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. 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.
2. Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC)
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 temperaturowy 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.
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.
4. Karboksymetyloceluloza (CMC)
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.
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. Dyspersja ta 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 modyfikujące 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.
Włókna polipropylenowe
Włókno polipropylenowe produkowane jest z polipropylenu jako surowca i odpowiedniej ilości modyfikatora. Średnica włókna wynosi na ogół około 40 mikronów, wytrzymałość na rozciąganie wynosi 300 ~ 400 mpa, moduł sprężystości wynosi ≥3500 mpa, a ostateczne wydłużenie wynosi 15 ~ 18%. Jego charakterystyka działania:
(1) Włókna polipropylenowe są równomiernie rozmieszczone w zaprawie w trójwymiarowych losowych kierunkach, tworząc system wzmacniający sieć. Jeśli do każdej tony zaprawy doda się 1 kg włókna polipropylenowego, można uzyskać ponad 30 milionów włókien monofilamentowych.
(2) Dodanie włókna polipropylenowego do zaprawy może skutecznie zmniejszyć pęknięcia skurczowe zaprawy w stanie plastycznym. Niezależnie od tego, czy te pęknięcia są widoczne, czy nie. Może także znacznie zmniejszyć krwawienie powierzchniowe i osiadanie kruszywa świeżej zaprawy.
(3) W przypadku korpusu utwardzonego zaprawą włókno polipropylenowe może znacznie zmniejszyć liczbę pęknięć odkształcalnych. Oznacza to, że gdy bryła twardniejąca zaprawa wytwarza naprężenia w wyniku odkształcenia, może ona stawiać opór i przenosić naprężenia. Kiedy masa twardniejąca zaprawa pęka, może pasywować koncentrację naprężeń na wierzchołku pęknięcia i ograniczać rozszerzanie się pęknięcia.
(4) Efektywna dyspersja włókien polipropylenowych w produkcji zapraw stanie się trudnym problemem. Sprzęt mieszający, rodzaj i dozowanie włókien, skład zaprawy i parametry procesu staną się ważnymi czynnikami wpływającymi na dyspersję.
środek napowietrzający
Środek napowietrzający to rodzaj środka powierzchniowo czynnego, który metodami fizycznymi może tworzyć stabilne pęcherzyki powietrza w świeżym betonie lub zaprawie. Należą do nich głównie: kalafonia i jej polimery termiczne, niejonowe środki powierzchniowo czynne, sulfoniany alkilobenzenu, lignosulfoniany, kwasy karboksylowe i ich sole itp.
Do przygotowania zapraw tynkarskich i zapraw murarskich często stosuje się środki napowietrzające. Dodatek środka napowietrzającego powoduje pewne zmiany w działaniu zaprawy.
(1) Dzięki wprowadzeniu pęcherzyków powietrza można zwiększyć łatwość i konstrukcję świeżo wymieszanej zaprawy oraz zmniejszyć krwawienie.
(2) Samo użycie środka napowietrzającego zmniejszy wytrzymałość i elastyczność formy w zaprawie. Jeśli środek napowietrzający i środek zmniejszający ilość wody zostaną użyte razem i stosunek będzie odpowiedni, wartość wytrzymałości nie ulegnie zmniejszeniu.
(3) Może znacznie poprawić mrozoodporność stwardniałej zaprawy, poprawić nieprzepuszczalność zaprawy i poprawić odporność stwardniałej zaprawy na erozję.
(4) Dodatek napowietrzający zwiększy zawartość powietrza w zaprawie, co zwiększy skurcz zaprawy, a wartość skurczu można odpowiednio zmniejszyć dodając środek redukujący wodę.
Ponieważ ilość dodanego środka napowietrzającego jest bardzo mała i na ogół stanowi tylko kilka dziesięciotysięcznych całkowitej ilości materiałów cementowych, należy zadbać o jego dokładne odmierzenie i wymieszanie podczas produkcji zaprawy; czynniki takie jak metody mieszania i czas mieszania będą miały poważny wpływ na ilość napowietrzającą. Dlatego w obecnych krajowych warunkach produkcyjno-budowlanych dodawanie do zaprawy środków napowietrzających wymaga wielu prac doświadczalnych.
środek wzmacniający wcześnie
Stosowane w celu poprawy wczesnej wytrzymałości betonu i zaprawy powszechnie stosuje się siarczanowe środki wczesnej wytrzymałości, obejmujące głównie siarczan sodu, tiosiarczan sodu, siarczan glinu i siarczan glinowo-potasowy.
Ogólnie rzecz biorąc, bezwodny siarczan sodu jest szeroko stosowany, a jego dawka jest niska, a efekt wczesnej wytrzymałości jest dobry, ale jeśli dawka jest zbyt duża, spowoduje to rozszerzanie się i pękanie w późniejszym etapie, a jednocześnie powrót alkaliów nastąpi, co będzie miało wpływ na wygląd i efekt warstwy dekoracyjnej powierzchni.
Mrówczan wapnia jest również dobrym środkiem przeciw zamarzaniu. Ma dobry efekt wczesnej wytrzymałości, mniej skutków ubocznych, dobrą kompatybilność z innymi domieszkami i wieloma właściwościami jest lepszymi niż siarczanowe środki wczesnej wytrzymałości, ale cena jest wyższa.
płyn przeciw zamarzaniu
Jeżeli zaprawa będzie stosowana w ujemnej temperaturze i nie zostaną zastosowane środki zapobiegające zamarzaniu, nastąpią uszkodzenia mrozowe i zniszczona zostanie wytrzymałość stwardniałej masy. Środek przeciw zamarzaniu zapobiega uszkodzeniom związanym z zamarzaniem na dwa sposoby: zapobieganie zamarzaniu i poprawianie wczesnej wytrzymałości zaprawy.
Spośród powszechnie stosowanych środków przeciw zamarzaniu najlepsze działanie przeciw zamarzaniu mają azotyn wapnia i azotyn sodu. Ponieważ azotyn wapnia nie zawiera jonów potasu i sodu, może zmniejszyć występowanie kruszywa alkalicznego, gdy jest stosowany w betonie, ale jego urabialność jest nieco słaba w przypadku stosowania w zaprawie, podczas gdy azotyn sodu ma lepszą urabialność. Aby uzyskać zadowalające wyniki, środek przeciw zamarzaniu stosuje się w połączeniu ze środkiem wzmacniającym i reduktorem wody. Jeżeli zaprawę wymieszaną na sucho ze środkiem przeciw zamarzaniu stosuje się w bardzo niskiej temperaturze ujemnej, należy odpowiednio podnieść temperaturę mieszanki, np. mieszając z ciepłą wodą.
Jeśli ilość środka przeciw zamarzaniu będzie zbyt duża, w późniejszym etapie zmniejszy się wytrzymałość zaprawy, a na powierzchni stwardniałej zaprawy pojawią się problemy, takie jak powrót alkaliów, co będzie miało wpływ na wygląd i działanie powierzchniowej warstwy dekoracyjnej .
Czas publikacji: 16 stycznia 2023 r