1. Konieczność zatrzymywania wody
Wszystkie rodzaje podłoży, które wymagają zaprawy budowlanej, mają pewien stopień absorpcji wody. Po wchłonięciu wody z zaprawy przez warstwę bazową, wykonalność zaprawy ulegnie pogorszeniu, a w poważnych przypadkach materiał cementowy w zaprawie nie zostanie w pełni uwodniony, co spowoduje niską wytrzymałość, zwłaszcza wytrzymałość międzyfazową między utwardzoną zaprawą a warstwą bazową, powodując pękanie i odpadanie zaprawy. Jeśli zaprawa tynkarska ma odpowiednie właściwości retencji wody, może nie tylko skutecznie poprawić właściwości konstrukcyjne zaprawy, ale także utrudnić wchłanianie wody w zaprawie przez warstwę bazową i zapewnić wystarczającą hydratację cementu.
2. Problemy z tradycyjnymi metodami zatrzymywania wody
Tradycyjnym rozwiązaniem jest podlewanie podłoża, ale nie można zapewnić równomiernego nawilżenia podłoża. Idealnym celem hydratacji zaprawy cementowej na podłożu jest to, aby produkt hydratacji cementu wchłaniał wodę wraz z podłożem, wnikał w podłoże i tworzył skuteczne „połączenie kluczowe” z podłożem, tak aby uzyskać wymaganą wytrzymałość wiązania. Bezpośrednie podlewanie powierzchni podłoża spowoduje poważne rozproszenie absorpcji wody przez podłoże ze względu na różnice w temperaturze, czasie podlewania i równomierności podlewania. Podłoże ma mniejszą absorpcję wody i będzie nadal wchłaniać wodę z zaprawy. Zanim nastąpi hydratacja cementu, woda jest wchłaniana, co wpływa na hydratację cementu i penetrację produktów hydratacji do matrycy; podłoże ma dużą absorpcję wody, a woda w zaprawie spływa do podłoża. Średnia prędkość migracji jest wolna, a nawet między zaprawą a matrycą tworzy się warstwa bogata w wodę, co również wpływa na wytrzymałość wiązania. W związku z tym stosowanie typowej metody nawadniania podłoża nie tylko nie rozwiąże skutecznie problemu wysokiej absorpcji wody przez podstawę ściany, ale także wpłynie na wytrzymałość wiązania zaprawy z podstawą, co spowoduje powstawanie wgłębień i pęknięć.
3. Wymagania różnych zapraw w zakresie retencji wody
Poniżej zaproponowano docelowe wartości retencji wody dla zapraw tynkarskich stosowanych na danym obszarze oraz na obszarach o podobnych warunkach temperatury i wilgotności.
①Zaprawa tynkarska do podłoża o dużej absorpcji wody
Podłoża o wysokiej absorpcji wody, reprezentowane przez beton napowietrzony, w tym różne lekkie płyty działowe, bloczki itp., charakteryzują się dużą absorpcją wody i długim okresem trwałości. Zaprawa tynkarska stosowana do tego rodzaju warstwy bazowej powinna mieć wskaźnik retencji wody nie mniejszy niż 88%.
②Zaprawa tynkarska o niskiej absorpcji wody
Podłoża o niskiej absorpcji wody, takie jak beton wylewany na miejscu, w tym płyty polistyrenowe do izolacji ścian zewnętrznych itp., mają stosunkowo małą absorpcję wody. Zaprawa tynkarska stosowana do takich podłoży powinna mieć wskaźnik retencji wody nie mniejszy niż 88%.
③Cienkowarstwowa zaprawa tynkarska
Tynkowanie cienkowarstwowe odnosi się do konstrukcji tynkarskiej o grubości warstwy tynkarskiej od 3 do 8 mm. Ten rodzaj konstrukcji tynkarskiej łatwo traci wilgoć ze względu na cienką warstwę tynku, co wpływa na urabialność i wytrzymałość. W przypadku zaprawy stosowanej do tego typu tynkowania jej wskaźnik retencji wody nie jest mniejszy niż 99%.
④Gruba warstwa zaprawy tynkarskiej
Tynkowanie grubowarstwowe odnosi się do konstrukcji tynkarskiej, w której grubość jednej warstwy tynkarskiej wynosi od 8 mm do 20 mm. Ten rodzaj konstrukcji tynkarskiej nie jest łatwy do utraty wody ze względu na grubą warstwę tynkarską, więc wskaźnik retencji wody zaprawy tynkarskiej nie powinien być mniejszy niż 88%.
