Zusatzmittel spielen eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Leistung von Trockenmörtel. Durch die Zugabe von Trockenmörtel sind die Materialkosten von Trockenmörtelprodukten jedoch erheblich höher als die von herkömmlichem Mörtel. Sie machen mehr als 40 % der Materialkosten von Trockenmörtel aus. Derzeit wird ein beträchtlicher Teil der Zusatzmittel von ausländischen Herstellern geliefert, und die Referenzdosierung des Produkts wird ebenfalls vom Lieferanten bereitgestellt. Infolgedessen bleiben die Kosten für Trockenmörtelprodukte hoch, und es ist schwierig, gewöhnlichen Mauer- und Putzmörtel in großen Mengen und auf großen Flächen zu verbreiten. Produkte im oberen Marktsegment werden von ausländischen Unternehmen kontrolliert, und die Hersteller von Trockenmörtel haben niedrige Gewinne und eine geringe Preistoleranz. Es fehlt an systematischer und gezielter Forschung zur Anwendung von Arzneimitteln, und ausländische Formeln werden blind befolgt.
Aus den oben genannten Gründen analysiert und vergleicht dieses Dokument einige grundlegende Eigenschaften häufig verwendeter Zusatzmittel und untersucht auf dieser Grundlage die Leistung von Trockenmörtelprodukten unter Verwendung von Zusatzmitteln.
1. Wasserrückhaltemittel
Wasserrückhaltemittel sind ein wichtiger Zusatzstoff zur Verbesserung der Wasserrückhalteleistung von Trockenmörtel und auch einer der wichtigsten Zusatzstoffe zur Bestimmung der Kosten von Trockenmörtelmaterialien.
1.1 Celluloseether
Celluloseether ist ein allgemeiner Begriff für eine Reihe von Produkten, die unter bestimmten Bedingungen durch die Reaktion von Alkalicellulose und einem Veretherungsmittel entstehen. Alkalicellulose wird durch verschiedene Veretherungsmittel ersetzt, um verschiedene Celluloseether zu erhalten. Je nach Ionisierungseigenschaften der Substituenten können Celluloseether in zwei Kategorien eingeteilt werden: ionische (z. B. Carboxymethylcellulose) und nichtionische (z. B. Methylcellulose). Je nach Art des Substituenten kann Celluloseether in Monoether (z. B. Methylcellulose) und Mischether (z. B. Hydroxypropylmethylcellulose) unterteilt werden. Je nach Löslichkeit kann man sie in wasserlösliche (z. B. Hydroxyethylcellulose) und in organischen Lösungsmitteln lösliche (z. B. Ethylcellulose) usw. unterteilen. Trockenmörtel besteht hauptsächlich aus wasserlöslicher Cellulose, und wasserlösliche Cellulose wird in Instant-Typen und oberflächenbehandelte Typen mit verzögerter Auflösung unterteilt.
Der Wirkungsmechanismus von Celluloseether in Mörtel ist wie folgt:
(1) Nachdem der Celluloseether im Mörtel in Wasser aufgelöst wurde, wird aufgrund der Oberflächenaktivität die wirksame und gleichmäßige Verteilung des zementartigen Materials im System sichergestellt, und der Celluloseether „umhüllt“ als Schutzkolloid die Feststoffpartikel und bildet auf seiner Außenfläche eine Schicht aus Schmierfilm, die dem Mörtelsystem mehr Stabilität verleiht und außerdem die Fließfähigkeit des Mörtels während des Mischvorgangs sowie die Glätte der Konstruktion verbessert.
(2) Aufgrund ihrer eigenen Molekularstruktur verhindert die Celluloseetherlösung, dass das Wasser im Mörtel leicht verloren geht, und gibt es über einen langen Zeitraum allmählich frei, wodurch der Mörtel eine gute Wasserspeicherung und Verarbeitbarkeit erhält.
