1. De noodzaak van waterretentie
Alle soorten funderingen waarvoor mortel nodig is, hebben een zekere mate van waterabsorptie. Nadat de funderingslaag het water in de mortel heeft opgenomen, verslechtert de bouwbaarheid van de mortel en in ernstige gevallen wordt het cementmateriaal in de mortel niet volledig gehydrateerd. Dit resulteert in een lage sterkte, met name de grensvlaksterkte tussen de uitgeharde mortel en de funderingslaag, waardoor de mortel scheurt en loslaat. Een geschikte waterretentie kan niet alleen de bouwprestaties van de mortel effectief verbeteren, maar ook de opname van water in de mortel door de funderingslaag bemoeilijken en zorgen voor voldoende hydratatie van het cement.
2. Problemen met traditionele methoden voor waterretentie
De traditionele oplossing is om de fundering te bewateren, maar het is onmogelijk om te garanderen dat de fundering gelijkmatig bevochtigd is. Het ideale hydratatiedoel van cementmortel op de fundering is dat het cementhydratatieproduct water opneemt samen met de fundering, in de fundering doordringt en een effectieve "sleutelverbinding" met de fundering vormt, om zo de vereiste hechtsterkte te bereiken. Direct bewateren op het oppervlak van de fundering zal leiden tot een ernstige spreiding in de wateropname van de fundering als gevolg van temperatuurverschillen, bewateringstijd en gelijkmatigheid van de bewatering. De fundering heeft minder wateropname en zal het water in de mortel blijven absorberen. Voordat de cementhydratatie begint, wordt het water geabsorbeerd, wat de cementhydratatie en de penetratie van hydratatieproducten in de matrix beïnvloedt; de fundering heeft een hoge wateropname en het water in de mortel stroomt naar de fundering. De gemiddelde migratiesnelheid is laag en er vormt zich zelfs een waterrijke laag tussen de mortel en de matrix, wat ook de hechtsterkte beïnvloedt. Daarom zal het gebruik van de gebruikelijke funderingsbewateringsmethode niet alleen het probleem van de hoge wateropname van de fundering van de muur niet effectief oplossen, maar zal het ook de hechtsterkte tussen de mortel en de fundering beïnvloeden, wat resulteert in holle ruimtes en scheuren.
3. Vereisten voor verschillende mortels voor waterretentie
Hieronder worden doelstellingen voorgesteld voor het waterretentiepercentage van pleistermortelproducten die in een bepaald gebied en in gebieden met vergelijkbare temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden worden gebruikt.
①Hoge wateropname ondergrond pleistermortel
Ondergronden met een hoge waterabsorptie, zoals beton met luchtbellen, zoals diverse lichtgewicht scheidingswanden, blokken, enz., hebben de kenmerken van een hoge waterabsorptie en een lange levensduur. De pleistermortel die voor dit type fundering wordt gebruikt, moet een waterretentiepercentage van minimaal 88% hebben.
②Ondergrondpleistermortel met lage wateropname
Ondergronden met een lage waterabsorptie, zoals ter plaatse gestort beton, zoals polystyreenplaten voor gevelisolatie, hebben een relatief lage waterabsorptie. De pleistermortel die voor dergelijke ondergronden wordt gebruikt, moet een waterretentiepercentage van minimaal 88% hebben.
③Dunne laag pleistermortel
Dunpleisterwerk verwijst naar een pleisterconstructie met een pleisterlaagdikte tussen 3 en 8 mm. Dit type pleisterconstructie verliest gemakkelijk vocht door de dunne pleisterlaag, wat de verwerkbaarheid en sterkte beïnvloedt. De mortel die voor dit type pleisterwerk wordt gebruikt, heeft een waterretentiepercentage van minimaal 99%.
④Dikke laag pleistermortel
Dikke pleisterlaag verwijst naar een pleisterconstructie waarbij de dikte van één pleisterlaag tussen 8 en 20 mm ligt. Dit type pleisterconstructie verliest door de dikke pleisterlaag nauwelijks water, dus de waterretentie van de pleistermortel mag minimaal 88% bedragen.
