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. 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.
2. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
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.
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.
4. Carboxymethylcellulose (CMC)
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.
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.
Polypropyleenvezels
Polypropyleenvezels worden gemaakt van polypropyleen als grondstof en een geschikte hoeveelheid modificator. De vezeldiameter is over het algemeen ongeveer 40 micron, de treksterkte is 300-400 MPa, de elasticiteitsmodulus is ≥ 3500 MPa en de rek is 15-18%. Prestatiekenmerken:
(1) Polypropyleenvezels zijn gelijkmatig verdeeld in driedimensionale, willekeurige richtingen in de mortel, waardoor een netwerk van versterkingen ontstaat. Als 1 kg polypropyleenvezels aan elke ton mortel wordt toegevoegd, kunnen meer dan 30 miljoen monofilamentvezels worden verkregen.
(2) Het toevoegen van polypropyleenvezels aan de mortel kan krimpscheuren in de plastische mortel effectief verminderen, ongeacht of deze scheuren zichtbaar zijn of niet. Het kan ook de oppervlaktebloeding en zetting van aggregaat in verse mortel aanzienlijk verminderen.
(3) Polypropyleenvezels kunnen het aantal vervormingsscheuren aanzienlijk verminderen in het mortelverhardingslichaam. Dit betekent dat wanneer het mortelverhardingslichaam spanningen veroorzaakt door vervorming, het bestand is tegen en spanning kan overbrengen. Wanneer het mortelverhardingslichaam scheurt, kan het de spanningsconcentratie aan de punt van de scheur passiveren en de scheuruitbreiding beperken.
(4) Efficiënte dispersie van polypropyleenvezels bij de productie van mortel zal een lastig probleem worden. Mengapparatuur, vezeltype en -dosering, mortelverhouding en de procesparameters zullen allemaal belangrijke factoren worden die de dispersie beïnvloeden.
luchtbelvormer
Luchtbelvormer is een oppervlakteactieve stof die met behulp van fysische methoden stabiele luchtbellen in vers beton of mortel kan vormen. Het omvat voornamelijk: colofonium en de thermische polymeren daarvan, niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen, alkylbenzeensulfonaten, lignosulfonaten, carbonzuren en hun zouten, enz.
Luchtbelvormers worden vaak gebruikt bij de bereiding van pleister- en metselmortels. Door de toevoeging van luchtbelvormers treden er veranderingen op in de mortelprestaties.
(1) Door de introductie van luchtbellen kan het gemak en de constructie van vers gemengde mortel worden vergroot en kan het bloeden worden verminderd.
(2) Alleen al het gebruik van het luchtbelvormermiddel vermindert de sterkte en elasticiteit van de mal in de mortel. Als het luchtbelvormermiddel en het waterreducerende middel samen worden gebruikt en de verhouding juist is, zal de sterkte niet afnemen.
(3) Het kan de vorstbestendigheid van de uitgeharde mortel aanzienlijk verbeteren, de ondoordringbaarheid van de mortel verbeteren en de erosiebestendigheid van de uitgeharde mortel verbeteren.
(4) Het luchtbelvormende middel zal het luchtgehalte van de mortel verhogen, waardoor de krimp van de mortel zal toenemen. De krimpwaarde kan op passende wijze worden verminderd door een waterreducerend middel toe te voegen.
Omdat de toegevoegde hoeveelheid luchtbelvormer zeer gering is en doorgaans slechts enkele tienduizendsten van de totale hoeveelheid cementgebonden materialen uitmaakt, moet ervoor worden gezorgd dat deze nauwkeurig wordt gedoseerd en gemengd tijdens de mortelproductie; factoren zoals roermethoden en roertijd hebben een grote invloed op de hoeveelheid luchtbelvormer. Onder de huidige binnenlandse productie- en bouwomstandigheden vereist het toevoegen van luchtbelvormers aan de mortel daarom veel experimenteel werk.
vroege sterkte agent
Om de vroege sterkte van beton en mortel te verbeteren, worden vaak sulfaatachtige vroege sterktemiddelen gebruikt, voornamelijk natriumsulfaat, natriumthiosulfaat, aluminiumsulfaat en kaliumaluminiumsulfaat.
Over het algemeen wordt veel gebruikgemaakt van watervrij natriumsulfaat. De dosering is laag en het effect van de vroege sterkte is goed. Als de dosering echter te hoog is, zal dit in een later stadium uitzetting en scheuren veroorzaken. Tegelijkertijd zal er een alkalische terugstroming optreden, wat van invloed is op het uiterlijk en het effect van de oppervlaktedecoratielaag.
Calciumformiaat is ook een goed antivriesmiddel. Het heeft een goede vroege sterkte, minder bijwerkingen, is goed compatibel met andere additieven en heeft veel betere eigenschappen dan sulfaat, maar de prijs is hoger.
antivries
Als de mortel bij negatieve temperaturen wordt gebruikt en er geen antivriesmaatregelen worden genomen, zal er vorstschade optreden en zal de sterkte van het uitgeharde materiaal worden aangetast. Antivries voorkomt vorstschade door twee manieren: bevriezing voorkomen en de initiële sterkte van de mortel verbeteren.
Van de meest gebruikte antivriesmiddelen hebben calciumnitriet en natriumnitriet de beste antivrieswerking. Omdat calciumnitriet geen kalium- en natriumionen bevat, kan het de vorming van alkalisch aggregaat verminderen in beton, maar de verwerkbaarheid is iets minder in mortel, terwijl natriumnitriet beter verwerkbaar is. Antivries wordt gebruikt in combinatie met een snelsterktemiddel en een waterremmer om bevredigende resultaten te verkrijgen. Wanneer de droog gemengde mortel met antivries wordt gebruikt bij extreem lage temperaturen, moet de temperatuur van het mengsel dienovereenkomstig worden verhoogd, bijvoorbeeld door te mengen met warm water.
Als de hoeveelheid antivries te hoog is, zal dit de sterkte van de mortel in een later stadium verminderen en zal het oppervlak van de uitgeharde mortel problemen ondervinden, zoals alkali-terugvloeiing, wat van invloed is op het uiterlijk en de werking van de oppervlaktedecoratielaag.
Geplaatst op: 16-01-2023