Domieszki odgrywają kluczową rolę w poprawie parametrów technicznych zapraw budowlanych mieszanych na sucho, ale dodanie zaprawy mieszanej na sucho sprawia, że koszt materiałowy zapraw mieszanych na sucho jest znacznie wyższy niż w przypadku zaprawy tradycyjnej, która stanowi ponad 40% kosztu materiałowego w zaprawach mieszanych na sucho.
Biorąc pod uwagę powyższe, w artykule tym przeanalizowano i porównano niektóre podstawowe właściwości powszechnie stosowanych domieszek, a na tej podstawie zbadano właściwości zapraw murarskich mieszanych na sucho z zastosowaniem domieszek.
1. Środek zatrzymujący wodę
Środek zatrzymujący wodę jest kluczową domieszką poprawiającą właściwości zatrzymywania wody w zaprawach mieszanych na sucho. Jest to również jedna z kluczowych domieszek decydujących o koszcie zapraw mieszanych na sucho.
1.1 Eter celulozy
Eter celulozy to ogólne określenie serii produktów wytwarzanych w reakcji alkalicznej celulozy i środka eteryfikującego w określonych warunkach. Alkaliczna celuloza jest zastępowana różnymi środkami eteryfikującymi w celu uzyskania różnych eterów celulozy. Zgodnie z właściwościami jonizacji podstawników etery celulozy można podzielić na dwie kategorie: jonowe (takie jak karboksymetyloceluloza) i niejonowe (takie jak metyloceluloza). Zgodnie z rodzajem podstawnika eter celulozy można podzielić na monoeter (takie jak metyloceluloza) i eter mieszany (takie jak hydroksypropylometyloceluloza). Zgodnie z różną rozpuszczalnością można podzielić go na rozpuszczalny w wodzie (taki jak hydroksyetyloceluloza) i rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych (takie jak etyloceluloza) itp. Zaprawa mieszana na sucho to głównie rozpuszczalna w wodzie celuloza, a rozpuszczalna w wodzie celuloza dzieli się na typ instant i typ o opóźnionym rozpuszczaniu powierzchniowo obrabiany.
Mechanizm działania eteru celulozy w moździerzu jest następujący:
(1) Po rozpuszczeniu eteru celulozy w zaprawie w wodzie, dzięki aktywności powierzchniowej zapewnione jest efektywne i równomierne rozprowadzenie materiału cementowego w układzie, a eter celulozy, jako koloid ochronny, „otula” cząstki stałe, a na jego zewnętrznej powierzchni tworzy się warstwa smarującego filmu, co sprawia, że układ zaprawy jest bardziej stabilny, a także poprawia płynność zaprawy podczas procesu mieszania i gładkość konstrukcji.
(2) Ze względu na swoją strukturę cząsteczkową roztwór eteru celulozowego sprawia, że woda w zaprawie nie traci się łatwo i stopniowo uwalnia ją przez długi okres czasu, dzięki czemu zaprawa dobrze zatrzymuje wodę i jest podatna na obróbkę.
1.1.1 Wzór cząsteczkowy metylocelulozy (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
Po obróbce rafinowanej bawełny alkaliami, eter celulozy jest wytwarzany poprzez szereg reakcji z chlorkiem metanu jako czynnikiem eteryfikującym. Ogólnie stopień podstawienia wynosi 1,6~2,0, a rozpuszczalność jest również różna przy różnych stopniach podstawienia. Należy do niejonowego eteru celulozy.
(1) Metyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie i trudno ją rozpuścić w gorącej wodzie. Jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=3~12. Ma dobrą zgodność ze skrobią, gumą guar itp. i wieloma środkami powierzchniowo czynnymi. Gdy temperatura osiągnie temperaturę żelowania, następuje żelowanie.
(2) Retencja wody w metylocelulozie zależy od jej ilości dodanej, lepkości, drobnoziarnistości cząstek i szybkości rozpuszczania. Generalnie, jeśli ilość dodana jest duża, drobnoziarnistość jest mała, a lepkość jest duża, szybkość retencji wody jest wysoka. Spośród nich, ilość dodana ma największy wpływ na szybkość retencji wody, a poziom lepkości nie jest wprost proporcjonalny do poziomu szybkości retencji wody. Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni cząstek celulozy i drobnoziarnistości cząstek. Spośród powyższych eterów celulozy, metyloceluloza i hydroksypropylometyloceluloza mają wyższe szybkości retencji wody.
(3) Zmiany temperatury poważnie wpłyną na szybkość retencji wody przez metylocelulozę. Generalnie, im wyższa temperatura, tym gorsza retencja wody. Jeśli temperatura zaprawy przekroczy 40°C, retencja wody przez metylocelulozę znacznie się zmniejszy, co poważnie wpłynie na konstrukcję zaprawy.
(4) Metyloceluloza ma znaczący wpływ na konstrukcję i przyczepność zaprawy. „Przyczepność” odnosi się tutaj do siły przyczepności odczuwalnej między narzędziem aplikatora pracownika a podłożem ściany, czyli odporności zaprawy na ścinanie. Przyczepność jest wysoka, odporność zaprawy na ścinanie jest duża, a wytrzymałość wymagana przez pracowników w procesie użytkowania jest również duża, a właściwości konstrukcyjne zaprawy są słabe. Przyczepność metylocelulozy jest na umiarkowanym poziomie w produktach eteru celulozy.
