De soorten hulpstoffen die gewoonlijk worden gebruikt in droge mortel, hun prestatiekenmerken, werkingsmechanisme en hun invloed op de prestaties van droge mortelproducten. Het verbeterende effect van waterretentiemiddelen zoals cellulose-ether en zetmeelether, herdispergeerbaar latexpoeder en vezelmaterialen op de prestaties van droge mortel werd nadrukkelijk besproken.
Hulpstoffen spelen een belangrijke rol bij het verbeteren van de prestaties van drooggemengde mortel, maar de toevoeging van drooggemengde mortel maakt de materiaalkosten van drooggemengde mortelproducten aanzienlijk hoger dan die van traditionele mortel, die meer dan 40% van de materiaalkosten in drooggemengde mortel uitmaakt. Momenteel wordt een aanzienlijk deel van de hulpstof geleverd door buitenlandse fabrikanten, en de referentiedosering van het product wordt ook door de leverancier verstrekt. Als gevolg hiervan blijven de kosten van drooggemengde mortelproducten hoog en is het moeilijk om gewone metsel- en pleistermortels in grote hoeveelheden en op grote oppervlakken te populariseren; hoogwaardige marktproducten worden gecontroleerd door buitenlandse bedrijven, en fabrikanten van drooggemengde mortel hebben lage winsten en een slechte prijstolerantie; er is een gebrek aan systematisch en gericht onderzoek naar de toepassing van geneesmiddelen, en buitenlandse formules worden blindelings gevolgd.
Op basis van bovenstaande redenen worden in dit artikel een aantal basiseigenschappen van veelgebruikte hulpstoffen geanalyseerd en vergeleken. Op basis daarvan worden de prestaties van droog gemengde mortelproducten met behulp van hulpstoffen bestudeerd.
1 waterretentiemiddel
Waterretentiemiddel is een belangrijk hulpstof om de waterretentieprestaties van droge mortel te verbeteren. Het is ook een van de belangrijkste hulpstoffen die de kosten van droge mortelmaterialen bepalen.
1. Hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC)
Hydroxypropylmethylcellulose is een algemene term voor een reeks producten die onder bepaalde omstandigheden worden gevormd door de reactie van alkalicellulose en veretheringsmiddel. Alkalicellulose wordt vervangen door verschillende veretheringsmiddelen om verschillende cellulose-ethers te verkrijgen. Afhankelijk van de ioniserende eigenschappen van substituenten kunnen cellulose-ethers worden onderverdeeld in twee categorieën: ionische (zoals carboxymethylcellulose) en niet-ionische (zoals methylcellulose). Afhankelijk van het type substituent kan cellulose-ether worden onderverdeeld in mono-ether (zoals methylcellulose) en gemengde ether (zoals hydroxypropylmethylcellulose). Afhankelijk van de verschillende oplosbaarheid kan het worden onderverdeeld in wateroplosbaar (zoals hydroxyethylcellulose) en in organische oplosmiddelen oplosbaar (zoals ethylcellulose), enz. Droog gemengde mortel bestaat voornamelijk uit in water oplosbare cellulose, en in water oplosbare cellulose wordt onderverdeeld in instant-type en oppervlaktebehandelde, vertraagd oplossende type.
Het werkingsmechanisme van cellulose-ether in mortel is als volgt:
(1) Hydroxypropylmethylcellulose is gemakkelijk oplosbaar in koud water, maar zal moeilijk oplossen in warm water. De geleringstemperatuur in warm water is echter aanzienlijk hoger dan die van methylcellulose. De oplosbaarheid in koud water is ook aanzienlijk verbeterd in vergelijking met methylcellulose.
(2) De viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose is gerelateerd aan het molecuulgewicht, en hoe hoger het molecuulgewicht, hoe hoger de viscositeit. Temperatuur beïnvloedt ook de viscositeit: naarmate de temperatuur stijgt, neemt de viscositeit af. De hoge viscositeit heeft echter een lager temperatuureffect dan methylcellulose. De oplossing is stabiel bij opslag bij kamertemperatuur.
(3) De waterretentie van hydroxypropylmethylcellulose hangt af van de toegevoegde hoeveelheid, de viscositeit, enz., en de waterretentiesnelheid onder dezelfde toegevoegde hoeveelheid is hoger dan die van methylcellulose.
(4) Hydroxypropylmethylcellulose is bestand tegen zuur en alkali, en de waterige oplossing is zeer stabiel in het pH-bereik van 2 tot 12. Natronloog en kalkwater hebben weinig effect op de werking, maar alkali kan het oplossen versnellen en de viscositeit verhogen. Hydroxypropylmethylcellulose is bestand tegen gewone zouten, maar bij een hoge concentratie van de zoutoplossing heeft de viscositeit van de hydroxypropylmethylcellulose-oplossing de neiging toe te nemen.
(5) Hydroxypropylmethylcellulose kan worden gemengd met in water oplosbare polymeerverbindingen om een uniforme oplossing met een hogere viscositeit te vormen, zoals polyvinylalcohol, zetmeelether, plantaardige gom, enz.
