Rodzaje domieszek powszechnie stosowanych do zapraw budowlanych suchych, ich właściwości użytkowe, mechanizm działania i wpływ na właściwości użytkowe zapraw suchych.Z naciskiem omówiono polepszający wpływ środków zatrzymujących wodę, takich jak eter celulozy i eter skrobi, redyspergowalny proszek lateksowy i materiały włókniste na właściwości użytkowe zaprawy mieszanej na sucho.
Domieszki odgrywają kluczową rolę w poprawie właściwości użytkowych zaprawy budowlanej suchej, ale dodatek zaprawy suchej powoduje, że koszt materiałowy produktów z zaprawy suchej jest znacznie wyższy niż w przypadku tradycyjnej zaprawy, która stanowi ponad 40% całkowitego kosztu koszt materiału w zaprawie wymieszanej na sucho.Obecnie znaczna część domieszki dostarczana jest przez producentów zagranicznych, dostawca podaje także dawkowanie referencyjne produktu.W rezultacie koszt zapraw suchych pozostaje wysoki, a popularyzacja zwykłych zapraw murarskich i tynkarskich w dużych ilościach i na dużych powierzchniach jest trudna;produkty rynkowe z najwyższej półki są kontrolowane przez firmy zagraniczne, a producenci zapraw suchych mają niskie zyski i słabą tolerancję cenową;Brakuje systematycznych i ukierunkowanych badań nad zastosowaniem farmaceutyków, ślepo kierują się obcymi recepturami.
Mając powyższe na uwadze, w artykule dokonano analizy i porównania podstawowych właściwości powszechnie stosowanych domieszek i na tej podstawie zbadano właściwości użytkowe zapraw sucho wymieszanych z zastosowaniem domieszek.
1 środek zatrzymujący wodę
Środek zatrzymujący wodę jest kluczową domieszką poprawiającą zdolność zatrzymywania wody przez zaprawę mieszaną na sucho, a także jest jedną z kluczowych domieszek określających koszt zapraw mieszanych na sucho.
1. Eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC)
Hydroksypropylometyloceluloza to ogólne określenie szeregu produktów powstałych w wyniku reakcji alkalicznej celulozy i środka eteryfikującego w określonych warunkach.Celuloza alkaliczna jest zastępowana różnymi środkami eteryfikującymi w celu uzyskania różnych eterów celulozy.Zgodnie z właściwościami jonizacyjnymi podstawników, etery celulozy można podzielić na dwie kategorie: jonowe (takie jak karboksymetyloceluloza) i niejonowe (takie jak metyloceluloza).W zależności od rodzaju podstawnika eter celulozy można podzielić na monoeter (taki jak metyloceluloza) i eter mieszany (taki jak hydroksypropylometyloceluloza).Według różnej rozpuszczalności można ją podzielić na rozpuszczalną w wodzie (np. hydroksyetylocelulozę) i rozpuszczalną w rozpuszczalnikach organicznych (np. etylocelulozę) itp. Zaprawa mieszana na sucho to głównie celuloza rozpuszczalna w wodzie, a celuloza rozpuszczalna w wodzie to dzieli się na typu natychmiastowego i typu opóźnionego rozpuszczania poddanego obróbce powierzchniowej.
Mechanizm działania eteru celulozy w zaprawie jest następujący:
(1) Hydroksypropylometyloceluloza jest łatwo rozpuszczalna w zimnej wodzie i będzie miała trudności z rozpuszczeniem w gorącej wodzie.Jednak temperatura jego żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż w przypadku metylocelulozy.Rozpuszczalność w zimnej wodzie jest również znacznie lepsza w porównaniu z metylocelulozą.
(2) Lepkość hydroksypropylometylocelulozy jest związana z jej masą cząsteczkową, a im większa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość.Temperatura wpływa również na jego lepkość, wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje.Jednak jego wysoka lepkość ma niższy wpływ na temperaturę niż metyloceluloza.Jego roztwór jest stabilny, gdy jest przechowywany w temperaturze pokojowej.
(3) Retencja wody w hydroksypropylometylocelulozie zależy od ilości dodanej substancji, lepkości itp., a stopień zatrzymywania wody przy tej samej ilości dodanej jest wyższy niż w przypadku metylocelulozy.
(4) Hydroksypropylometyloceluloza jest odporna na kwasy i zasady, a jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=2~12.Soda kaustyczna i woda wapienna mają niewielki wpływ na jego działanie, ale alkalia mogą przyspieszyć jego rozpuszczanie i zwiększyć jego lepkość.Hydroksypropylometyloceluloza jest stabilna w stosunku do zwykłych soli, ale gdy stężenie roztworu soli jest wysokie, lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy ma tendencję do wzrostu.
(5) Hydroksypropylometylocelulozę można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie związkami polimerowymi, tworząc jednolity roztwór o wyższej lepkości.Takie jak alkohol poliwinylowy, eter skrobiowy, guma roślinna itp.