⑤Waterbestendige plamuur
Waterbestendige plamuur wordt gebruikt als ultradun pleistermateriaal en de algemene constructiedikte ligt tussen de 1 en 2 mm. Dergelijke materialen vereisen extreem hoge waterretentie-eigenschappen om hun verwerkbaarheid en hechtsterkte te garanderen. De waterretentie van plamuurmaterialen mag niet lager zijn dan 99% en de waterretentie van plamuur voor buitenmuren moet hoger zijn dan die van plamuur voor binnenmuren.
4. Soorten waterretentiematerialen
Cellulose-ether
1) Methylcellulose-ether (MC)
2) Hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC)
3) Hydroxyethylcellulose-ether (HEC)
4) Carboxymethylcellulose-ether (CMC)
5) Hydroxyethylmethylcellulose-ether (HEMC)
Zetmeelether
1) Gemodificeerde zetmeelether
2) Guar-ether
Gemodificeerd mineraal waterhoudend verdikkingsmiddel (montmorilloniet, bentoniet, enz.)
Vijf, het volgende richt zich op de prestaties van verschillende materialen
1. Cellulose-ether
1.1 Overzicht van cellulose-ether
Cellulose-ether is een algemene term voor een reeks producten die onder bepaalde omstandigheden worden gevormd door de reactie van alkalicellulose en veretheringsmiddel. Verschillende cellulose-ethers worden verkregen doordat alkalivezels worden vervangen door verschillende veretheringsmiddelen. Afhankelijk van de ioniserende eigenschappen van de substituenten kunnen cellulose-ethers worden onderverdeeld in twee categorieën: ionische, zoals carboxymethylcellulose (CMC), en niet-ionische, zoals methylcellulose (MC).
Afhankelijk van de soorten substituenten kunnen cellulose-ethers worden onderverdeeld in monoethers, zoals methylcellulose-ether (MC), en gemengde ethers, zoals hydroxyethylcarboxymethylcellulose-ether (HECMC). Afhankelijk van de verschillende oplosmiddelen waarin ze oplosbaar zijn, kunnen ze worden onderverdeeld in twee typen: in water oplosbaar en in organische oplosmiddelen oplosbaar.
1.2 Belangrijkste cellulosevariëteiten
Carboxymethylcellulose (CMC), praktische substitutiegraad: 0,4-1,4; veretheringsmiddel: monooxyazijnzuur; oplossend oplosmiddel: water;
Carboxymethylhydroxyethylcellulose (CMHEC), praktische substitutiegraad: 0,7-1,0; veretheringsmiddel: monooxyazijnzuur, ethyleenoxide; oplossend oplosmiddel: water;
Methylcellulose (MC), praktische substitutiegraad: 1,5-2,4; veretheringsmiddel: methylchloride; oplossend oplosmiddel: water;
Hydroxyethylcellulose (HEC), praktische substitutiegraad: 1,3-3,0; veretheringsmiddel: ethyleenoxide; oplossend oplosmiddel: water;
Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), praktische substitutiegraad: 1,5-2,0; veretheringsmiddel: ethyleenoxide, methylchloride; oplossend oplosmiddel: water;
Hydroxypropylcellulose (HPC), praktische substitutiegraad: 2,5-3,5; veretheringsmiddel: propyleenoxide; oplossend oplosmiddel: water;
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), praktische substitutiegraad: 1,5-2,0; veretheringsmiddel: propyleenoxide, methylchloride; oplossend oplosmiddel: water;
Ethylcellulose (EC), praktische substitutiegraad: 2,3-2,6; veretheringsmiddel, monochloorethaan; oplossend oplosmiddel, organisch oplosmiddel;
Ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), praktische substitutiegraad: 2,4-2,8; veretheringsmiddel, monochloorethaan, ethyleenoxide; oplossend oplosmiddel, organisch oplosmiddel;
1.3 Eigenschappen van cellulose
1.3.1 Methylcellulose-ether (MC)
①Methylcellulose is oplosbaar in koud water, maar lost moeilijk op in warm water. De waterige oplossing is zeer stabiel in het pH-bereik van 3-12. 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 laagste viscositeit is niet recht evenredig met de mate van waterretentie. De oplossnelheid hangt voornamelijk af van de mate van oppervlaktemodificatie van de cellulosedeeltjes en de deeltjesfijnheid. Van alle cellulose-ethers heeft methylcellulose 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 zeer slecht zijn, wat de constructie van de mortel ernstig zal beïnvloeden.
