1. Неабходнасць утрымання вады
Усе віды асноў, для будаўніцтва якіх патрабуецца раствор, маюць пэўную ступень водапаглынання. Пасля таго, як базавы пласт паглынае ваду з раствора, будаўнічыя ўласцівасці раствора пагаршаюцца, а ў цяжкіх выпадках цэментны матэрыял у растворы не цалкам гідратуецца, што прыводзіць да нізкай трываласці, асабліва трываласці інтэрфейсу паміж зацвярдзелым растворам і базавым пластом, што прыводзіць да расколін і адвальвання раствора. Калі тынкавы раствор мае адпаведную водаўтрымлівальную здольнасць, ён можа не толькі эфектыўна палепшыць будаўнічыя характарыстыкі раствора, але і зрабіць ваду з раствора цяжкай для паглынання базавым пластом і забяспечыць дастатковую гідратацыю цэменту.
2. Праблемы з традыцыйнымі метадамі ўтрымання вады
Традыцыйным рашэннем з'яўляецца паліванне падставы вадой, але немагчыма забяспечыць раўнамернае ўвільгатненне падставы. Ідэальная мэта гідратацыі цэментнага раствора на падставе заключаецца ў тым, каб прадукт гідратацыі цэменту ўбіраў ваду разам з падставай, пранікаў у падставу і ўтвараў эфектыўнае «ключавое злучэнне» з падставай, каб дасягнуць неабходнай трываласці счаплення. Паліў непасрэдна на паверхню падставы прывядзе да сур'ёзнага рассейвання водапаглынання падставы з-за розніцы ў тэмпературы, часе паліву і раўнамернасці паліву. Падстава мае меншае водапаглынанне і будзе працягваць паглынаць ваду з раствора. Да таго, як пачнецца гідратацыя цэменту, вада ўбіраецца, што ўплывае на гідратацыю цэменту і пранікненне прадуктаў гідратацыі ў матрыцу; падстава мае вялікае водапаглынанне, і вада з раствора сцякае да падставы. Хуткасць міграцыі асяроддзя павольная, і нават паміж растворам і матрыцай утвараецца багаты вадой пласт, што таксама ўплывае на трываласць счаплення. Такім чынам, выкарыстанне звычайнага метаду палівання падставы не толькі не вырашыць праблему высокага водапаглынання падставы сцяны, але і паўплывае на трываласць счаплення паміж растворам і падставай, што прывядзе да ўшчыльнення і расколін.
3. Патрабаванні да розных раствораў па ўтрыманні вады
Ніжэй прапанаваны мэтавыя паказчыкі водаўтрымання для тынкавых раствораў, якія выкарыстоўваюцца ў пэўным раёне і ў раёнах з падобнымі тэмпературнымі і вільготнаснымі ўмовамі.
①Высокапаглынальны тынкавы раствор для падкладкі
Падкладкі з высокім водапаглынаннем, прадстаўленыя паветразахопленым бетонам, у тым ліку рознымі лёгкімі перагародкавымі плітамі, блокамі і г.д., характарызуюцца высокім водапаглынаннем і працяглым тэрмінам службы. Тынкавальны раствор, які выкарыстоўваецца для такога тыпу асноўнага пласта, павінен мець ступень водаўтрымання не менш за 88%.
②Тынкавы раствор з нізкім водапаглынаннем падкладкі
Падкладкі з нізкім водапаглынаннем, прадстаўленыя маналітным бетонам, у тым ліку пенаполістыролавымі плітамі для ўцяплення вонкавых сцен і г.д., маюць адносна невялікае водапаглынанне. Тынкавальны раствор, які выкарыстоўваецца для такіх падкладак, павінен мець каэфіцыент водаўтрымання не менш за 88%.
③Тонкаслаёвы тынкавы раствор
Тонкаслаёвая тынкоўка — гэта тынкаванне з таўшчынёй пласта ад 3 да 8 мм. Такія тынкавыя канструкцыі лёгка губляюць вільгаць з-за тонкага пласта, што ўплывае на працаздольнасць і трываласць. Каэфіцыент водаўтрымання раствора, які выкарыстоўваецца для гэтага тыпу тынкоўкі, складае не менш за 99%.
④Тоўсты пласт тынкавага раствора
Тоўсты пласт тынкоўкі адносіцца да тынкавай канструкцыі, дзе таўшчыня аднаго пласта тынкоўкі складае ад 8 мм да 20 мм. Пры такой тынкавай канструкцыі таўшчыня вады невялікая, таму ступень утрымання вады тынкавым растворам павінна быць не менш за 88%.
⑤Воданепранікальная шпаклёўка
Водаўстойлівая шпаклёўка выкарыстоўваецца ў якасці ультратонкага тынкавага матэрыялу, а звычайная таўшчыня пласта складае ад 1 да 2 мм. Такія матэрыялы патрабуюць надзвычай высокіх водаўтрымліваючых уласцівасцей для забеспячэння іх працаздольнасці і трываласці счаплення. Каэфіцыент водаўтрымлівання шпаклёўкі павінен быць не менш за 99%, а каэфіцыент водаўтрымлівання шпаклёўкі для вонкавых сцен павінен быць вышэйшым, чым у шпаклёўкі для ўнутраных сцен.
4. Тыпы водаўтрымліваючых матэрыялаў
Эфір цэлюлозы
1) Эфір метылцэлюлозы (MC)
2) Гідраксіпрапілметылцэлюлозны эфір (ГПМЦ)
3) Эфір гідраксіэтылцэлюлозы (ГЭЦ)
4) Карбаксіметылцэлюлозны эфір (КМЦ)
5) Гідраксіэтылметылцэлюлозны эфір (HEMC)
Эфір крухмалу
1) Мадыфікаваны эфір крухмалу
2) Гуаравы эфір
Мадыфікаваны мінеральны загушчальнік, які ўтрымлівае ваду (мантмарыланіт, бентаніт і г.д.)