(6) Hydroksypropylometyloceluloza ma lepszą odporność na enzymy niż metyloceluloza, a prawdopodobieństwo degradacji jej roztworu przez enzymy jest mniejsze niż metyloceluloza.
(7) Przyczepność hydroksypropylometylocelulozy do zaprawy jest większa niż metylocelulozy.
2. Metyloceluloza (MC)
Po potraktowaniu rafinowanej bawełny alkaliami, w serii reakcji z chlorkiem metanu jako środkiem eteryfikacji powstaje eter celulozy.Ogólnie stopień podstawienia wynosi 1,6 ~ 2,0, a rozpuszczalność jest również różna w zależności od stopnia podstawienia.Należy do niejonowego eteru celulozy.
(1) Metyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie i trudno będzie ją rozpuścić w gorącej wodzie.Jego wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=3~12.Ma dobrą kompatybilność ze skrobią, gumą guar itp. i wieloma środkami powierzchniowo czynnymi.Gdy temperatura osiągnie temperaturę żelowania, następuje żelowanie.
(2) Retencja wody w metylocelulozie zależy od ilości dodanej substancji, lepkości, rozdrobnienia cząstek i szybkości rozpuszczania.Ogólnie rzecz biorąc, jeśli dodana ilość jest duża, stopień rozdrobnienia jest mały, a lepkość jest duża, stopień zatrzymywania wody jest wysoki.Wśród nich największy wpływ na szybkość retencji wody ma ilość dodatku, a poziom lepkości nie jest wprost proporcjonalny do poziomu szybkości retencji wody.Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni cząstek celulozy i rozdrobnienia cząstek.Spośród powyższych eterów celulozy, metyloceluloza i hydroksypropylometyloceluloza mają wyższe współczynniki zatrzymywania wody.
(3) Zmiany temperatury poważnie wpływają na stopień zatrzymywania wody w metylocelulozie.Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa temperatura, tym gorsza retencja wody.Jeśli temperatura zaprawy przekroczy 40°C, retencja wody w metylocelulozie ulegnie znacznemu zmniejszeniu, co poważnie wpłynie na konstrukcję zaprawy.
(4) Metyloceluloza ma istotny wpływ na budowę i przyczepność zaprawy.„Przyczepność” odnosi się tutaj do siły przyczepności odczuwanej pomiędzy aplikatorem pracownika a podłożem ściany, czyli wytrzymałości zaprawy na ścinanie.Przyczepność jest wysoka, wytrzymałość zaprawy na ścinanie jest duża, a wytrzymałość wymagana przez pracowników w procesie użytkowania jest również duża, a właściwości konstrukcyjne zaprawy są słabe.Przyczepność metylocelulozy jest na umiarkowanym poziomie w produktach z eteru celulozy.
3. Hydroksyetyloceluloza (HEC)
Jest wykonany z rafinowanej bawełny poddanej działaniu alkaliów i poddanej reakcji z tlenkiem etylenu jako środkiem eteryfikującym w obecności acetonu.Stopień podstawienia wynosi na ogół 1,5 ~ 2,0.Posiada silną hydrofilowość i łatwo wchłania wilgoć.
(1) Hydroksyetyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie, ale trudno jest ją rozpuścić w gorącej wodzie.Jego roztwór jest stabilny w wysokiej temperaturze i nie żeluje.Można go stosować przez długi czas w zaprawie w wysokiej temperaturze, jednak jego retencja wody jest mniejsza niż w przypadku metylocelulozy.
(2) Hydroksyetyloceluloza jest stabilna w stosunku do ogólnych kwasów i zasad.Alkalia mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć lepkość.Jego dyspergowalność w wodzie jest nieco gorsza niż metylocelulozy i hydroksypropylometylocelulozy..
(3) Hydroksyetyloceluloza ma dobre działanie zapobiegające osiadaniu zaprawy, ale ma dłuższy czas opóźnienia w przypadku cementu.
(4) Wydajność hydroksyetylocelulozy produkowanej przez niektóre przedsiębiorstwa krajowe jest oczywiście niższa niż metylocelulozy ze względu na wysoką zawartość wody i wysoką zawartość popiołu.
Eter skrobi
Etery skrobi stosowane w zaprawach są modyfikowane z naturalnych polimerów niektórych polisacharydów.Takie jak ziemniaki, kukurydza, maniok, fasola guar i tak dalej.
1. Skrobia modyfikowana
Eter skrobi modyfikowanej z ziemniaków, kukurydzy, manioku itp. charakteryzuje się znacznie niższą retencją wody niż eter celulozy.Ze względu na różny stopień modyfikacji stabilność wobec kwasów i zasad jest różna.Niektóre produkty nadają się do stosowania w zaprawach gipsowych, inne zaś w zaprawach cementowych.Stosowanie eteru skrobiowego w zaprawie stosuje się głównie jako zagęszczacz w celu poprawy właściwości przeciwzaciekowych zaprawy, zmniejszenia przyczepności mokrej zaprawy i przedłużenia czasu otwarcia.
