1. Konieczność retencji wody
Wszelkiego rodzaju podłoża wymagające zaprawy do budowy charakteryzują się pewnym stopniem nasiąkliwości. Gdy warstwa bazowa wchłonie wodę z zaprawy, konstruowalność zaprawy ulegnie pogorszeniu, a w ciężkich przypadkach materiał cementowy w zaprawie nie zostanie w pełni uwodniony, co spowoduje niską wytrzymałość, zwłaszcza wytrzymałość na granicy faz pomiędzy stwardniałą zaprawą i warstwę bazową, powodując pękanie i odpadanie zaprawy. Jeśli zaprawa tynkarska ma odpowiednią zdolność zatrzymywania wody, może nie tylko skutecznie poprawić właściwości konstrukcyjne zaprawy, ale także sprawić, że woda zawarta w zaprawie będzie trudniejsza do wchłonięcia przez warstwę podstawową i zapewni wystarczające uwodnienie cementu.
2. Problemy z tradycyjnymi metodami zatrzymywania wody
Tradycyjnym rozwiązaniem jest podlewanie podłoża, jednak nie da się zapewnić równomiernego nawilżenia podłoża. Idealny cel hydratacji zaprawy cementowej na podłożu polega na tym, że produkt hydratacji cementu wchłania wodę wraz z podłożem, wnika w podłoże i tworzy skuteczne „kluczowe połączenie” z podłożem, tak aby osiągnąć wymaganą siłę wiązania. Podlewanie bezpośrednio na powierzchnię podłoża spowoduje poważne rozproszenie nasiąkliwości podłoża ze względu na różnice w temperaturze, czasie nawadniania i równomierności podlewania. Baza ma mniejszą nasiąkliwość i będzie nadal chłonąć wodę z zaprawy. Zanim nastąpi hydratacja cementu, zostaje wchłonięta woda, co wpływa na hydratację cementu i wnikanie produktów hydratacji do matrycy; podłoże charakteryzuje się dużą nasiąkliwością, a woda zawarta w zaprawie spływa do podłoża. Średnia prędkość migracji jest powolna, a pomiędzy zaprawą a osnową tworzy się nawet warstwa bogata w wodę, co również wpływa na siłę wiązania. Dlatego też stosowanie powszechnie stosowanej metody nawadniania podłoża nie tylko nie rozwiąże skutecznie problemu dużej nasiąkliwości podłoża murowego, ale wpłynie na siłę wiązania zaprawy z podłożem, powodując powstawanie wgłębień i pęknięć.
3. Wymagania różnych zapraw w zakresie retencji wody
Poniżej zaproponowano docelowy stopień retencji wody dla zapraw tynkarskich stosowanych na określonym obszarze oraz na obszarach o podobnych warunkach temperatury i wilgotności.
①Zaprawa tynkarska do podłoża o dużej nasiąkliwości
Podłoża o wysokiej nasiąkliwości, jakim jest beton napowietrzony, w tym różne lekkie płyty działowe, bloczki itp., charakteryzują się dużą nasiąkliwością i długim czasem trwania. Zaprawa tynkarska stosowana do tego rodzaju warstwy podkładowej powinna charakteryzować się zatrzymywaniem wody na poziomie nie mniejszym niż 88%.
②Zaprawa tynkarska do podłoża o niskiej nasiąkliwości
Podłoża o niskiej nasiąkliwości, jakim jest beton wylewany na miejscu, w tym płyty styropianowe do izolacji ścian zewnętrznych itp., charakteryzują się stosunkowo małą nasiąkliwością. Zaprawa tynkarska stosowana na takie podłoża powinna charakteryzować się współczynnikiem retencji wody nie mniejszym niż 88%.
③Zaprawa tynkarska cienkowarstwowa
Przez tynk cienkowarstwowy rozumie się konstrukcję tynkarską o grubości warstwy tynku od 3 do 8 mm. Tego rodzaju konstrukcje tynkarskie łatwo tracą wilgoć ze względu na cienką warstwę tynku, co wpływa na urabialność i wytrzymałość. Dla zaprawy stosowanej do tego typu tynków stopień retencji wody wynosi nie mniej niż 99%.
