In kant-en-klare mortel kan zelfs een kleine hoeveelheid cellulose-ether de prestaties van natte mortel aanzienlijk verbeteren. Hieruit blijkt dat cellulose-ether het belangrijkste additief is dat de verwerkbaarheid van de mortel beïnvloedt.
De keuze voor verschillende soorten cellulose-ethers met verschillende viscositeiten, deeltjesgroottes, viscositeitsgraden en toegevoegde hoeveelheden heeft een verschillend effect op de verbetering van de prestaties van droge mortel. Momenteel hebben veel metsel- en pleistermortels een slechte waterretentie. Het water en de mortel scheiden zich na een paar minuten. Daarom is het toevoegen van cellulose-ether aan cementmortel erg belangrijk.
Laten we de rol van cellulose-ether in cementmortel eens nader bekijken!
1. Cellulose-ether - Waterretentie
Het waterretentievermogen is een belangrijke eigenschap van methylcellulose-ether, en het is ook een eigenschap waar veel binnenlandse fabrikanten van droge mortel, met name in zuidelijke regio's met hoge temperaturen, veel aandacht aan besteden. Bij de productie van bouwmaterialen, vooral droge poedermortel, speelt cellulose-ether een onvervangbare rol, met name bij de productie van speciale mortel (gemodificeerde mortel), waar het een onmisbaar en belangrijk bestanddeel is.
De viscositeit, dosering, omgevingstemperatuur en moleculaire structuur van cellulose-ether hebben een grote invloed op het waterretentievermogen. Onder dezelfde omstandigheden geldt: hoe hoger de viscositeit van de cellulose-ether, hoe beter het waterretentievermogen; hoe hoger de dosering, hoe beter het waterretentievermogen. Over het algemeen kan een kleine dosering cellulose-ether het waterretentievermogen van mortel aanzienlijk verbeteren. Wanneer de dosering een bepaald niveau bereikt, neemt de toename van het waterretentievermogen af; bij een stijgende omgevingstemperatuur neemt het waterretentievermogen van cellulose-ether doorgaans af. Sommige gemodificeerde cellulose-ethers vertonen echter ook een beter waterretentievermogen bij hoge temperaturen; cellulose-ether met een lagere substitutiegraad heeft betere waterretentieprestaties.
De hydroxylgroep op het cellulose-ethermolecuul en het zuurstofatoom op de etherbinding zullen zich binden aan het watermolecuul en een waterstofbrug vormen, waardoor het vrije water wordt omgezet in gebonden water, wat een belangrijke rol speelt bij het vasthouden van water;DeDoor interdiffusie tussen watermoleculen en de cellulose-ethermolecuulketen kunnen watermoleculen de binnenkant van de macromoleculaire cellulose-etherketen binnendringen en worden ze onderworpen aan sterke bindingskrachten, waardoor vrij water en ingesloten water ontstaan en het waterretentievermogen van cementmortel verbetert. Cellulose-ether verbetert de reologische eigenschappen van de verse cementmortel, de poreuze netwerkstructuur en de osmotische druk, of de filmvormende eigenschappen van cellulose-ether belemmeren de diffusie van water.
2. Cellulose-ethers - Verdikking en thixotropie
Cellulose-ether geeft de natte mortel een uitstekende viscositeit, wat de hechting tussen de natte mortel en de ondergrond aanzienlijk verbetert en de anti-doorzakeigenschappen van de mortel versterkt. Het wordt veel gebruikt in pleistermortel, metselmortel en gevelisolatiesystemen. Het verdikkende effect van cellulose-ether verbetert ook de anti-dispersie en homogeniteit van vers gemengde materialen, waardoor delaminatie en segregatie worden voorkomen. Het kan worden toegepast in vezelbeton, onderwaterbeton en zelfverdichtend beton.