Etery skrobi często stosuje się łącznie z celulozą, dzięki czemu właściwości i zalety tych dwóch produktów uzupełniają się.Ponieważ produkty na bazie eteru skrobi są znacznie tańsze od eteru celulozy, zastosowanie eteru skrobi w zaprawach spowoduje znaczne obniżenie kosztów receptur zapraw.
2. Eter gumy guar
Eter gumy guar to rodzaj eteru skrobi o specjalnych właściwościach, który jest modyfikowany z naturalnych ziaren guar.Głównie w wyniku reakcji eteryfikacji gumy guar i akrylowej grupy funkcyjnej powstaje struktura zawierająca 2-hydroksypropylową grupę funkcyjną, która jest strukturą poligalaktomannozową.
(1) W porównaniu z eterem celulozy, eter gumy guar jest lepiej rozpuszczalny w wodzie.Właściwości eterów guarowych pH pozostają zasadniczo niezmienione.
(2) W warunkach niskiej lepkości i niskich dawek guma guar może zastąpić eter celulozy w równej ilości i ma podobną retencję wody.Ale konsystencja, zapobieganie opadaniu, tiksotropia i tak dalej są wyraźnie poprawione.
(3) W warunkach dużej lepkości i dużych dawek guma guar nie może zastąpić eteru celulozy, a mieszane zastosowanie tych dwóch zapewni lepszą wydajność.
(4) Zastosowanie gumy guar w zaprawie gipsowej może znacznie zmniejszyć przyczepność podczas budowy i sprawić, że konstrukcja będzie gładsza.Nie wpływa negatywnie na czas wiązania i wytrzymałość zaprawy gipsowej.
3. Modyfikowany zagęszczacz zatrzymujący wodę mineralną
W Chinach zastosowano zatrzymujący wodę zagęszczacz na bazie naturalnych minerałów poprzez modyfikację i mieszanie.Głównymi minerałami używanymi do wytwarzania zagęszczaczy zatrzymujących wodę są: sepiolit, bentonit, montmorylonit, kaolin itp. Minerały te mają pewne właściwości zatrzymywania wody i zagęszczania poprzez modyfikacje, takie jak środki sprzęgające.Ten rodzaj zagęszczacza zatrzymującego wodę stosowanego do zaprawy ma następujące właściwości.
(1) Może znacznie poprawić wydajność zwykłej zaprawy i rozwiązać problemy związane ze słabą funkcjonalnością zaprawy cementowej, niską wytrzymałością zmieszanej zaprawy i słabą wodoodpornością.
(2) Można formułować zaprawy o różnych poziomach wytrzymałości do ogólnych budynków przemysłowych i cywilnych.
(3) Koszt materiału jest znacznie niższy niż w przypadku eteru celulozy i eteru skrobi.
(4) Zatrzymywanie wody jest mniejsze niż w przypadku organicznego środka zatrzymującego wodę, wartość skurczu na sucho przygotowanej zaprawy jest większa, a spójność jest zmniejszona.
Redyspergowalny proszek kauczuku polimerowego
Redyspergowalny proszek gumowy przetwarza się poprzez suszenie rozpyłowe specjalnej emulsji polimerowej.W procesie przetwórstwa niezbędnymi dodatkami stają się koloid ochronny, środek przeciwzbrylający itp.Wysuszony proszek gumowy to zebrane razem kuliste cząstki o wielkości 80 ~ 100 mm.Cząsteczki te są rozpuszczalne w wodzie i tworzą stabilną dyspersję nieco większą niż cząstki oryginalnej emulsji.Ta dyspersja utworzy film po odwodnieniu i wysuszeniu.Powłoka ta jest tak samo nieodwracalna jak tworzenie się ogólnej błony emulsyjnej i nie ulega ponownemu rozproszeniu w kontakcie z wodą.Dyspersje.
Redyspergowalny proszek gumowy można podzielić na: kopolimer styren-butadien, kopolimer etylenu z trzeciorzędowym kwasem węglowym, kopolimer etylenu z octanem kwasu octowego itp. i na tej podstawie szczepi się silikon, laurynian winylu itp. w celu poprawy wydajności.Różne środki modyfikacyjne sprawiają, że redyspergowalny proszek gumowy ma różne właściwości, takie jak wodoodporność, odporność na alkalia, odporność na warunki atmosferyczne i elastyczność.Zawiera laurynian winylu i silikon, dzięki którym proszek gumowy ma dobrą hydrofobowość.Silnie rozgałęziony trzeciorzędowy węglan winylu o niskiej wartości Tg i dobrej elastyczności.
Kiedy tego rodzaju proszki gumowe są nakładane na zaprawę, wszystkie one opóźniają wiązanie cementu, ale efekt opóźniający jest mniejszy niż w przypadku bezpośredniego stosowania podobnych emulsji.Dla porównania, największy efekt opóźniający ma styren-butadien, a najmniejszy etylen-octan winylu.W przypadku zbyt małej dawki efekt polepszenia właściwości zaprawy nie będzie oczywisty.
Czas publikacji: 03 kwietnia 2023 r