(6) Hydroxypropylmethylcellulose heeft een betere enzymresistentie dan methylcellulose, en de kans dat de oplossing ervan door enzymen wordt afgebroken is kleiner dan bij methylcellulose.
(7) De hechting van hydroxypropylmethylcellulose aan mortelconstructies is hoger dan die van methylcellulose.
2. Methylcellulose (MC)
Nadat het geraffineerde katoen met alkali is behandeld, ontstaat cellulose-ether door een reeks reacties met methaanchloride als veretheringsmiddel. Over het algemeen ligt de substitutiegraad tussen 1,6 en 2,0, en de oplosbaarheid verschilt per substitutiegraad. Het behoort tot de niet-ionogene cellulose-ether.
(1) Methylcellulose is oplosbaar in koud water, maar lost moeilijk op in warm water. De waterige oplossing is zeer stabiel in het pH-bereik van 3 tot 12. Het is goed compatibel met zetmeel, guargom, enz. en vele oppervlakteactieve stoffen. Wanneer de temperatuur de geleringstemperatuur bereikt, treedt gelering op.
(2) De waterretentie van methylcellulose hangt af van de toegevoegde hoeveelheid, viscositeit, deeltjesfijnheid en oplossnelheid. Over het algemeen geldt: hoe groter de toegevoegde hoeveelheid, hoe kleiner de fijnheid en hoe groter de viscositeit, hoe hoger de waterretentie. De hoeveelheid toevoeging heeft de grootste invloed op de waterretentie, en de viscositeit is niet recht evenredig met de waterretentie. De oplossnelheid hangt voornamelijk af van de mate van oppervlaktemodificatie van de cellulosedeeltjes en de deeltjesfijnheid. Van de bovengenoemde cellulose-ethers hebben methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose een hogere waterretentie.
(3) Temperatuurveranderingen hebben een ernstige invloed op de waterretentie van methylcellulose. Over het algemeen geldt: hoe hoger de temperatuur, hoe slechter de waterretentie. Als de morteltemperatuur hoger is dan 40 °C, zal de waterretentie van methylcellulose aanzienlijk afnemen, wat ernstige gevolgen heeft voor de constructie van de mortel.
(4) Methylcellulose heeft een significante invloed op de constructie en hechting van mortel. De "hechting" verwijst hier naar de kleefkracht die wordt gevoeld tussen het aanbrenggereedschap van de gebruiker en de wandondergrond, dat wil zeggen de schuifweerstand van de mortel. De kleefkracht is hoog, de schuifweerstand van de mortel is groot en de sterkte die de gebruiker tijdens het gebruik nodig heeft, is eveneens groot, terwijl de constructieprestaties van de mortel slecht zijn. De hechting van methylcellulose is matig in cellulose-etherproducten.
3. Hydroxyethylcellulose (HEC)
Het is gemaakt van geraffineerd katoen, behandeld met alkali en in aanwezigheid van aceton omgezet met ethyleenoxide als veretheringsmiddel. De substitutiegraad is over het algemeen 1,5 tot 2,0. Het heeft een sterke hydrofiliteit en absorbeert gemakkelijk vocht.
(1) Hydroxyethylcellulose is oplosbaar in koud water, maar moeilijk oplosbaar in heet water. De oplossing is stabiel bij hoge temperaturen zonder te geleren. Het kan langdurig worden gebruikt bij hoge temperaturen in mortel, maar de waterretentie is lager dan die van methylcellulose.
(2) Hydroxyethylcellulose is stabiel tegen algemene zuren en basen. Basen kunnen de oplosbaarheid ervan versnellen en de viscositeit licht verhogen. De dispergeerbaarheid in water is iets slechter dan die van methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose.
(3) Hydroxyethylcellulose heeft een goede anti-uitzakkingswerking voor mortel, maar heeft een langere vertragingstijd voor cement.
(4) De prestatie van hydroxyethylcellulose, geproduceerd door sommige binnenlandse ondernemingen, is duidelijk lager dan die van methylcellulose vanwege het hoge watergehalte en het hoge asgehalte.
Zetmeelether
Zetmeelethers die in vijzels worden gebruikt, zijn gemodificeerd uit natuurlijke polymeren van sommige polysacchariden, zoals aardappelen, maïs, cassave, guarbonen, enzovoort.
1. Gemodificeerd zetmeel
Zetmeelether, gemodificeerd uit aardappel, maïs, cassave, enz., heeft een aanzienlijk lagere waterretentie dan cellulose-ether. Door de verschillende mate van modificatie is de stabiliteit tegen zuur en alkali verschillend. Sommige producten zijn geschikt voor gebruik in gipsmortels, terwijl andere geschikt zijn voor gebruik in cementmortels. Zetmeelether wordt voornamelijk gebruikt als verdikkingsmiddel in mortel om de anti-uitzakkingseigenschappen van de mortel te verbeteren, de hechting van natte mortel te verminderen en de open tijd te verlengen.
