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. Watervasthoudend middel
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.
1.1 Cellulose-ether
Cellulose-ether is een algemene term voor een reeks producten die onder bepaalde omstandigheden worden geproduceerd door de reactie van alkalicellulose en een 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 monoether (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) Nadat de cellulose-ether in de mortel in water is opgelost, wordt de effectieve en gelijkmatige verdeling van het cementmateriaal in het systeem verzekerd door de oppervlakteactiviteit, en de cellulose-ether, als een beschermende colloïde, "omhult" de vaste deeltjes en er wordt een laag van smeerfilm gevormd op het buitenste oppervlak, wat het mortelsysteem stabieler maakt en ook de vloeibaarheid van de mortel verbetert tijdens het mengproces en de gladheid van de constructie.
(2) De cellulose-etheroplossing zorgt er dankzij zijn eigen moleculaire structuur voor dat het water in de mortel niet gemakkelijk verloren gaat en geeft het geleidelijk af over een lange periode, waardoor de mortel een goede waterretentie en verwerkbaarheid heeft.
1.1.1 Moleculaire formule van methylcellulose (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
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.
1.1.2 De moleculaire formule van hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Hydroxypropylmethylcellulose is een cellulosevariant waarvan de productie en consumptie de laatste jaren snel zijn toegenomen. Het is een niet-ionogene cellulosemengselether, gemaakt van geraffineerd katoen na alkalisatie, met propyleenoxide en methylchloride als veretheringsmiddel, via een reeks reacties. De substitutiegraad is over het algemeen 1,2 tot 2,0. De eigenschappen variëren door de verschillende verhoudingen tussen methoxyl- en hydroxypropylgehalte.
(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.
1.1.3 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.
1.1.4 Carboxymethylcellulose (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Ionische cellulose-ether wordt gemaakt van natuurlijke vezels (katoen, enz.) na een alkalische behandeling met natriummonochlooracetaat als veretheringsmiddel en een reeks reactiebehandelingen. De substitutiegraad is over het algemeen 0,4 tot 1,4, en de prestaties worden sterk beïnvloed door de substitutiegraad.
(1) Carboxymethylcellulose is hygroscopischer en zal meer water bevatten als het onder algemene omstandigheden wordt bewaard.
(2) Een waterige carboxymethylcelluloseoplossing vormt geen gel en de viscositeit neemt af naarmate de temperatuur stijgt. Wanneer de temperatuur boven de 50 °C komt, is de viscositeit onomkeerbaar.
(3) De stabiliteit wordt sterk beïnvloed door de pH-waarde. Het kan over het algemeen worden gebruikt in gipsmortel, maar niet in cementmortel. Bij een hoge alkaliniteit verliest het zijn viscositeit.
(4) De waterretentie is veel lager dan die van methylcellulose. Het heeft een vertragende werking op gipsmortel en vermindert de sterkte ervan. De prijs van carboxymethylcellulose is echter aanzienlijk lager dan die van methylcellulose.
Plaatsingstijd: 30-03-2023