1.1.1 Molekularformel von Methylcellulose (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
Nach der Behandlung der raffinierten Baumwolle mit Alkali entsteht durch eine Reihe von Reaktionen mit Methanchlorid als Veretherungsmittel Celluloseether. Der Substitutionsgrad liegt im Allgemeinen bei 1,6 bis 2,0, und auch die Löslichkeit ist je nach Substitutionsgrad unterschiedlich. Celluloseether gehört zu den nichtionischen Celluloseethern.
(1) Methylcellulose ist in kaltem Wasser löslich, in heißem Wasser hingegen nur schwer. Ihre wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 3 bis 12 sehr stabil. Sie ist gut verträglich mit Stärke, Guarkernmehl usw. und vielen Tensiden. Sobald die Gelierungstemperatur erreicht ist, erfolgt die Gelierung.
(2) Die Wasserretention von Methylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität, der Partikelfeinheit und der Auflösungsrate ab. Generell gilt: Je höher die Zugabemenge, desto geringer die Partikelfeinheit und desto höher die Viskosität, desto höher ist die Wasserretention. Die Zugabemenge hat den größten Einfluss auf die Wasserretention, und die Viskosität ist nicht direkt proportional zur Wasserretention. Die Auflösungsrate hängt hauptsächlich vom Grad der Oberflächenmodifizierung der Cellulosepartikel und der Partikelfeinheit ab. Von den oben genannten Celluloseethern weisen Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose die höchsten Wasserretentionsraten auf.
(3) Temperaturschwankungen beeinträchtigen die Wasserrückhaltefähigkeit von Methylcellulose erheblich. Generell gilt: Je höher die Temperatur, desto schlechter die Wasserrückhaltefähigkeit. Übersteigt die Mörteltemperatur 40 °C, verringert sich die Wasserrückhaltefähigkeit von Methylcellulose deutlich, was die Mörtelkonstruktion erheblich beeinträchtigt.
(4) Methylcellulose hat einen erheblichen Einfluss auf die Konstruktion und Haftung von Mörtel. Die „Haftung“ bezieht sich hier auf die zwischen dem Auftragswerkzeug des Arbeiters und dem Wanduntergrund spürbare Haftkraft, d. h. die Scherfestigkeit des Mörtels. Die Haftkraft ist hoch, die Scherfestigkeit des Mörtels groß, und die von den Arbeitern während der Verarbeitung benötigte Kraft ist ebenfalls groß, wodurch die Konstruktionseigenschaften des Mörtels gering sind. Die Methylcellulosehaftung ist bei Celluloseetherprodukten mäßig.
1.1.2 Die Molekülformel von Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) lautet [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Hydroxypropylmethylcellulose ist eine Cellulosesorte, deren Produktion und Verbrauch in den letzten Jahren stark zugenommen haben. Es handelt sich um einen nichtionischen Cellulosemischether, der nach Alkalisierung aus raffinierter Baumwolle unter Verwendung von Propylenoxid und Methylchlorid als Veretherungsmittel durch eine Reihe von Reaktionen hergestellt wird. Der Substitutionsgrad beträgt in der Regel 1,2–2,0. Seine Eigenschaften unterscheiden sich aufgrund der unterschiedlichen Verhältnisse von Methoxyl- und Hydroxypropylgehalt.
(1) Hydroxypropylmethylcellulose ist in kaltem Wasser leicht löslich, in heißem Wasser hingegen nur schwer. Ihre Gelierungstemperatur in heißem Wasser ist jedoch deutlich höher als die von Methylcellulose. Auch die Löslichkeit in kaltem Wasser ist im Vergleich zu Methylcellulose deutlich verbessert.
(2) Die Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von ihrem Molekulargewicht ab. Je höher das Molekulargewicht, desto höher die Viskosität. Auch die Temperatur beeinflusst die Viskosität. Mit steigender Temperatur sinkt die Viskosität. Die hohe Viskosität hat jedoch einen geringeren Temperatureffekt als die von Methylcellulose. Die Lösung ist bei Raumtemperatur stabil.
(3) Die Wasserretention von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität usw. ab und ihre Wasserretentionsrate ist bei gleicher Zugabemenge höher als die von Methylcellulose.
