ცელულოზის ეთერის გამოყენება ცემენტზე დაფუძნებულ მასალებში

1 შესავალი
ჩინეთი უკვე 20 წელზე მეტია აწარმოებს მზა ნაღმტყორცნებს. განსაკუთრებით ბოლო წლებში, შესაბამისი ეროვნული სამთავრობო უწყებები ყურადღებას აქცევენ მზა ნაღმტყორცნების შემუშავებას და გაცემულია წამახალისებელი პოლიტიკა. დღეისათვის ქვეყანაში არის 10-ზე მეტი პროვინცია და მუნიციპალიტეტი, რომლებმაც გამოიყენეს მზა ნაღმტყორცნები. 60%-ზე მეტი, არის 800-ზე მეტი მზა ნაღმტყორცნების საწარმო ჩვეულებრივი მასშტაბის ზემოთ, წლიური საპროექტო სიმძლავრით 274 მილიონი ტონა. 2021 წელს ჩვეულებრივი მზა ნაღმტყორცნების წლიური წარმოება იყო 62,02 მილიონი ტონა.

მშენებლობის პროცესში ხსნარი ხშირად კარგავს ზედმეტ წყალს და არ აქვს საკმარისი დრო და წყალი დასატენიანებლად, რაც იწვევს არასაკმარისი სიმტკიცეს და გამკვრივების შემდეგ ცემენტის პასტის გაბზარვას. ცელულოზის ეთერი არის ჩვეულებრივი პოლიმერული დანამატი მშრალ შერეულ ნაღმტყორცნებში. მას აქვს წყლის შეკავების, გასქელების, ჩამორჩენის და ჰაერის შეღწევის ფუნქციები და შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების მოქმედება.

იმისათვის, რომ ნაღმტყორცნები დააკმაყოფილონ სატრანსპორტო მოთხოვნილებები და გადაჭრას ბზარის და დაბალი შემაკავშირებელი სიძლიერის პრობლემები, დიდი მნიშვნელობა აქვს ნაღმტყორცნებს ცელულოზის ეთერის დამატებას. ეს სტატია მოკლედ წარმოგიდგენთ ცელულოზის ეთერის მახასიათებლებს და მის გავლენას ცემენტზე დაფუძნებული მასალების მუშაობაზე, იმ იმედით, რომ დაეხმარება მზა ნაღმტყორცნების ტექნიკური პრობლემების გადაჭრაში.

2 შესავალი ცელულოზის ეთერში
ცელულოზის ეთერი (ცელულოზის ეთერი) მზადდება ცელულოზისგან ერთი ან მეტი ეთერიფიკაციის აგენტის ეთერიფიკაციის რეაქციისა და მშრალი დაფქვის გზით.

2.1 ცელულოზის ეთერების კლასიფიკაცია
ეთერის შემცვლელების ქიმიური სტრუქტურის მიხედვით, ცელულოზის ეთერები შეიძლება დაიყოს ანიონურ, კატიონურ და არაიონურ ეთერებად. იონური ცელულოზის ეთერები ძირითადად მოიცავს კარბოქსიმეთილცელულოზის ეთერს (CMC); არაიონური ცელულოზის ეთერები ძირითადად მოიცავს მეთილის ცელულოზის ეთერს (MC), ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერს (HPMC) და ჰიდროქსიეთილის ბოჭკოვან ეთერს (HC) და ა.შ. არაიონური ეთერები იყოფა წყალში ხსნად და ზეთში ხსნად ეთერებად. არაიონური წყალში ხსნადი ეთერები ძირითადად გამოიყენება ნაღმტყორცნების პროდუქტებში. კალციუმის იონების თანდასწრებით, იონური ცელულოზის ეთერები არასტაბილურია, ამიტომ ისინი იშვიათად გამოიყენება მშრალ ნაღმტყორცნების პროდუქტებში, რომლებიც ცემენტის მასალად იყენებენ ცემენტს, ჩამქრალ კირს და ა.შ. არაიონური წყალში ხსნადი ცელულოზის ეთერები ფართოდ გამოიყენება სამშენებლო მასალების ინდუსტრიაში მათი შეჩერების სტაბილურობისა და წყლის შეკავების ეფექტის გამო.
ეთერიფიკაციის პროცესში შერჩეული სხვადასხვა ეთერიფიკაციის აგენტების მიხედვით, ცელულოზის ეთერის პროდუქტები მოიცავს მეთილის ცელულოზას, ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას, ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზას, ციანოეთილის ცელულოზას, კარბოქსიმეთილცელულოზას, ეთილცელულოზას, ბენზილცელულოზას, კარბოქსიმეთილცელულპროლოზას, ჰიდროქსითილცელულოზას. ბენზილციანოეთილის ცელულოზა და ფენილცელულოზა.

ნაღმტყორცნებში გამოყენებული ცელულოზის ეთერები ჩვეულებრივ მოიცავს მეთილის ცელულოზის ეთერს (MC), ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზას (HPMC), ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერს (HEMC) და ჰიდროქსიეთილცელულოზის ეთერს (HEMC). მათ შორის, HPMC და HEMC ყველაზე ფართოდ გამოიყენება.