1.1.2 Wzór sumaryczny hydroksypropylometylocelulozy (HPMC) to [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Hydroksypropylometyloceluloza to odmiana celulozy, której produkcja i zużycie gwałtownie wzrosły w ostatnich latach. Jest to niejonowy eter celulozowy wytwarzany z rafinowanej bawełny po alkalizacji, przy użyciu tlenku propylenu i chlorku metylu jako środka eteryfikującego, poprzez szereg reakcji. Stopień podstawienia wynosi na ogół 1,2~2,0. Jego właściwości są różne ze względu na różne stosunki zawartości metoksylu i zawartości hydroksypropylu.
(1) Hydroksypropylometyloceluloza jest łatwo rozpuszczalna w zimnej wodzie, a w gorącej wodzie będzie miała trudności z rozpuszczaniem. Jednak jej temperatura żelowania w gorącej wodzie jest znacznie wyższa niż metylocelulozy. Rozpuszczalność w zimnej wodzie jest również znacznie lepsza w porównaniu z metylocelulozą.
(2) Lepkość hydroksypropylometylocelulozy jest związana z jej masą cząsteczkową, a im większa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość. Temperatura również wpływa na jej lepkość, ponieważ wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje. Jednak jej wysoka lepkość ma mniejszy wpływ na temperaturę niż metylocelulozy. Jej roztwór jest stabilny, gdy jest przechowywany w temperaturze pokojowej.
(3) Retencja wody przez hydroksypropylometylocelulozę zależy od ilości dodanej substancji, lepkości itp., a szybkość retencji wody przy tej samej ilości dodanej substancji jest wyższa niż w przypadku metylocelulozy.
(4) Hydroksypropylometyloceluloza jest stabilna w stosunku do kwasów i zasad, a jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=2~12. Wodorotlenek sodu i woda wapienna mają niewielki wpływ na jej działanie, ale zasady mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i zwiększyć jej lepkość. Hydroksypropylometyloceluloza jest stabilna w stosunku do zwykłych soli, ale gdy stężenie roztworu soli jest wysokie, lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy ma tendencję do wzrostu.
(5) Hydroksypropylometylocelulozę można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie związkami polimerowymi, aby utworzyć jednolity roztwór o wyższej lepkości. Taki jak alkohol poliwinylowy, eter skrobiowy, guma roślinna itp.
(6) Hydroksypropylometyloceluloza ma lepszą odporność na enzymy niż metyloceluloza, a jej roztwór jest mniej podatny na degradację przez enzymy niż metyloceluloza.
(7) Przyczepność hydroksypropylometylocelulozy do zapraw budowlanych jest większa niż metylocelulozy.
1.1.3 Hydroksyetyloceluloza (HEC)
Jest wytwarzany z rafinowanej bawełny traktowanej alkaliami i poddawany reakcji z tlenkiem etylenu jako czynnikiem eteryfikującym w obecności acetonu. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 1,5~2,0. Ma silną hydrofilowość i łatwo wchłania wilgoć.
(1) Hydroksyetyloceluloza jest rozpuszczalna w zimnej wodzie, ale trudno ją rozpuścić w gorącej wodzie. Jej roztwór jest stabilny w wysokiej temperaturze bez żelowania. Może być stosowana przez długi czas w wysokiej temperaturze w moździerzu, ale jej retencja wody jest niższa niż metylocelulozy.
(2) Hydroksyetyloceluloza jest odporna na działanie kwasów i zasad. Zasady mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć jej lepkość. Jej dyspersyjność w wodzie jest nieco gorsza niż metylocelulozy i hydroksypropylometylocelulozy. .
(3) Hydroksyetyloceluloza ma dobre właściwości zapobiegające osiadaniu zaprawy, ale ma dłuższy czas opóźnienia wiązania w przypadku cementu.
1.1.4 Karboksymetyloceluloza (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Jonowy eter celulozy wytwarza się z włókien naturalnych (bawełny itp.) po obróbce alkalicznej, przy użyciu monochlorooctanu sodu jako środka eteryfikującego i poddaniu serii reakcji. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 0,4~1,4, a jego wydajność jest w dużym stopniu zależna od stopnia podstawienia.
(1) Karboksymetyloceluloza jest bardziej higroskopijna i będzie zawierała więcej wody, gdy będzie przechowywana w standardowych warunkach.
(2) Wodny roztwór karboksymetylocelulozy nie wytworzy żelu, a lepkość zmniejszy się wraz ze wzrostem temperatury. Gdy temperatura przekroczy 50°C, lepkość jest nieodwracalna.
(3) Jego stabilność jest w dużym stopniu zależna od pH. Generalnie można go stosować w zaprawie gipsowej, ale nie w zaprawie cementowej. W przypadku wysokiej alkaliczności traci lepkość.
(4) Jego retencja wody jest znacznie niższa niż metylocelulozy. Ma działanie opóźniające na zaprawę gipsową i zmniejsza jej wytrzymałość. Jednak cena karboksymetylocelulozy jest znacznie niższa niż cena metylocelulozy.
Czas publikacji: 23-03-2023