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.
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.
1.1 Eter celulozy
Eter celulozy to ogólne określenie szeregu produktów wytwarzanych w reakcji celulozy alkalicznej 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) Po rozpuszczeniu w wodzie eteru celulozy zawartego w zaprawie, dzięki działaniu powierzchniowemu zapewnione jest efektywne i równomierne rozprowadzenie materiału cementowego w systemie, a eter celulozy jako koloid ochronny „otula” substancję stałą cząstek oraz Na jej zewnętrznej powierzchni tworzy się warstwa filmu smarnego, co zwiększa stabilność układu zaprawowego, a także poprawia płynność zaprawy w procesie mieszania i gładkość konstrukcji.
(2) Ze względu na swoją własną strukturę molekularną, roztwór eteru celulozy sprawia, że woda z zaprawy nie jest łatwo stracona i stopniowo uwalnia ją przez długi czas, zapewniając zaprawie dobrą retencję wody i dobrą urabialność.
1.1.1 Wzór cząsteczkowy metylocelulozy (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
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) Zatrzymywanie 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.Jeżeli 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.
1.1.2 Wzór cząsteczkowy hydroksypropylometylocelulozy (HPMC) to [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Hydroksypropylometyloceluloza jest odmianą celulozy, której produkcja i zużycie w ostatnich latach szybko rośnie.Jest to niejonowy mieszany eter celulozy wytwarzany z rafinowanej bawełny po alkalizacji przy użyciu tlenku propylenu i chlorku metylu jako środka eteryfikacji w drodze szeregu reakcji.Stopień podstawienia wynosi na ogół 1,2 ~ 2,0.Jego właściwości są różne ze względu na różne proporcje zawartości metoksylu i zawartości hydroksypropylu.
(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.
1.1.3 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.
1.1.4 Karboksymetyloceluloza (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Jonowy eter celulozy wytwarzany jest z włókien naturalnych (bawełna itp.) po obróbce alkalicznej przy użyciu monochlorooctanu sodu jako środka eteryfikacji i poddawanych serii obróbek reakcyjnych.Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 0,4 ~ 1,4, a stopień podstawienia w dużym stopniu wpływa na jego działanie.
(1) Karboksymetyloceluloza jest bardziej higroskopijna i będzie zawierać więcej wody, jeśli będzie przechowywana w ogólnych warunkach.
(2) Wodny roztwór karboksymetylocelulozy nie tworzy żelu, a lepkość zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury.Gdy temperatura przekracza 50°C, lepkość jest nieodwracalna.
(3) Na jego stabilność duży wpływ ma pH.Generalnie można go stosować w zaprawach gipsowych, ale nie w zaprawach cementowych.Gdy jest silnie zasadowy, traci lepkość.
(4) Jego retencja wody jest znacznie niższa niż w przypadku metylocelulozy.Działa opóźniająco na zaprawę gipsową i zmniejsza jej wytrzymałość.Jednak cena karboksymetylocelulozy jest znacznie niższa niż metylocelulozy.
Czas publikacji: 23 marca 2023 r