⑤Szpachlówka wodoodporna
Wodoodporna szpachla jest stosowana jako ultracienki materiał tynkarski, a ogólna grubość konstrukcji wynosi od 1 do 2 mm. Takie materiały wymagają niezwykle wysokich właściwości retencji wody, aby zapewnić ich obrabialność i wytrzymałość wiązania. W przypadku materiałów szpachlowych wskaźnik retencji wody nie powinien być mniejszy niż 99%, a wskaźnik retencji wody szpachli na ściany zewnętrzne powinien być większy niż wskaźnik retencji wody szpachli na ściany wewnętrzne.
4. Rodzaje materiałów zatrzymujących wodę
Eter celulozowy
1) Eter metylocelulozy (MC)
2) Eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC)
3) Eter hydroksyetylocelulozy (HEC)
4) Eter karboksymetylocelulozy (CMC)
5) Eter hydroksyetylometylocelulozy (HEMC)
Eter skrobiowy
1) Eter skrobiowy modyfikowany
2) Eter guarowy
Modyfikowany zagęszczacz zatrzymujący wodę mineralną (montmorylonit, bentonit itp.)
Po piąte, poniżej skupiono się na wydajności różnych materiałów
1. Eter celulozy
1.1 Przegląd eteru celulozy
Eter celulozy to ogólne określenie serii produktów powstających w wyniku reakcji celulozy alkalicznej i środka eteryfikującego w określonych warunkach. Różne etery celulozy są otrzymywane, ponieważ włókno alkaliczne jest zastępowane różnymi środkami eteryfikującymi. Zgodnie z właściwościami jonizacji jego podstawników, etery celulozy można podzielić na dwie kategorie: jonowe, takie jak karboksymetyloceluloza (CMC), i niejonowe, takie jak metyloceluloza (MC).
Ze względu na rodzaj podstawników etery celulozy można podzielić na monoetery, takie jak eter metylocelulozy (MC) i etery mieszane, takie jak eter hydroksyetylokarboksymetylocelulozy (HECMC). Ze względu na różne rozpuszczalniki, które rozpuszcza, można je podzielić na dwa typy: rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.
1.2 Główne odmiany celulozy
Karboksymetyloceluloza (CMC), praktyczny stopień podstawienia: 0,4-1,4; środek eteryfikujący: kwas monooksyoctowy; rozpuszczalnik rozpuszczający: woda;
Karboksymetylohydroksyetyloceluloza (CMHEC), praktyczny stopień podstawienia: 0,7-1,0; środek eteryfikujący: kwas monooctowy, tlenek etylenu; rozpuszczalnik rozpuszczający: woda;
Metyloceluloza (MC), praktyczny stopień podstawienia: 1,5-2,4; środek eteryfikujący: chlorek metylu; rozpuszczalnik rozpuszczający: woda;
Hydroksyetyloceluloza (HEC), praktyczny stopień podstawienia: 1,3-3,0; środek eteryfikujący: tlenek etylenu; rozpuszczalnik rozpuszczający: woda;
Hydroksyetylometyloceluloza (HEMC), praktyczny stopień podstawienia: 1,5-2,0; środek eteryfikujący: tlenek etylenu, chlorek metylu; rozpuszczalnik rozpuszczający: woda;
Hydroksypropyloceluloza (HPC), praktyczny stopień podstawienia: 2,5-3,5; środek eteryfikujący: tlenek propylenu; rozpuszczalnik rozpuszczający: woda;
Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC), praktyczny stopień podstawienia: 1,5-2,0; środek eteryfikujący: tlenek propylenu, chlorek metylu; rozpuszczalnik rozpuszczający: woda;
Etyloceluloza (EC), praktyczny stopień podstawienia: 2,3-2,6; środek eteryfikujący: monochloroetan; rozpuszczalnik rozpuszczający: rozpuszczalnik organiczny;
Etylohydroksyetyloceluloza (EHEC), praktyczny stopień podstawienia: 2,4-2,8; środek eteryfikujący: monochloroetan, tlenek etylenu; rozpuszczalnik rozpuszczający: rozpuszczalnik organiczny;
1.3 Właściwości celulozy
1.3.1 Eter metylocelulozy (MC)
①Metyloceluloza 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 kompatybilność ze skrobią, gumą guar itp. i wieloma środkami powierzchniowo czynnymi. Gdy temperatura osiągnie temperaturę żelowania, następuje żelowanie.
②Retencja wody przez metylocelulozę zależy od jej ilości dodanej, lepkości, drobnoziarnistości cząstek i szybkości rozpuszczania. Generalnie, jeśli ilość dodana jest duża, drobnoziarnistość jest mała, a lepkość jest duża, retencja wody jest wysoka. Spośród nich, ilość dodana ma największy wpływ na retencję wody, a najniższa lepkość nie jest wprost proporcjonalna do poziomu retencji wody. Szybkość rozpuszczania zależy głównie od stopnia modyfikacji powierzchni cząstek celulozy i drobnoziarnistości cząstek. Spośród eterów celulozy, metyloceluloza ma wyższą szybkość retencji wody.