Het verdikkende effect van cellulose-ether op cementgebonden materialen is te danken aan de viscositeit van de cellulose-etheroplossing. Onder dezelfde omstandigheden geldt: hoe hoger de viscositeit van de cellulose-ether, hoe beter de viscositeit van het gemodificeerde cementgebonden materiaal. Een te hoge viscositeit kan echter de vloeibaarheid en verwerkbaarheid van het materiaal beïnvloeden (bijvoorbeeld het vastlopen van een pleistermes). Zelfnivellerende mortel en zelfverdichtend beton, die een hoge vloeibaarheid vereisen, hebben een lage viscositeit van de cellulose-ether nodig. Bovendien verhoogt het verdikkende effect van cellulose-ether de waterbehoefte van cementgebonden materialen en daarmee de mortelopbrengst.
Een waterige oplossing van cellulose-ether met een hoge viscositeit heeft een hoge thixotropie, wat tevens een belangrijk kenmerk is van cellulose-ether. Waterige oplossingen van methylcellulose hebben doorgaans pseudoplastische en niet-thixotrope vloeibaarheid onder de geltemperatuur, maar vertonen Newtoniaanse stromingseigenschappen bij lage schuifsnelheden. De pseudoplasticiteit neemt toe met het molecuulgewicht of de concentratie van cellulose-ether, ongeacht het type substituent en de substitutiegraad. Daarom zullen cellulose-ethers van dezelfde viscositeitsklasse, of het nu HPMC of HEMC betreft, altijd dezelfde reologische eigenschappen vertonen zolang de concentratie en temperatuur constant worden gehouden. Bij verhoging van de temperatuur worden structurele gels gevormd en treedt een sterk thixotrope stroming op.
Cellulose-ethers met een hoge concentratie en lage viscositeit vertonen thixotropie, zelfs onder de geleertemperatuur. Deze eigenschap is zeer gunstig voor het aanpassen van de egalisatie en het voorkomen van doorzakking bij de aanleg van bouwmortel. Het is belangrijk om hier te vermelden dat hoe hoger de viscositeit van de cellulose-ether, hoe beter het waterbindend vermogen. Echter, hoe hoger de viscositeit, hoe hoger het relatieve molecuulgewicht van de cellulose-ether en hoe lager de oplosbaarheid, wat een negatieve invloed heeft op de mortelconcentratie en de bouwprestaties.
3. Cellulose-ether - Luchtinsluitende werking
Cellulose-ether heeft een duidelijk luchtinsluitend effect op verse cementgebonden materialen. Cellulose-ether bevat zowel hydrofiele groepen (hydroxylgroepen, ethergroepen) als hydrofobe groepen (methylgroepen, glucoseringen) en is een oppervlakteactieve stof, waardoor het een luchtinsluitend effect heeft. Dit luchtinsluitende effect zorgt voor een "bal"-effect, wat de verwerkbaarheid van de vers gemengde materialen kan verbeteren. Zo verhoogt het de plasticiteit en gladheid van de mortel tijdens de verwerking, wat de verspreiding ervan bevordert. Het verhoogt ook de mortelopbrengst en verlaagt de productiekosten. Echter, het verhoogt de porositeit van het uitgeharde materiaal en vermindert de mechanische eigenschappen, zoals sterkte en elasticiteitsmodulus.
Als oppervlakteactieve stof heeft cellulose-ether ook een bevochtigend of smerend effect op cementdeeltjes, waardoor de vloeibaarheid van cementgebonden materialen toeneemt, samen met het luchtinsluitende effect. Het verdikkende effect vermindert echter de vloeibaarheid. Het effect op de vloeibaarheid is een combinatie van plastificerende en verdikkende effecten. Over het algemeen geldt dat bij een zeer laag gehalte aan cellulose-ether de belangrijkste werking plastificatie of waterreductie is; bij een hoog gehalte neemt het verdikkende effect van cellulose-ether snel toe en neigt het luchtinsluitende effect tot verzadiging. Dit uit zich in een verdikkend effect of een verhoogde waterbehoefte.
4. Cellulose-ether - Vertraging
Cellulose-ether verlengt de uithardingstijd van cementpasta of mortel en vertraagt de hydratatiekinetiek van cement. Dit is gunstig voor het verbeteren van de verwerkbaarheid van vers gemengde materialen, het verbeteren van de consistentie van de mortel en het verminderen van de betonslump na verloop van tijd, maar kan ook de bouwvoortgang vertragen.
Geplaatst op: 2 juni 2023