2.2 ცელულოზის ეთერის ქიმიური თვისებები
თითოეულ ცელულოზის ეთერს აქვს ცელულოზა-ანჰიდროგლუკოზის სტრუქტურის ძირითადი სტრუქტურა. ცელულოზის ეთერის წარმოების პროცესში ცელულოზის ბოჭკო ჯერ თბება ტუტე ხსნარში და შემდეგ მუშავდება ეთერიფიკატორით. ბოჭკოვანი რეაქციის პროდუქტი იწმინდება და დაფქვა, რათა წარმოიქმნას ერთგვაროვანი ფხვნილი გარკვეული სისუფთავით.

MC-ის წარმოებაში მხოლოდ მეთილის ქლორიდი გამოიყენება როგორც ეთერიფიკატორი; მეთილის ქლორიდის გარდა, პროპილენის ოქსიდი ასევე გამოიყენება ჰიდროქსიპროპილის შემცვლელების მისაღებად HPMC-ის წარმოებაში. სხვადასხვა ცელულოზის ეთერებს აქვთ მეთილის და ჰიდროქსიპროპილის ჩანაცვლების განსხვავებული სიჩქარე, რაც გავლენას ახდენს ცელულოზის ეთერის ხსნარის ორგანულ თავსებადობაზე და თერმული გელის ტემპერატურაზე.

2.3 ცელულოზის ეთერის დაშლის მახასიათებლები

ცელულოზის ეთერის დაშლის მახასიათებლები დიდ გავლენას ახდენს ცემენტის ნაღმტყორცნების მუშაობისუნარიანობაზე. ცელულოზის ეთერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცემენტის ნაღმტყორცნების შეკრებისა და წყლის შეკავების გასაუმჯობესებლად, მაგრამ ეს დამოკიდებულია იმაზე, რომ ცელულოზის ეთერი მთლიანად და სრულად იხსნება წყალში. ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ცელულოზის ეთერის დაშლაზე, არის დაშლის დრო, მორევის სიჩქარე და ფხვნილის სისუფთავე.

2.4 ჩაძირვის როლი ცემენტის ხსნარში

როგორც ცემენტის ხსნარის მნიშვნელოვანი დანამატი, Destroy აქვს თავისი ეფექტი შემდეგ ასპექტებში.
(1) აუმჯობესებს ნაღმტყორცნების მუშაობისუნარიანობას და გაზრდის ნაღმტყორცნების სიბლანტეს.
ცეცხლოვანი ჭავლის შეყვანამ შეიძლება თავიდან აიცილოს ნაღმტყორცნებიდან გამოყოფა და მიიღოს ერთიანი და ერთიანი პლასტიკური სხეული. მაგალითად, ჯიხურები, რომლებიც შეიცავს HEMC, HPMC და ა.შ., მოსახერხებელია თხელფენიანი ნაღმტყორცნებით და თაბაშირებისთვის. ცვეთა სიჩქარე, ტემპერატურა, კოლაფსის კონცენტრაცია და გახსნილი მარილის კონცენტრაცია.
(2) მას აქვს ჰაერგამტარი ეფექტი.
მინარევების გამო, ნაწილაკებში ჯგუფების შეყვანა ამცირებს ნაწილაკების ზედაპირულ ენერგიას და ადვილია სტაბილური, ერთგვაროვანი და წვრილი ნაწილაკების შეყვანა პროცესში შერევის ზედაპირზე შერეულ ხსნარში. "ბურთის ეფექტურობა" აუმჯობესებს ნაღმტყორცნების კონსტრუქციულ მუშაობას, ამცირებს ნაღმტყორცნების ტენიანობას და ამცირებს ნაღმტყორცნების თბოგამტარობას. ტესტებმა აჩვენა, რომ როდესაც HEMC და HPMC შერევის რაოდენობაა 0.5%, ნაღმტყორცნების გაზის შემცველობა ყველაზე დიდია, დაახლოებით 55%; როდესაც შერევის რაოდენობა აღემატება 0,5%-ს, ნაღმტყორცნების შემცველობა თანდათან ვითარდება გაზის შემცველობის ტენდენციად, როგორც რაოდენობა იზრდება.
(3) შეინახეთ იგი უცვლელად.

ცვილს შეუძლია დაშალოს, შეზეთოს და აურიოს ნაღმტყორცნებიდან და ხელი შეუწყოს ნაღმტყორცნების თხელი ფენის და თაბაშირის ფხვნილის გასწორებას. მისი წინასწარ დასველება არ არის საჭირო. მშენებლობის შემდეგ, ცემენტის მასალას ასევე შეიძლება ჰქონდეს უწყვეტი ჰიდრატაციის ხანგრძლივი პერიოდი სანაპიროს გასწვრივ, რათა გააუმჯობესოს ადჰეზია ნაღმტყორცნებსა და სუბსტრატს შორის.

ცელულოზის ეთერის მოდიფიკაციის ეფექტები ახალ ცემენტზე დაფუძნებულ მასალებზე ძირითადად მოიცავს გასქელებას, წყლის შეკავებას, ჰაერის შეწოვას და შეფერხებას. ცემენტზე დაფუძნებულ მასალებში ცელულოზის ეთერების ფართო გამოყენების გამო, ცელულოზის ეთერებსა და ცემენტის ხსნარს შორის ურთიერთქმედება თანდათან ხდება კვლევის ცხელ წერტილად.