④ Methylcellulose heeft een aanzienlijke 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, oftewel de schuifweerstand van de mortel. De kleefkracht is hoog, de schuifweerstand van de mortel is groot en gebruikers hebben meer kracht nodig tijdens het gebruik, waardoor de constructieprestaties van de mortel verslechteren. De hechting van methylcellulose is matig in cellulose-etherproducten.
1.3.2 Hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC)
Hydroxypropylmethylcellulose is een vezelproduct waarvan de productie en het verbruik de laatste jaren snel toenemen.
Het is een niet-ionogene cellulose-ether, gemaakt van geraffineerd katoen na alkalisatie, met propyleenoxide en methylchloride als veretheringsmiddelen, en via een reeks reacties. De substitutiegraad is over het algemeen 1,5-2,0. De eigenschappen verschillen door de verschillende verhoudingen tussen methoxyl- en hydroxypropylgehalte. Met een hoog methoxylgehalte en een laag hydroxypropylgehalte zijn de prestaties vergelijkbaar met die van methylcellulose; met een laag methoxylgehalte en een hoog hydroxypropylgehalte zijn de prestaties vergelijkbaar met die van hydroxypropylcellulose.
1 Hydroxypropylmethylcellulose is gemakkelijk oplosbaar in koud water, maar moeilijk oplosbaar in warm water. De geleringstemperatuur in warm water is echter aanzienlijk hoger dan die van methylcellulose. De oplosbaarheid in koud water is ook aanzienlijk beter dan die van 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 viscositeit wordt echter minder beïnvloed door temperatuur dan die van methylcellulose. De oplossing is stabiel bij opslag bij kamertemperatuur.
③De 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.
④Hydroxypropylmethylcellulose is bestand tegen zuur en alkali, en de waterige oplossing is zeer stabiel in het pH-bereik van 2-12. Natronloog en kalkwater hebben weinig effect op de werking, maar alkali kan het oplossen versnellen en de viscositeit licht 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.
5Hydroxypropylmethylcellulose kan worden gemengd met in water oplosbare polymeren om een uniforme en transparante oplossing met een hogere viscositeit te vormen, zoals polyvinylalcohol, zetmeelether, plantaardige gom, enz.
⑥ Hydroxypropylmethylcellulose heeft een betere enzymresistentie dan methylcellulose. Bovendien wordt de oplossing ervan minder snel door enzymen afgebroken dan methylcellulose.
⑦De hechting van hydroxypropylmethylcellulose aan mortelconstructies is hoger dan die van methylcellulose.
1.3.3 Hydroxyethylcellulose-ether (HEC)
Het wordt gemaakt van geraffineerd katoen, behandeld met alkali en in aanwezigheid van aceton omgezet met ethyleenoxide als veretheringsmiddel. De substitutiegraad is over het algemeen 1,5-2,0. Het heeft een sterke hydrofiliteit en absorbeert gemakkelijk vocht.
1 Hydroxyethylcellulose is oplosbaar in koud water, maar lost moeilijk op 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.
③Hydroxyethylcellulose heeft een goede anti-uitzakkingswerking voor mortel, maar heeft een langere vertragingstijd voor cement.