③Zmiana temperatury poważnie wpłynie na szybkość retencji wody przez metylocelulozę. Generalnie, im wyższa temperatura, tym gorsza retencja wody. Jeśli temperatura zaprawy przekroczy 40°C, retencja wody przez metylocelulozę będzie bardzo słaba, 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 pracownicy potrzebują większej wytrzymałości podczas użytkowania, a właściwości konstrukcyjne zaprawy stają się słabe. Przyczepność metylocelulozy jest na umiarkowanym poziomie w produktach eteru celulozy.
1.3.2 Eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC)
Hydroksypropylometyloceluloza jest produktem włóknistym, którego produkcja i zużycie gwałtownie rosną w ostatnich latach.
Jest to niejonowy eter celulozowy wytwarzany z rafinowanej bawełny po alkalizacji, przy użyciu tlenku propylenu i chlorku metylu jako środków eteryfikujących, a także poprzez szereg reakcji. Stopień podstawienia wynosi na ogół 1,5-2,0. Jego właściwości są różne ze względu na różne stosunki zawartości metoksylu i zawartości hydroksypropylu. Wysoka zawartość metoksylu i niska zawartość hydroksypropylu, wydajność jest zbliżona do metylocelulozy; niska zawartość metoksylu i wysoka zawartość hydroksypropylu, wydajność jest zbliżona do hydroksypropylocelulozy.
①Hydroksypropylometyloceluloza jest łatwo rozpuszczalna w zimnej wodzie, a trudno ją rozpuścić w gorącej wodzie. 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 wyższa masa cząsteczkowa, tym wyższa lepkość. Temperatura również wpływa na jej lepkość, ponieważ wraz ze wzrostem temperatury lepkość maleje. Jednak jej lepkość jest mniej zależna od temperatury niż metylocelulozy. Jej roztwór jest stabilny, gdy jest przechowywany w temperaturze pokojowej.
③Retencja wody przez hydroksypropylometylocelulozę zależy od jej dodanej ilości, lepkości itp., a szybkość retencji wody przy tej samej dodanej ilości jest wyższa niż w przypadku metylocelulozy.
④Hydroksypropylometyloceluloza jest stabilna na działanie kwasów i zasad, a jej wodny roztwór jest bardzo stabilny w zakresie pH=2-12. Soda kaustyczna i woda wapienna mają niewielki wpływ na jej działanie, ale zasady mogą przyspieszyć jej rozpuszczanie i nieznacznie zwiększyć jej lepkość. Hydroksypropylometyloceluloza jest stabilna na działanie zwykłych soli, ale gdy stężenie roztworu soli jest wysokie, lepkość roztworu hydroksypropylometylocelulozy ma tendencję do wzrostu.
⑤Hydroksypropylometylocelulozę można mieszać z rozpuszczalnymi w wodzie polimerami, aby utworzyć jednolity i przezroczysty roztwór o wyższej lepkości. Takich jak alkohol poliwinylowy, eter skrobiowy, guma roślinna itp.
⑥ Hydroksypropylometyloceluloza ma lepszą odporność na enzymy niż metyloceluloza i jej roztwór jest mniej podatny na degradację przez enzymy niż metyloceluloza.
⑦Przyczepność hydroksypropylometylocelulozy do zapraw budowlanych jest większa niż metylocelulozy.
1.3.3 Eter hydroksyetylocelulozy (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.
①Hydroksyetyloceluloza 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.
②Hydroksyetyloceluloza 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.
③Hydroksyetyloceluloza ma dobre właściwości zapobiegające osiadaniu zaprawy, ale ma dłuższy czas opóźnienia wiązania w przypadku cementu.
④Wydajność hydroksyetylocelulozy produkowanej przez niektóre krajowe przedsiębiorstwa jest oczywiście niższa od wydajności metylocelulozy ze względu na wysoką zawartość wody i wysoką zawartość popiołu.
1.3.4 Eter karboksymetylocelulozy (CMC) powstaje z włókien naturalnych (bawełny, konopi itp.) po obróbce alkalicznej, przy użyciu monochlorooctanu sodu jako środka eteryfikującego i poddaniu serii reakcji w celu wytworzenia jonowego eteru celulozy. Stopień podstawienia wynosi zazwyczaj 0,4-1,4, a jego wydajność jest w dużym stopniu uzależniona od stopnia podstawienia.
①Karboksymetyloceluloza jest silnie higroskopijna i zawiera dużą ilość wody podczas przechowywania w standardowych warunkach.
② Wodny roztwór hydroksymetylocelulozy nie wytworzy żelu, a lepkość zmniejszy się wraz ze wzrostem temperatury. Gdy temperatura przekroczy 50 ℃, lepkość stanie się nieodwracalna.
③ Jego stabilność jest w dużym stopniu zależna od pH. Generalnie można go stosować w zaprawie gipsowej, ale nie w zaprawie cementowej. Gdy jest silnie alkaliczny, 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.