④Gruba zaprawa tynkarska
Przez tynkowanie grubowarstwowe rozumie się konstrukcję tynkarską, w której grubość jednej warstwy tynku wynosi od 8 mm do 20 mm. W tego rodzaju konstrukcjach tynkarskich nie jest łatwo stracić wodę ze względu na grubą warstwę tynku, dlatego też stopień zatrzymywania wody przez zaprawę tynkarską nie powinien być mniejszy niż 88%.
⑤Wodoodporna szpachlówka
Jako ultracienki materiał tynkarski stosuje się kit wodoodporny, którego ogólna grubość wynosi od 1 do 2 mm. Materiały takie wymagają wyjątkowo wysokich właściwości zatrzymywania wody, aby zapewnić ich urabialność i siłę wiązania. W przypadku materiałów szpachlowych stopień retencji wody nie powinien być mniejszy niż 99%, a stopień zatrzymywania wody przez kit do ścian zewnętrznych powinien być większy niż w przypadku szpachli do ścian wewnętrznych.
4. Rodzaje materiałów zatrzymujących wodę
Eter celulozy
1) Eter metylocelulozowy (MC)
2) Eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC)
3) Eter hydroksyetylocelulozy (HEC)
4) Eter karboksymetylocelulozy (CMC)
5) Eter hydroksyetylometylocelulozy (HEMC)
Eter skrobi
1) Zmodyfikowany eter skrobi
2) Eter guarowy
Modyfikowany zagęszczacz zatrzymujący wodę mineralną (montmorylonit, bentonit itp.)
Po piąte, poniżej skupiono się na działaniu różnych materiałów
1. Eter celulozy
1.1 Przegląd eteru celulozy
Eter celulozy to ogólne określenie szeregu produktów powstałych w wyniku reakcji celulozy alkalicznej i środka eteryfikacji w określonych warunkach. Otrzymuje się różne etery celulozy, ponieważ włókno alkaliczne zastępuje się różnymi środkami eteryfikującymi. Ze względu na właściwości jonizacyjne ich podstawników, etery celulozy można podzielić na dwie kategorie: jonowe, takie jak karboksymetyloceluloza (CMC) i niejonowe, takie jak metyloceluloza (MC).
Ze względu na rodzaj podstawników etery celulozy można podzielić na monoetery, takie jak eter metylocelulozy (MC) i etery mieszane, takie jak eter hydroksyetylokarboksymetylocelulozy (HECMC). W zależności od różnych rozpuszczalników, które rozpuszcza, można go podzielić na dwa typy: rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.
1.2 Główne odmiany celulozy
Karboksymetyloceluloza (CMC), praktyczny stopień podstawienia: 0,4-1,4; środek eteryfikujący, kwas monooksyoctowy; rozpuszczalnik rozpuszczający, woda;
Karboksymetylohydroksyetyloceluloza (CMHEC), praktyczny stopień podstawienia: 0,7-1,0; środek eteryfikujący, kwas monooksyoctowy, tlenek etylenu; rozpuszczalnik rozpuszczający, woda;
Metyloceluloza (MC), praktyczny stopień podstawienia: 1,5-2,4; środek eteryfikujący, chlorek metylu; rozpuszczalnik rozpuszczający, woda;
Hydroksyetyloceluloza (HEC), praktyczny stopień podstawienia: 1,3-3,0; środek eteryfikujący, tlenek etylenu; rozpuszczalnik rozpuszczający, woda;
Hydroksyetylometyloceluloza (HEMC), praktyczny stopień podstawienia: 1,5-2,0; środek eteryfikujący, tlenek etylenu, chlorek metylu; rozpuszczalnik rozpuszczający, woda;
Hydroksypropyloceluloza (HPC), praktyczny stopień podstawienia: 2,5-3,5; środek eteryfikujący, tlenek propylenu; rozpuszczalnik rozpuszczający, woda;
Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC), praktyczny stopień podstawienia: 1,5-2,0; środek eteryfikujący, tlenek propylenu, chlorek metylu; rozpuszczalnik rozpuszczający, woda;
Etyloceluloza (EC), praktyczny stopień podstawienia: 2,3-2,6; środek eteryfikujący, monochloroetan; rozpuszczalnik rozpuszczający, rozpuszczalnik organiczny;
Etylohydroksyetyloceluloza (EHEC), praktyczny stopień podstawienia: 2,4-2,8; środek eteryfikujący, monochloroetan, tlenek etylenu; rozpuszczalnik rozpuszczający, rozpuszczalnik organiczny;
1.3 Właściwości celulozy
1.3.1 Eter metylocelulozowy (MC)
①Metyloceluloza 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.
