Katkı maddeleri, kuru harçların performansını iyileştirmede önemli bir rol oynar, ancak kuru harç eklenmesi, kuru harç ürünlerinin malzeme maliyetini, kuru harçtaki malzeme maliyetinin %40'ından fazlasını oluşturan geleneksel harca kıyasla önemli ölçüde daha yüksek hale getirir.
Yukarıda belirtilen sebeplerden dolayı bu çalışmada, yaygın olarak kullanılan katkı maddelerinin bazı temel özellikleri analiz edilip karşılaştırılmakta ve bu temelde katkı maddeleri kullanılarak üretilen kuru harç ürünlerinin performansı incelenmektedir.
1. Su tutma maddesi
Su tutucu madde, kuru karıştırılmış harcın su tutma performansını artıran önemli bir katkı maddesidir ve aynı zamanda kuru karıştırılmış harç malzemelerinin maliyetini belirleyen temel katkı maddelerinden biridir.
1.1 Selüloz eter
Selüloz eter, belirli koşullar altında alkali selüloz ve eterleştirici maddenin reaksiyonuyla üretilen bir dizi ürün için genel bir terimdir. Alkali selüloz, farklı selüloz eterleri elde etmek için farklı eterleştirici maddelerle değiştirilir. İkame edicilerin iyonizasyon özelliklerine göre, selüloz eterleri iki kategoriye ayrılabilir: iyonik (karboksimetil selüloz gibi) ve iyonik olmayan (metil selüloz gibi). İkame edicinin türüne göre, selüloz eter monoeter (metil selüloz gibi) ve karışık etere (hidroksipropil metil selüloz gibi) ayrılabilir. Farklı çözünürlüğe göre, suda çözünür (hidroksietil selüloz gibi) ve organik çözücüde çözünür (etil selüloz gibi) vb. olarak ayrılabilir. Kuru karıştırılmış harç esas olarak suda çözünür selülozdur ve suda çözünür selüloz, anında tip ve yüzey işlenmiş gecikmeli çözünme tipine ayrılır.
Selüloz eterinin harçtaki etki mekanizması şöyledir:
(1) Harçtaki selüloz eter suda çözüldükten sonra, yüzey aktivitesi nedeniyle çimentolu malzemenin sistemde etkili ve düzgün dağılımı sağlanır ve selüloz eter, koruyucu bir koloit olarak katı parçacıkları "sarar" ve dış yüzeyinde bir yağlayıcı film tabakası oluşur, bu da harç sistemini daha kararlı hale getirir ve ayrıca karıştırma işlemi sırasında harcın akışkanlığını ve yapının düzgünlüğünü iyileştirir.
(2) Selüloz eter çözeltisi, kendi moleküler yapısı nedeniyle harçtaki suyun kolayca kaybolmasını önler ve uzun bir süre boyunca yavaş yavaş serbest bırakarak harca iyi su tutma ve işlenebilirlik kazandırır.
1.1.1 Metil selülozun (MC) moleküler formülü [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
Rafine pamuk alkali ile işlendikten sonra, eterifikasyon ajanı olarak metan klorür ile bir dizi reaksiyon yoluyla selüloz eter üretilir. Genellikle, ikame derecesi 1,6~2,0'dır ve çözünürlük de farklı ikame derecelerinde farklıdır. İyonik olmayan selüloz etere aittir.
(1) Metilselüloz soğuk suda çözünür ve sıcak suda çözülmesi zor olacaktır. Sulu çözeltisi pH=3~12 aralığında çok kararlıdır. Nişasta, guar zamkı vb. ve birçok yüzey aktif madde ile iyi bir uyumluluğa sahiptir. Sıcaklık jelleşme sıcaklığına ulaştığında jelleşme meydana gelir.
(2) Metil selülozun su tutma oranı, ekleme miktarına, viskozitesine, parçacık inceliğine ve çözünme hızına bağlıdır. Genellikle, ekleme miktarı büyükse, incelik küçükse ve viskozite büyükse, su tutma oranı yüksektir. Bunlar arasında, ekleme miktarı su tutma oranı üzerinde en büyük etkiye sahiptir ve viskozite seviyesi, su tutma oranı seviyesiyle doğrudan orantılı değildir. Çözünme oranı esas olarak selüloz parçacıklarının yüzey modifikasyon derecesine ve parçacık inceliğine bağlıdır. Yukarıdaki selüloz eterleri arasında metil selüloz ve hidroksipropil metil selüloz daha yüksek su tutma oranlarına sahiptir.
(3) Sıcaklıktaki değişiklikler metil selülozun su tutma oranını ciddi şekilde etkileyecektir. Genellikle sıcaklık ne kadar yüksekse su tutma da o kadar kötü olur. Harç sıcaklığı 40°C'yi aşarsa metil selülozun su tutma oranı önemli ölçüde azalarak harcın yapısını ciddi şekilde etkileyecektir.
(4) Metil selüloz, harcın yapısı ve yapışması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Buradaki "yapışma", işçinin aplikatör aleti ile duvar alt tabakası arasında hissedilen yapışma kuvvetini, yani harcın kayma direncini ifade eder. Yapışkanlık yüksektir, harcın kayma direnci büyüktür ve işçilerin kullanım sürecinde ihtiyaç duyduğu mukavemet de büyüktür ve harcın yapı performansı zayıftır. Metil selüloz yapışması, selüloz eter ürünlerinde orta düzeydedir.