2. Eter skrobiowy modyfikowany
Etery skrobiowe powszechnie stosowane w moździerzach są modyfikowane z naturalnych polimerów niektórych polisacharydów. Takie jak ziemniaki, kukurydza, maniok, fasola guar itp. są modyfikowane w różne modyfikowane etery skrobiowe. Etery skrobiowe powszechnie stosowane w moździerzu to eter hydroksypropyloskrobiowy, eter hydroksymetyloskrobiowy itp.
Ogólnie rzecz biorąc, etery skrobiowe modyfikowane z ziemniaków, kukurydzy i manioku mają znacznie niższą retencję wody niż etery celulozy. Ze względu na różny stopień modyfikacji wykazują różną stabilność na kwasy i zasady. Niektóre produkty nadają się do stosowania w zaprawach gipsowych, podczas gdy inne nie mogą być stosowane w zaprawach cementowych. Zastosowanie eteru skrobiowego w zaprawie jest głównie stosowane jako zagęszczacz w celu poprawy właściwości przeciwzaciekowych zaprawy, zmniejszenia przyczepności mokrej zaprawy i wydłużenia czasu otwarcia.
Etery skrobi są często stosowane razem z celulozą, co skutkuje komplementarnymi właściwościami i zaletami obu produktów. Ponieważ produkty eteru skrobi są znacznie tańsze niż eter celulozy, zastosowanie eteru skrobi w zaprawie spowoduje znaczną redukcję kosztów formuł zaprawy.
3. Eter gumy guar
Eter gumy guar to rodzaj eteryfikowanego polisacharydu o szczególnych właściwościach, który jest modyfikowany z naturalnych ziaren guar. Głównie poprzez reakcję eteryfikacji między gumą guar a akrylowymi grupami funkcyjnymi, powstaje struktura zawierająca 2-hydroksypropylowe grupy funkcyjne, która jest strukturą poligalaktomannozy.
①W porównaniu z eterem celulozy, eter gumy guar jest łatwiejszy do rozpuszczenia w wodzie. PH zasadniczo nie ma wpływu na działanie eteru gumy guar.
②W warunkach niskiej lepkości i niskiego dawkowania guma guar może zastąpić eter celulozy w równej ilości i ma podobne zatrzymywanie wody. Ale konsystencja, odporność na opadanie, tiksotropia itd. są wyraźnie ulepszone.
③W warunkach dużej lepkości i dużych dawek guma guar nie może zastąpić eteru celulozy, a mieszane zastosowanie obu substancji zapewni lepszą wydajność.
④Zastosowanie gumy guar w zaprawie gipsowej może znacznie zmniejszyć przyczepność podczas budowy i sprawić, że konstrukcja będzie gładsza. Nie ma to negatywnego wpływu na czas wiązania i wytrzymałość zaprawy gipsowej.
⑤ Guma guar zastosowana w zaprawie murarskiej i tynkarskiej na bazie cementu może zastąpić eter celulozy w równej ilości, nadając zaprawie większą odporność na zapadanie się, tiksotropię i gładkość konstrukcji.
⑥W zaprawie o dużej lepkości i wysokiej zawartości środka zatrzymującego wodę, guma guar i eter celulozy będą działać razem, aby osiągnąć doskonałe rezultaty.
⑦ Gumę guar można również stosować w produktach takich jak kleje do płytek, samopoziomujące masy gruntowe, wodoodporne szpachle i zaprawy polimerowe do izolacji ścian.
4. Modyfikowany zagęszczacz zatrzymujący wodę mineralną
Zagęszczacz zatrzymujący wodę wykonany z naturalnych minerałów poprzez modyfikację i mieszanie został zastosowany w Chinach. Główne minerały używane do przygotowania zagęszczaczy zatrzymujących wodę to: sepiolit, bentonit, montmorylonit, kaolin itp. Minerały te mają pewne właściwości zagęszczające i zatrzymujące wodę poprzez modyfikację, taką jak środki sprzęgające. Ten rodzaj zagęszczacza zatrzymującego wodę stosowanego do zaprawy ma następujące cechy.
① Może znacznie poprawić wydajność zwykłej zaprawy i rozwiązać problemy słabej funkcjonalności zaprawy cementowej, niskiej wytrzymałości zaprawy mieszanej i słabej odporności na wodę.
② Można produkować zaprawy o różnych poziomach wytrzymałości, przeznaczone do ogólnego stosowania w budownictwie przemysłowym i cywilnym.
③Koszt materiałów jest niski.
④ Retencja wody jest niższa niż w przypadku organicznych środków retencyjnych, a wartość skurczu suchego przygotowanej zaprawy jest stosunkowo duża, a spoistość jest zmniejszona.
Czas publikacji: 03-03-2023