Zetmeelethers worden vaak samen met cellulose gebruikt, waardoor de eigenschappen en voordelen van deze twee producten elkaar aanvullen. Omdat zetmeeletherproducten veel goedkoper zijn dan cellulose-ether, zal de toepassing van zetmeelether in mortel de kosten van mortelformuleringen aanzienlijk verlagen.
2. Guargom-ether
Guargom-ether is een soort zetmeelether met bijzondere eigenschappen, die wordt verkregen uit natuurlijke guarbonen. Door de veretheringsreactie van guargom en acrylische functionele groepen ontstaat een structuur met een 2-hydroxypropylgroep, een polygalactomannosestructuur.
(1) Vergeleken met cellulose-ether is guargomether beter oplosbaar in water. De eigenschappen van pH-guarethers blijven in wezen onaangetast.
(2) Onder omstandigheden van lage viscositeit en lage dosering kan guargom cellulose-ether in gelijke mate vervangen en heeft het een vergelijkbare waterretentie. De consistentie, anti-uitzakking, thixotropie, enzovoort, zijn echter duidelijk verbeterd.
(3) Onder de omstandigheden van hoge viscositeit en grote dosering kan guargom cellulose-ether niet vervangen en zal het gemengde gebruik van de twee betere prestaties opleveren.
(4) Het gebruik van guargom in gipsmortel kan de hechting tijdens de bouw aanzienlijk verminderen en de constructie gladder maken. Het heeft geen nadelige invloed op de uithardingstijd en sterkte van de gipsmortel.
3. Gemodificeerd mineraalwaterhoudend verdikkingsmiddel
De watervasthoudende verdikkingsmiddel, gemaakt van natuurlijke mineralen door modificatie en samenstelling, wordt in China toegepast. De belangrijkste mineralen die gebruikt worden voor de bereiding van watervasthoudende verdikkingsmiddelen zijn: sepioliet, bentoniet, montmorilloniet, kaolien, enz. Deze mineralen hebben bepaalde watervasthoudende en verdikkende eigenschappen dankzij modificaties zoals bindmiddelen. Dit type watervasthoudende verdikkingsmiddel, toegepast op mortel, heeft de volgende kenmerken.
(1) Het kan de prestaties van gewone mortel aanzienlijk verbeteren en de problemen oplossen van slechte verwerkbaarheid van cementmortel, lage sterkte van gemengde mortel en slechte waterbestendigheid.
(2) Er kunnen mortelproducten met verschillende sterkteniveaus voor algemene industriële en civiele gebouwen worden geformuleerd.
(3) De materiaalkosten zijn aanzienlijk lager dan die van cellulose-ether en zetmeelether.
(4) De waterretentie is lager dan die van het organische waterretentiemiddel, de droge krimpwaarde van de bereide mortel is groter en de cohesie is verminderd.
Herdispergeerbaar polymeerrubberpoeder
Herdispergeerbaar rubberpoeder wordt verwerkt door sproeidrogen van een speciale polymeeremulsie. Tijdens het verwerkingsproces zijn beschermende colloïden, antiklontermiddelen, enz. onmisbare additieven. Het gedroogde rubberpoeder bestaat uit enkele bolvormige deeltjes van 80 tot 100 mm die samenkomen. Deze deeltjes zijn oplosbaar in water en vormen een stabiele dispersie die iets groter is dan de oorspronkelijke emulsiedeeltjes. Deze dispersie vormt na dehydratatie en droging een film. Deze film is net zo onomkeerbaar als de vorming van een gewone emulsiefilm en zal niet herdispergeren wanneer deze in contact komt met water. Dispersies.
Herdispergeerbaar rubberpoeder kan worden onderverdeeld in: styreen-butadieencopolymeer, tertiair koolzuur-ethyleencopolymeer, ethyleen-acetaat-azijnzuurcopolymeer, enz., en op basis hiervan worden siliconen, vinyllauraat, enz. geënt om de prestaties te verbeteren. Verschillende modificatiemaatregelen zorgen ervoor dat het herdispergeerbare rubberpoeder verschillende eigenschappen heeft, zoals waterbestendigheid, alkalibestendigheid, weersbestendigheid en flexibiliteit. Bevat vinyllauraat en siliconen, waardoor het rubberpoeder een goede hydrofobiciteit heeft. Sterk vertakt vinyl-tertiair carbonaat met een lage Tg-waarde en goede flexibiliteit.
Wanneer deze soorten rubberpoeders op mortel worden aangebracht, hebben ze allemaal een vertragende werking op de uithardingstijd van cement, maar deze vertraging is kleiner dan bij directe toepassing van vergelijkbare emulsies. Ter vergelijking: styreen-butadieen heeft de grootste vertragende werking en ethyleen-vinylacetaat de kleinste. Bij een te lage dosering is het effect op de verbetering van de mortelprestaties niet duidelijk.
Plaatsingstijd: 3 april 2023