②Zatrzymywanie wody w metylocelulozie zależy od ilości dodanej substancji, lepkości, rozdrobnienia cząstek i szybkości rozpuszczania. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli dodana ilość jest duża, rozdrobnienie jest małe, a lepkość jest duża, retencja wody jest wysoka. Wśród nich największy wpływ na retencję wody ma ilość dodatku, a najniższa lepkość nie jest wprost proporcjonalna do stopnia retencji wody. Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni cząstek celulozy i rozdrobnienia cząstek. Spośród eterów celulozy metyloceluloza ma wyższy współczynnik zatrzymywania wody.
③Zmiana temperatury będzie miała poważny wpływ na szybkość zatrzymywania wody w metylocelulozie. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa temperatura, tym gorsza retencja wody. Jeśli temperatura zaprawy przekroczy 40°C, retencja wody w metylocelulozie będzie bardzo słaba, co poważnie wpłynie na konstrukcję zaprawy.
④ Metyloceluloza ma znaczący 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, odporność zaprawy na ścinanie jest duża, a pracownicy potrzebują większej siły podczas użytkowania, a właściwości konstrukcyjne zaprawy stają się słabe. Przyczepność metylocelulozy jest na umiarkowanym poziomie w produktach z eteru celulozy.
1.3.2 Eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC)
Hydroksypropylometyloceluloza jest produktem włóknistym, którego produkcja i zużycie w ostatnich latach szybko rośnie.
Jest to niejonowy eter mieszany celulozy otrzymywany z rafinowanej bawełny po alkalizacji przy użyciu tlenku propylenu i chlorku metylu jako środków eteryfikacji oraz w wyniku szeregu reakcji. Stopień podstawienia wynosi na ogół 1,5-2,0. Jego właściwości są różne ze względu na różne proporcje zawartości metoksylu i zawartości hydroksypropylu. Wysoka zawartość metoksylu i niska zawartość hydroksypropylu, działanie zbliżone do metylocelulozy; niska zawartość metoksylu i wysoka zawartość hydroksypropylu, działanie jest zbliżone do hydroksypropylocelulozy.
①Hydroksypropylometyloceluloza jest łatwo rozpuszczalna w zimnej wodzie, ale trudno będzie ją rozpuścić 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 wyższa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość. Temperatura wpływa również na jego lepkość, wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje. Jednak temperatura ma mniejszy wpływ na lepkość niż w przypadku metylocelulozy. Jego roztwór jest stabilny, gdy jest przechowywany w temperaturze pokojowej.
③Retencja 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.
④Hydroksypropylometyloceluloza 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 nieznacznie 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.
⑤Hydroksypropylometylocelulozę można mieszać z polimerami rozpuszczalnymi w wodzie, tworząc jednolity i przezroczysty roztwór o wyższej lepkości. Takie jak alkohol poliwinylowy, eter skrobiowy, guma roślinna itp.
⑥ Hydroksypropylometyloceluloza ma lepszą odporność na enzymy niż metyloceluloza, a jej roztwór jest mniej podatny na rozkład przez enzymy niż metyloceluloza.
⑦Przyczepność hydroksypropylometylocelulozy do zaprawy jest wyższa niż metylocelulozy.
1.3.3 Eter hydroksyetylocelulozy (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.
①Hydroksyetyloceluloza 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.
②Hydroksyetyloceluloza 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.
