำให้เกิดน้ำอิสระ น้ำที่พันกัน และปรับปรุงการกักเก็บน้ำของสารละลายซีเมนต์ เซลลูโลสอีเทอร์ช่วยปรับปรุงสารละลายซีเมนต์สด คุณสมบัติทางรีโอโลยี โครงสร้างเครือข่ายที่มีรูพรุน และแรงดันออสโมติก หรือคุณสมบัติการสร้างฟิล์มของเซลลูโลสอีเทอร์ขัดขวางการแพร่กระจายของน้ำ

2. เซลลูโลสอีเทอร์ – การทำให้หนาขึ้นและทิกโซโทรปี

เซลลูโลสอีเทอร์ช่วยให้ปูนเปียกมีความหนืดที่ดีเยี่ยม ซึ่งสามารถเพิ่มความสามารถในการยึดเกาะระหว่างปูนเปียกกับชั้นฐานได้อย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันการหย่อนคล้อยของปูน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปูนฉาบ ปูนประสานอิฐ และระบบฉนวนผนังภายนอก ผลของเซลลูโลสอีเทอร์ที่หนาขึ้นยังช่วยเพิ่มความสามารถในการป้องกันการกระจายตัวและความสม่ำเสมอของวัสดุที่ผสมใหม่ ป้องกันการหลุดล่อนของวัสดุ การแยกตัว และการตกเลือด และสามารถใช้ในคอนกรีตไฟเบอร์ คอนกรีตใต้น้ำ และคอนกรีตอัดตัวเองได้

ผลของเซลลูโลสอีเทอร์ที่หนาขึ้นต่อวัสดุที่เป็นซีเมนต์นั้นมาจากความหนืดของสารละลายเซลลูโลสอีเทอร์ ภายใต้สภาวะเดียวกันยิ่งความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์สูงเท่าใดความหนืดของวัสดุที่ใช้ซีเมนต์ดัดแปลงก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น แต่หากความหนืดสูงเกินไปก็จะส่งผลต่อความลื่นไหลและการทำงานของวัสดุ (เช่น การติดมีดฉาบปูน ). ปูนปรับระดับตัวเองและคอนกรีตอัดเองซึ่งต้องการการไหลสูงต้องใช้เซลลูโลสอีเทอร์ความหนืดต่ำ นอกจากนี้ ผลของเซลลูโลสอีเทอร์ที่หนาขึ้นจะทำให้ความต้องการน้ำของวัสดุที่เป็นซีเมนต์เพิ่มขึ้น และเพิ่มผลผลิตของปูนขาว

สารละลายน้ำเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีความหนืดสูงมีไทโซโทรปีสูง ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของเซลลูโลสอีเทอร์ด้วย สารละลายที่เป็นน้ำของเมทิลเซลลูโลสมักจะมีของเหลวเทียมและไม่ใช่ไทโซโทรปิกต่ำกว่าอุณหภูมิเจล แต่แสดงคุณสมบัติการไหลของนิวตันที่อัตราเฉือนต่ำ ความเป็นพลาสติกปลอมจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักโมเลกุลหรือความเข้มข้นของเซลลูโลสอีเทอร์ โดยไม่คำนึงถึงประเภทของสารทดแทนและระดับของการทดแทน ดังนั้นเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีเกรดความหนืดเดียวกัน ไม่ว่า MC, HPMC, HEMC จะแสดงคุณสมบัติทางรีโอโลจีที่เหมือนกันเสมอตราบใดที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิคงที่ เจลโครงสร้างเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และเกิดการไหลแบบทิโซโทรปิกสูง

เซลลูโลสอีเทอร์ที่มีความเข้มข้นสูงและความหนืดต่ำจะแสดงไทโซโทรปีแม้จะต่ำกว่าอุณหภูมิเจลก็ตาม คุณสมบัตินี้มีประโยชน์อย่างมากในการปรับระดับและความหย่อนคล้อยในการก่อสร้างปูนฉาบอาคาร จำเป็นต้องอธิบายที่นี่ว่ายิ่งความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์สูงเท่าไร การกักเก็บน้ำก็จะดีขึ้นเท่านั้น แต่ยิ่งความหนืดสูง น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของเซลลูโลสอีเทอร์ก็จะยิ่งสูงขึ้น และความสามารถในการละลายลดลงตามลำดับซึ่งส่งผลเสีย ความเข้มข้นของปูนและประสิทธิภาพการก่อสร้าง

3. ผลการกักเก็บอีเทอร์และอากาศของเซลลูโลส

เซลลูโลสอีเทอร์มีผลในการกักเก็บอากาศอย่างเห็นได้ชัดกับวัสดุที่ทำจากซีเมนต์สด เซลลูโลสอีเทอร์มีทั้งกลุ่มที่ชอบน้ำ (กลุ่มไฮดรอกซิล กลุ่มอีเธอร์) และกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำ (กลุ่มเมทิล วงแหวนกลูโคส) และเป็นสารลดแรงตึงผิวที่มีฤทธิ์บนพื้นผิว จึงมีผลกระทบในการกักเก็บอากาศ ผลการกักเก็บอากาศของเซลลูโลสอีเทอร์จะทำให้เกิดเอฟเฟกต์ "ลูกบอล" ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของวัสดุที่ผสมใหม่ เช่น การเพิ่มความเป็นพลาสติกและความเรียบของปูนระหว่างการทำงาน ซึ่งเอื้อต่อการแพร่กระจายของปูน ; นอกจากนี้ยังจะเพิ่มผลผลิตของปูน ลดต้นทุนการผลิตปูน แต่จะเพิ่มความพรุนของวัสดุชุบแข็ง และลดคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรงและโมดูลัสยืดหยุ่น

ในฐานะสารลดแรงตึงผิว เซลลูโลสอีเทอร์ยังมีผลต่อการเปียกหรือการหล่อลื่นต่ออนุภาคของซีเมนต์ ซึ่งเพิ่มความลื่นไหลของวัสดุที่มีซีเมนต์เป็นส่วนประกอบหลักพร้อมกับเอฟเฟกต์กักเก็บอากาศ แต่เอฟเฟกต์การทำให้หนาขึ้นจะลดความลื่นไหล ผลกระทบของความลื่นไหลคือการรวมกันของเอฟเฟกต์การทำให้เป็นพลาสติกและการทำให้หนาขึ้น โดยทั่วไป เมื่อเนื้อหาของเซลลูโลสอีเทอร์ต่ำมาก ประสิทธิภาพหลักคือการทำให้เป็นพลาสติกหรือการลดน้ำ เมื่อเนื้อหาสูง ผลของเซลลูโลสอีเทอร์ที่หนาขึ้นจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และผลการกักเก็บอากาศมีแนวโน้มที่จะอิ่มตัว ดังนั้นจึงแสดงเป็นผลที่หนาขึ้นหรือความต้องการน้ำเพิ่มขึ้น

4. เซลลูโลสอีเทอร์ – ชะลอผล

เซลลูโลสอีเทอร์จะยืดเวลาการแข็งตัวของซีเมนต์เพสต์หรือปูนขาว และชะลอจลนพลศาสตร์ของความชุ่มชื้นของซีเมนต์ ซึ่งเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงเวลาการดำเนินงานของวัสดุที่ผสมใหม่ ปรับปรุงความสม่ำเสมอของปูนและการสูญเสียการตกตะกอนของคอนกรีตเมื่อเวลาผ่านไป แต่อาจ ยังทำให้ความคืบหน้าในการก่อสร้างล่าช้าอีกด้วย