Os éteres de celulosa son un tipo de compostos de polímeros orgánicos modificados químicamente a partir da celulosa natural. Utilízanse habitualmente en materiais de construción, especialmente en materiais a base de cemento. A influencia do éter de celulosa no proceso de hidratación do cemento reflíctese principalmente nos seguintes aspectos: a dispersión de partículas de cemento, a retención de auga, o efecto espesante e a influencia na morfoloxía e no desenvolvemento da resistencia dos produtos de hidratación do cemento.
1. Introdución á hidratación do cemento
O proceso de hidratación do cemento é unha serie de reaccións físicas e químicas complexas entre o cemento e a auga. Estas reaccións fan que a pasta de cemento se endureza gradualmente para formar unha estrutura sólida, producindo finalmente produtos de hidratación como silicato de calcio hidrato (CSH) e hidróxido de calcio (CH). Durante este proceso, a velocidade de reacción de hidratación do cemento, a fluidez e retención de auga da suspensión e a formación de produtos de hidratación afectan directamente a resistencia e durabilidade do formigón final.
2. O mecanismo de acción dos éteres de celulosa
O éter de celulosa xoga un importante papel regulador físico e químico no proceso de hidratación do cemento. O éter de celulosa afecta principalmente ao proceso de hidratación do cemento de dúas formas: unha é afectando a distribución e evaporación da auga na suspensión de cemento; a outra é ao afectar a dispersión e coagulación das partículas de cemento.
Control da humidade e retención de auga
Os éteres de celulosa poden mellorar moito a retención de auga dos materiais a base de cemento. Debido á súa forte hidrofilia, o éter de celulosa pode formar unha solución coloidal estable en auga, que pode absorber e reter a humidade. Esta capacidade de retención de auga é importante para reducir as fisuras causadas pola rápida perda de auga no formigón durante a hidratación temperá. Especialmente en ambientes secos ou en condicións de construción de alta temperatura, o éter de celulosa pode evitar que a auga se evapore demasiado rápido e garantir que a cantidade de auga na suspensión de cemento sexa suficiente para soportar a reacción de hidratación normal.
Reoloxía e engrosamento
Os éteres de celulosa tamén poden mellorar a reoloxía das suspensións de cemento. Despois de engadir éter de celulosa, a consistencia da suspensión de cemento aumentará significativamente. Este fenómeno atribúese principalmente á estrutura de cadea longa formada por moléculas de éter de celulosa na auga. Esta molécula de cadea longa pode restrinxir o movemento das partículas de cemento, aumentando así a viscosidade e a consistencia da suspensión. Esta propiedade é especialmente importante en aplicacións como xeso e adhesivos para baldosas, xa que evita que o morteiro de cemento flúe demasiado rápido ao tempo que proporciona un mellor rendemento da construción.
Retrasa a hidratación e axusta o tempo de fraguado
O éter de celulosa pode atrasar a reacción de hidratación do cemento e aumentar o tempo de fraguado inicial e final da suspensión de cemento. Este efecto prodúcese porque as moléculas de éter de celulosa se adsorben na superficie das partículas de cemento, formando unha barreira que impide o contacto directo entre a auga e as partículas de cemento, ralentizando así a reacción de hidratación. Ao atrasar o tempo de fraguado, os éteres de celulosa poden mellorar a operatividade da construción, dando aos traballadores máis tempo para facer axustes e correccións.
3. Efecto sobre a forma dos produtos de hidratación do cemento
A presenza de éteres de celulosa tamén afecta á microestrutura dos produtos de hidratación do cemento. Os estudos demostraron que a morfoloxía do xel de silicato de calcio hidratado (CSH) cambiará despois de engadir éter de celulosa. As moléculas de éter de celulosa poden afectar a estrutura cristalina da CSH, facéndoa máis solta. Esta estrutura solta pode reducir a resistencia inicial ata certo punto, pero tamén axuda a mellorar a dureza do material.
Os éteres de celulosa tamén poden reducir a formación de etringita durante o proceso de hidratación. Dado que o éter de celulosa retarda a velocidade de reacción de hidratación, a taxa de formación de etringita no cemento redúcese, reducindo así o estrés interno causado pola expansión do volume durante o proceso de curado.
4. Efecto no desenvolvemento da forza
Os éteres de celulosa tamén teñen un impacto significativo no desenvolvemento da resistencia dos materiais a base de cemento. Debido a que os éteres de celulosa retardan a taxa de hidratación do cemento, o desenvolvemento temperán da forza das pastas de cemento adoita ser máis lento. Non obstante, a medida que continúa a reacción de hidratación, o efecto regulador da retención de auga do éter de celulosa e da morfoloxía do produto de hidratación pode xurdir gradualmente, o que axudará a mellorar a forza na fase posterior.
Nótese que a cantidade e o tipo de éter de celulosa engadidos teñen un dobre impacto na forza. Unha cantidade adecuada de éter de celulosa pode mellorar o rendemento da construción e aumentar a resistencia posterior, pero o uso excesivo pode provocar unha diminución da resistencia inicial dos materiais a base de cemento e afectar as propiedades mecánicas finais. Polo tanto, en aplicacións prácticas, o tipo e a dosificación do éter de celulosa deben ser optimizados e deseñados segundo requisitos específicos de enxeñería.
O éter de celulosa afecta o proceso de hidratación e as propiedades dos materiais do cemento mellorando a retención de auga dos materiais a base de cemento, axustando a taxa de hidratación e afectando a forma dos produtos de hidratación. Aínda que os éteres de celulosa poden causar unha perda de resistencia inicial, poden mellorar a durabilidade e dureza do formigón a longo prazo. A adición de éter de celulosa tamén pode mellorar significativamente o rendemento da construción, especialmente en escenarios de aplicación que requiren longos tempos de traballo e altos requisitos de retención de auga. Ten vantaxes insubstituíbles. Nas aplicacións de enxeñería reais, unha selección razoable do tipo e dosificación de éter de celulosa pode equilibrar a resistencia, o rendemento da construción e os requisitos de durabilidade do material.
Hora de publicación: 27-09-2024