③Hydroksyetyloceluloza ma dobre działanie zapobiegające opadaniu zaprawy, ale ma dłuższy czas opóźnienia w przypadku cementu.
④Wydajność hydroksyetylocelulozy produkowanej przez niektóre przedsiębiorstwa krajowe jest oczywiście niższa niż metylocelulozy ze względu na wysoką zawartość wody i wysoką zawartość popiołu.
1.3.4 Eter karboksymetylocelulozy (CMC) wytwarzany jest z włókien naturalnych (bawełna, konopie itp.) po obróbce alkalicznej przy użyciu monochlorooctanu sodu jako środka eteryfikującego i poddaniu serii obróbek reakcyjnych w celu wytworzenia jonowego eteru celulozy. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 0,4-1,4, a stopień podstawienia w dużym stopniu wpływa na jego działanie.
①Karboksymetyloceluloza jest wysoce higroskopijna i będzie zawierać dużą ilość wody, jeśli będzie przechowywana w ogólnych warunkach.
②Wodny roztwór hydroksymetylocelulozy nie będzie wytwarzał żelu, a lepkość będzie się zmniejszać wraz ze wzrostem temperatury. Gdy temperatura przekracza 50 ℃, 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.
2. Zmodyfikowany eter skrobi
Etery skrobi powszechnie stosowane w zaprawach są modyfikowane z naturalnych polimerów niektórych polisacharydów. Takie jak ziemniaki, kukurydza, maniok, fasola guar itp. są modyfikowane w różne modyfikowane etery skrobi. Etery skrobi powszechnie stosowane w zaprawach to eter hydroksypropyloskrobi, eter hydroksymetyloskrobii itp.
Generalnie etery skrobi modyfikowane z ziemniaków, kukurydzy i manioku mają znacznie niższą retencję wody niż etery celulozy. Ze względu na różny stopień modyfikacji wykazuje różną stabilność w stosunku do kwasów i zasad. Niektóre produkty nadają się do stosowania w zaprawach gipsowych, innych nie można stosować 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 razem z celulozą, co daje komplementarne właściwości i zalety obu produktów. Ponieważ produkty na bazie eteru skrobi są znacznie tańsze od eteru celulozy, zastosowanie eteru skrobi w zaprawach spowoduje znaczne obniżenie kosztów receptur zapraw.
3. Eter gumy guar
Eter gumy guar to rodzaj eteryfikowanego polisacharydu o specjalnych właściwościach, który jest modyfikowany z naturalnych ziaren guar. Głównie w wyniku reakcji eteryfikacji gumy guar z akrylowymi grupami funkcyjnymi powstaje struktura zawierająca 2-hydroksypropylowe grupy funkcyjne, będąca strukturą poligalaktomannozową.
①W porównaniu z eterem celulozy, eter gumy guar jest łatwiejszy do rozpuszczenia w wodzie. PH zasadniczo nie ma wpływu na działanie eteru gumy guar.
②W 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.
③W warunkach dużej lepkości i dużych dawek guma guar nie może zastąpić eteru celulozy, a mieszane zastosowanie obu tych substancji zapewni lepszą wydajność.
④Zastosowanie 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.
⑤ Guma guar nałożona na zaprawę murarską i tynkarską na bazie cementu może zastąpić eter celulozy w równej ilości i nadać zaprawie lepszą odporność na ugięcia, tiksotropię i gładkość konstrukcji.
⑥W zaprawie o dużej lepkości i dużej zawartości środka zatrzymującego wodę guma guar i eter celulozy będą współdziałać, aby osiągnąć doskonałe wyniki.
⑦ Gumę guar można również stosować w produktach takich jak kleje do płytek, gruntowane środki samopoziomujące, szpachlówka wodoodporna i zaprawa polimerowa do izolacji ścian.
4. 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 zatrzymującego wodę zagęszczacza 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.
③Koszt materiału jest niski.
④ Retencja wody jest niższa niż w przypadku organicznych środków zatrzymujących wodę, a wartość skurczu na sucho przygotowanej zaprawy jest stosunkowo duża, a spójność jest zmniejszona.
Czas publikacji: 3 marca 2023 r