1.1.2 Hidroksipropil metilselülozun (HPMC) moleküler formülü [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x'tir
Hidroksipropil metilselüloz, son yıllarda üretimi ve tüketimi hızla artan bir selüloz çeşididir. Alkalileştirmeden sonra rafine edilmiş pamuktan, bir dizi reaksiyon yoluyla eterleştirme maddesi olarak propilen oksit ve metil klorür kullanılarak yapılan iyonik olmayan bir selüloz karışımlı eterdir. İkame derecesi genellikle 1,2~2,0'dır. Metoksil içeriği ve hidroksipropil içeriğinin farklı oranları nedeniyle özellikleri farklıdır.
(1) Hidroksipropil metilselüloz soğuk suda kolayca çözünür ve sıcak suda çözünmede zorluklarla karşılaşacaktır. Ancak sıcak suda jelleşme sıcaklığı metil selülozdan önemli ölçüde daha yüksektir. Soğuk suda çözünürlük de metil selüloza kıyasla büyük ölçüde iyileştirilmiştir.
(2) Hidroksipropil metilselülozun viskozitesi moleküler ağırlığıyla ilişkilidir ve moleküler ağırlık ne kadar büyükse viskozite de o kadar yüksektir. Sıcaklık da viskozitesini etkiler, sıcaklık arttıkça viskozite azalır. Ancak yüksek viskozitesi metil selülozdan daha düşük bir sıcaklık etkisine sahiptir. Çözeltisi oda sıcaklığında saklandığında stabildir.
(3) Hidroksipropil metilselülozun su tutma özelliği, ilave edilen miktara, viskoziteye vb. bağlı olup, aynı ilave miktarı altında su tutma oranı metil selülozdan daha yüksektir.
(4) Hidroksipropil metilselüloz asit ve alkaliye karşı dayanıklıdır ve sulu çözeltisi pH=2~12 aralığında çok dayanıklıdır. Kostik soda ve kireç suyu performansı üzerinde çok az etkiye sahiptir, ancak alkali çözünmesini hızlandırabilir ve viskozitesini artırabilir. Hidroksipropil metilselüloz yaygın tuzlara karşı dayanıklıdır, ancak tuz çözeltisinin konsantrasyonu yüksek olduğunda hidroksipropil metilselüloz çözeltisinin viskozitesi artma eğilimindedir.
(5) Hidroksipropil metilselüloz, homojen ve daha yüksek viskoziteli bir çözelti oluşturmak için suda çözünen polimer bileşikleri ile karıştırılabilir. Polivinil alkol, nişasta eteri, bitkisel zamk vb. gibi.
(6) Hidroksipropil metilselüloz, metilselülozdan daha iyi enzim direncine sahiptir ve çözeltisinin metilselülozdan daha az enzimler tarafından parçalanma olasılığı vardır.
(7) Hidroksipropil metilselülozun harç yapısına yapışması metilselülozdan daha yüksektir.
1.1.3 Hidroksietilselüloz (HEC)
Alkali ile işlenmiş rafine pamuktan yapılır ve aseton varlığında eterifikasyon maddesi olarak etilen oksit ile reaksiyona sokulur. İkame derecesi genellikle 1,5~2,0'dır. Güçlü hidrofiliteye sahiptir ve nemi emmesi kolaydır.
(1) Hidroksietil selüloz soğuk suda çözünür, ancak sıcak suda çözülmesi zordur. Çözeltisi jelleşmeden yüksek sıcaklıkta stabildir. Harçta yüksek sıcaklıkta uzun süre kullanılabilir, ancak su tutma özelliği metil selülozdan daha düşüktür.
(2) Hidroksietil selüloz genel asit ve alkaliye karşı dayanıklıdır. Alkali çözünmesini hızlandırabilir ve viskozitesini hafifçe artırabilir. Sudaki dağılabilirliği metil selüloz ve hidroksipropil metil selülozdan biraz daha kötüdür.
(3) Hidroksietil selüloz harç için iyi bir sarkma önleyici performansa sahiptir, ancak çimento için daha uzun bir geciktirme süresine sahiptir.
1.1.4 Karboksimetilselüloz (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
İyonik selüloz eter, alkali işlemden sonra doğal liflerden (pamuk vb.) yapılır, eterifikasyon maddesi olarak sodyum monokloroasetat kullanılır ve bir dizi reaksiyon işlemine tabi tutulur. İkame derecesi genellikle 0,4~1,4'tür ve performansı ikame derecesinden büyük ölçüde etkilenir.
(1) Karboksimetil selüloz daha higroskopiktir ve genel koşullar altında depolandığında daha fazla su içerir.
(2) Karboksimetil selüloz sulu çözeltisi jel üretmeyecektir ve viskozite sıcaklık artışıyla azalacaktır. Sıcaklık 50°C'yi aştığında viskozite geri döndürülemezdir.
(3) Stabilitesi pH'tan büyük ölçüde etkilenir. Genellikle alçı bazlı harçlarda kullanılabilir, ancak çimento bazlı harçlarda kullanılamaz. Çok alkali olduğunda viskozitesini kaybeder.
(4) Su tutma özelliği metil selülozdan çok daha düşüktür. Alçı bazlı harç üzerinde geciktirici bir etkiye sahiptir ve mukavemetini azaltır. Ancak karboksimetil selülozun fiyatı metil selülozdan önemli ölçüde daha düşüktür.
Gönderi zamanı: Mar-23-2023