Ete cellulose là một loại hợp chất polyme hữu cơ được biến đổi hóa học từ cellulose tự nhiên. Chúng thường được sử dụng trong vật liệu xây dựng, đặc biệt là trong vật liệu gốc xi măng. Ảnh hưởng của ete cellulose đến quá trình thủy hóa xi măng chủ yếu được phản ánh ở các khía cạnh sau: sự phân tán của các hạt xi măng, giữ nước, hiệu ứng làm đặc và ảnh hưởng đến hình thái và sự phát triển cường độ của các sản phẩm thủy hóa xi măng.
1. Giới thiệu về thủy hóa xi măng
Quá trình thủy hóa xi măng là một loạt các phản ứng vật lý và hóa học phức tạp giữa xi măng và nước. Những phản ứng này khiến hồ xi măng dần cứng lại để tạo thành một cấu trúc rắn, cuối cùng tạo ra các sản phẩm thủy hóa như canxi silicat hydrat (CSH) và canxi hydroxit (CH). Trong quá trình này, tốc độ phản ứng thủy hóa của xi măng, tính lưu động và khả năng giữ nước của bùn và sự hình thành các sản phẩm thủy hóa ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ và độ bền của bê tông cuối cùng.
2. Cơ chế tác dụng của ete xenlulozơ
Cellulose ether đóng vai trò điều tiết vật lý và hóa học quan trọng trong quá trình thủy hóa xi măng. Cellulose ether chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình thủy hóa xi măng theo hai cách: một là ảnh hưởng đến sự phân bố và bốc hơi nước trong vữa xi măng; cách khác là ảnh hưởng đến sự phân tán và đông tụ của các hạt xi măng.
Kiểm soát độ ẩm và giữ nước
Các ete cellulose có thể cải thiện đáng kể khả năng giữ nước của vật liệu gốc xi măng. Do có tính ưa nước mạnh, ete cellulose có thể tạo thành dung dịch keo ổn định trong nước, có thể hấp thụ và giữ độ ẩm. Khả năng giữ nước này rất quan trọng trong việc giảm các vết nứt do mất nước nhanh trong bê tông trong quá trình thủy hóa sớm. Đặc biệt trong môi trường khô hoặc điều kiện thi công nhiệt độ cao, ete cellulose có thể ngăn nước bốc hơi quá nhanh và đảm bảo lượng nước trong vữa xi măng đủ để hỗ trợ phản ứng thủy hóa bình thường.
Lưu biến và độ đặc
Các ete xenluloza cũng có thể cải thiện tính lưu biến của bùn xi măng. Sau khi thêm ete xenluloza, độ đặc của bùn xi măng sẽ tăng lên đáng kể. Hiện tượng này chủ yếu là do cấu trúc chuỗi dài được hình thành bởi các phân tử ete xenluloza trong nước. Phân tử chuỗi dài này có thể hạn chế chuyển động của các hạt xi măng, do đó làm tăng độ nhớt và độ đặc của bùn. Tính chất này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng như keo dán trát và keo dán gạch, vì nó ngăn vữa xi măng chảy quá nhanh đồng thời mang lại hiệu suất thi công tốt hơn.
Trì hoãn quá trình hydrat hóa và điều chỉnh thời gian cài đặt
Cellulose ether có thể làm chậm phản ứng thủy hóa của xi măng và tăng thời gian đông kết ban đầu và thời gian đông kết cuối cùng của vữa xi măng. Hiệu ứng này xảy ra vì các phân tử của cellulose ether được hấp phụ trên bề mặt của các hạt xi măng, tạo thành một rào cản ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa nước và các hạt xi măng, do đó làm chậm phản ứng thủy hóa. Bằng cách trì hoãn thời gian đông kết, cellulose ether có thể cải thiện khả năng vận hành xây dựng, giúp công nhân xây dựng có nhiều thời gian hơn để điều chỉnh và hiệu chỉnh.
3. Ảnh hưởng đến hình dạng sản phẩm thủy hóa xi măng
Sự hiện diện của ete cellulose cũng ảnh hưởng đến cấu trúc vi mô của các sản phẩm hydrat hóa xi măng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hình thái của gel canxi silicat hydrat (CSH) sẽ thay đổi sau khi thêm ete cellulose. Các phân tử ete cellulose có thể ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể của CSH, khiến nó trở nên lỏng lẻo hơn. Cấu trúc lỏng lẻo này có thể làm giảm cường độ ban đầu ở một mức độ nhất định, nhưng nó cũng giúp cải thiện độ dẻo dai của vật liệu.
Các ete cellulose cũng có thể làm giảm sự hình thành ettringite trong quá trình hydrat hóa. Vì ete cellulose làm chậm tốc độ phản ứng hydrat hóa, tốc độ hình thành ettringite trong xi măng bị giảm, do đó làm giảm ứng suất bên trong do sự giãn nở thể tích trong quá trình đóng rắn.
4. Tác dụng phát triển sức mạnh
Các ete cellulose cũng có tác động đáng kể đến sự phát triển cường độ của vật liệu gốc xi măng. Vì ete cellulose làm chậm tốc độ hydrat hóa của xi măng, nên sự phát triển cường độ ban đầu của hồ xi măng thường chậm hơn. Tuy nhiên, khi phản ứng hydrat hóa tiếp tục, hiệu ứng điều chỉnh của việc giữ nước ete cellulose và hình thái sản phẩm hydrat hóa có thể dần xuất hiện, điều này sẽ giúp cải thiện cường độ ở giai đoạn sau.
Cần lưu ý rằng lượng và loại ete cellulose bổ sung có tác động kép đến cường độ. Lượng ete cellulose thích hợp có thể cải thiện hiệu suất thi công và tăng cường độ sau này, nhưng sử dụng quá mức có thể dẫn đến giảm cường độ ban đầu của vật liệu gốc xi măng và ảnh hưởng đến các tính chất cơ học cuối cùng. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, loại và liều lượng ete cellulose cần được tối ưu hóa và thiết kế theo các yêu cầu kỹ thuật cụ thể.
Cellulose ether ảnh hưởng đến quá trình hydrat hóa và tính chất vật liệu của xi măng bằng cách cải thiện khả năng giữ nước của vật liệu gốc xi măng, điều chỉnh tốc độ hydrat hóa và ảnh hưởng đến dạng sản phẩm hydrat hóa. Mặc dù ether cellulose có thể làm mất cường độ ban đầu, nhưng chúng có thể cải thiện độ bền và độ dẻo dai của bê tông trong thời gian dài. Việc bổ sung ether cellulose cũng có thể cải thiện đáng kể hiệu suất thi công, đặc biệt là trong các tình huống ứng dụng đòi hỏi thời gian làm việc dài và yêu cầu giữ nước cao. Nó có những ưu điểm không thể thay thế. Trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, việc lựa chọn hợp lý loại và liều lượng ether cellulose có thể cân bằng các yêu cầu về cường độ, hiệu suất thi công và độ bền của vật liệu.
Thời gian đăng: 27-09-2024