④De prestatie van hydroxyethylcellulose, geproduceerd door sommige binnenlandse ondernemingen, is duidelijk lager dan die van methylcellulose vanwege het hoge watergehalte en het hoge asgehalte.
1.3.4 Carboxymethylcellulose-ether (CMC) wordt gemaakt van natuurlijke vezels (katoen, hennep, enz.) na een alkalische behandeling met natriummonochlooracetaat als veretheringsmiddel, en ondergaat een reeks reactiebehandelingen om ionische cellulose-ether te produceren. De substitutiegraad is over het algemeen 0,4-1,4, en de prestaties worden sterk beïnvloed door de substitutiegraad.
1Carboxymethylcellulose is sterk hygroscopisch en zal een grote hoeveelheid water bevatten als het onder normale omstandigheden wordt bewaard.
② Een waterige hydroxymethylcelluloseoplossing 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 aanzienlijk 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.
2. Gemodificeerde zetmeelether
Zetmeelethers die over het algemeen in mortels worden gebruikt, zijn gemodificeerd uit natuurlijke polymeren van sommige polysachariden. Bijvoorbeeld aardappel, maïs, cassave en guarbonen worden omgezet in diverse gemodificeerde zetmeelethers. De zetmeelethers die vaak in mortels worden gebruikt, zijn hydroxypropylzetmeelether, hydroxymethylzetmeelether, enz.
Zetmeelethers, gemodificeerd uit aardappelen, maïs en cassave, hebben over het algemeen een aanzienlijk lagere waterretentie dan cellulose-ethers. Door de verschillende mate van modificatie vertonen ze een verschillende stabiliteit tegen zuur en alkali. Sommige producten zijn geschikt voor gebruik in gipsmortels, terwijl andere niet 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, wat resulteert in complementaire eigenschappen en voordelen van beide producten. Omdat zetmeeletherproducten veel goedkoper zijn dan cellulose-ether, zal de toepassing van zetmeelether in mortel de kosten van mortelformuleringen aanzienlijk verlagen.
3. Guargom-ether
Guargomether is een soort veretherde polysacharide met bijzondere eigenschappen, die is afgeleid van natuurlijke guarbonen. Door de veretheringsreactie tussen guargom en acrylfunctionele groepen ontstaat een structuur met 2-hydroxypropylfunctionele groepen, een polygalactomannosestructuur.
1 Vergeleken met cellulose-ether is guargom-ether gemakkelijker oplosbaar in water. De pH-waarde heeft in principe geen invloed op de werking van guargom-ether.
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.
③Bij hoge viscositeit en grote dosering kan guargom cellulose-ether niet vervangen. Gemengd gebruik van beide zal betere prestaties opleveren.
④Het 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.
5 Wanneer guargom wordt toegepast op metselwerk en pleistermortel op cementbasis, kan het cellulose-ether in gelijke hoeveelheid vervangen en de mortel een betere weerstand tegen doorzakken, thixotropie en gladheid van de constructie geven.
⑥In de mortel met een hoge viscositeit en een hoog gehalte aan waterretentiemiddel, werken guargom en cellulose-ether samen om uitstekende resultaten te bereiken.
⑦ Guargom kan ook worden gebruikt in producten zoals tegellijmen, zelfnivellerende middelen voor de grond, waterbestendige stopverf en polymeermortel voor muurisolatie.
4. 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 prestatie van gewone mortel aanzienlijk verbeteren en de problemen van slechte verwerkbaarheid van cementmortel, lage sterkte van gemengde mortel en slechte waterbestendigheid oplossen.
2 Er kunnen mortelproducten met verschillende sterkteniveaus voor algemene industriële en civiele gebouwen worden geformuleerd.
③De materiaalkosten zijn laag.
4 De waterretentie is lager dan die van organische waterretentiemiddelen en de droge krimpwaarde van de bereide mortel is relatief groot en de cohesie is verminderd.
Plaatsingstijd: 3 maart 2023