(4) Hydroxypropylmethylcellulose ist säure- und alkalibeständig, und ihre wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 2 bis 12 sehr stabil. Natronlauge und Kalkwasser haben wenig Einfluss auf ihre Leistung, Alkali kann jedoch die Auflösung beschleunigen und die Viskosität erhöhen. Hydroxypropylmethylcellulose ist gegenüber gängigen Salzen stabil, jedoch steigt bei hoher Salzkonzentration die Viskosität der Hydroxypropylmethylcelluloselösung tendenziell an.
(5) Hydroxypropylmethylcellulose kann mit wasserlöslichen Polymerverbindungen gemischt werden, um eine gleichmäßige Lösung mit höherer Viskosität zu bilden. Wie Polyvinylalkohol, Stärkeether, Pflanzengummi usw.
(6) Hydroxypropylmethylcellulose weist eine bessere Enzymresistenz als Methylcellulose auf, und ihre Lösung wird weniger wahrscheinlich durch Enzyme abgebaut als Methylcellulose.
(7) Die Haftung von Hydroxypropylmethylcellulose an Mörtelkonstruktionen ist höher als die von Methylcellulose.
1.1.3 Hydroxyethylcellulose (HEC)
Es wird aus alkalisch behandelter, raffinierter Baumwolle hergestellt und in Gegenwart von Aceton mit Ethylenoxid als Veretherungsmittel umgesetzt. Der Substitutionsgrad beträgt in der Regel 1,5–2,0. Es ist stark hydrophil und nimmt leicht Feuchtigkeit auf.
(1) Hydroxyethylcellulose ist in kaltem Wasser löslich, in heißem Wasser jedoch schwer löslich. Ihre Lösung ist bei hohen Temperaturen stabil, ohne zu gelieren. Sie kann lange Zeit bei hohen Temperaturen in Mörtel verwendet werden, hat jedoch ein geringeres Wasserrückhaltevermögen als Methylcellulose.
(2) Hydroxyethylcellulose ist beständig gegenüber allgemeinen Säuren und Laugen. Laugen können ihre Auflösung beschleunigen und ihre Viskosität leicht erhöhen. Ihre Dispergierbarkeit in Wasser ist etwas schlechter als die von Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose.
(3) Hydroxyethylcellulose weist bei Mörtel eine gute Standfestigkeit auf, bei Zement hat sie jedoch eine längere Verzögerungszeit.
(4) Die Leistung der von einigen inländischen Unternehmen hergestellten Hydroxyethylcellulose ist aufgrund ihres hohen Wasser- und Aschegehalts offensichtlich geringer als die der Methylcellulose.
1.1.4 Carboxymethylcellulose (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Ionischer Celluloseether wird aus Naturfasern (Baumwolle usw.) nach einer Alkalibehandlung unter Verwendung von Natriummonochloracetat als Veretherungsmittel hergestellt und einer Reihe von Reaktionsbehandlungen unterzogen. Der Substitutionsgrad beträgt im Allgemeinen 0,4 bis 1,4, und seine Leistung wird stark vom Substitutionsgrad beeinflusst.
(1) Carboxymethylcellulose ist hygroskopischer und enthält bei Lagerung unter allgemeinen Bedingungen mehr Wasser.
(2) Eine wässrige Carboxymethylcelluloselösung bildet kein Gel, und die Viskosität nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei Temperaturen über 50 °C ist die Viskosität irreversibel.
(3) Seine Stabilität wird stark vom pH-Wert beeinflusst. Im Allgemeinen kann es in Gipsmörtel verwendet werden, nicht jedoch in Zementmörtel. Bei starker Alkalisierung verliert es an Viskosität.
(4) Die Wasserrückhaltefähigkeit ist deutlich geringer als bei Methylcellulose. Sie wirkt verzögernd auf Gipsmörtel und mindert dessen Festigkeit. Der Preis von Carboxymethylcellulose ist jedoch deutlich niedriger als der von Methylcellulose.
Veröffentlichungszeit: 30. März 2023