Па-пятае, наступнае сканцэнтравана на прадукцыйнасці розных матэрыялаў
1. Эфір цэлюлозы
1.1 Агляд цэлюлознага эфіру
Эфір цэлюлозы — гэта агульны тэрмін для шэрагу прадуктаў, якія ўтвараюцца ў выніку рэакцыі шчолачнай цэлюлозы і этэрыфікацыйнага агента пры пэўных умовах. Розныя эфіры цэлюлозы атрымліваюцца ў выніку замены шчолачнага валакна рознымі этэрыфікацыйнымі агентамі. У залежнасці ад іанізацыйных уласцівасцей іх замяшчальнікаў, эфіры цэлюлозы можна падзяліць на дзве катэгорыі: іённыя, такія як карбаксіметылцэлюлоза (КМЦ), і неіённыя, такія як метылцэлюлоза (МЦ).
У залежнасці ад тыпаў замяшчальнікаў, эфіры цэлюлозы можна падзяліць на монаэфіры, такія як метылцэлюлозны эфір (MC), і змешаныя эфіры, такія як гідраксіэтылкарбаксіметылцэлюлозны эфір (HECMC). У залежнасці ад розных растваральнікаў, у якіх яны раствараюцца, іх можна падзяліць на два тыпы: водарастваральныя і арганічныя растваральнікі.
1.2 Асноўныя разнавіднасці цэлюлозы
Карбаксіметылцэлюлоза (КМЦ), практычная ступень замяшчэння: 0,4-1,4; этэрыфікацыйны агент, монааксівоцатная кіслата; растваральнік, вада;
Карбаксіметылгідраксіэтылцэлюлоза (CMHEC), практычная ступень замяшчэння: 0,7-1,0; этэрыфікацыйны агент, монааксівоцатная кіслата, аксід этылену; растваральнік, вада;
Метылцэлюлоза (МЦ), практычная ступень замяшчэння: 1,5-2,4; агент этэрыфікацыі, хларыд метылу; растваральнік, вада;
Гідраксіэтылцэлюлоза (ГЭЦ), практычная ступень замяшчэння: 1,3-3,0; агент этэрыфікацыі - аксід этылену; растваральнік - вада;
Гідраксіэтылметылцэлюлоза (HEMC), практычная ступень замяшчэння: 1,5-2,0; агент этэрыфікацыі, аксід этылену, хларыд метылу; растваральнік, вада;
Гідраксіпрапілцэлюлоза (ГПЦ), практычная ступень замяшчэння: 2,5-3,5; агент этэрыфікацыі, аксід прапілену; растваральнік, вада;
Гідраксіпрапілметылцэлюлоза (ГПМЦ), практычная ступень замяшчэння: 1,5-2,0; агент этэрыфікацыі, аксід прапілену, хларыд метылу; растваральнік, вада;
Этылцэлюлоза (ЭЦ), практычная ступень замяшчэння: 2,3-2,6; этэрыфікацыйны агент, монахларэтан; растваральнік, арганічны растваральнік;
Этылгідраксіэтылцэлюлоза (EHEC), практычная ступень замяшчэння: 2,4-2,8; этэрыфікацыйны агент, монахларэтан, аксід этылену; растваральнік, арганічны растваральнік;
1.3 Уласцівасці цэлюлозы
1.3.1 Метылавы эфір цэлюлозы (MC)
①Метылцэлюлоза раствараецца ў халоднай вадзе, і яе будзе цяжка раствараць у гарачай вадзе. Яе водны раствор вельмі стабільны ў дыяпазоне pH=3-12. Ён добра сумяшчальны з крухмалам, гуаравай камедзю і г.д., а таксама многімі павярхоўна-актыўнымі рэчывамі. Калі тэмпература дасягае тэмпературы гелеўтварэння, адбываецца гелеўтварэнне.
②Утрыманне вады метылцэлюлозай залежыць ад яе колькасці, глейкасці, дробнасці часціц і хуткасці растварэння. Як правіла, калі колькасць дабаўкі вялікая, дробнасць малая, а глейкасць вялікая, утрыманне вады высокае. Сярод іх колькасць дабаўкі аказвае найбольшы ўплыў на ўтрыманне вады, і самая нізкая глейкасць не прама прапарцыйная ўзроўню ўтрымання вады. Хуткасць растварэння ў асноўным залежыць ад ступені мадыфікацыі паверхні часціц цэлюлозы і дробнасці часціц. Сярод эфіраў цэлюлозы метылцэлюлоза мае больш высокі ўзровень утрымання вады.
③Змена тэмпературы сур'ёзна паўплывае на хуткасць утрымання вады метылцэлюлозай. Як правіла, чым вышэйшая тэмпература, тым горшая ўтрыманне вады. Калі тэмпература раствора перавышае 40°C, утрыманне вады метылцэлюлозай будзе вельмі нізкім, што сур'ёзна паўплывае на канструкцыю раствора.
④ Метылцэлюлоза аказвае значны ўплыў на канструкцыю і адгезію раствора. Пад «адгезіяй» тут разумеецца сіла счаплення паміж інструментам рабочага і асновай сцяны, гэта значыць супраціў раствора зруху. Адгезія высокая, супраціў зруху раствора вялікі, і рабочым патрабуецца большая трываласць падчас выкарыстання, у выніку чаго будаўнічыя характарыстыкі раствора пагаршаюцца. Адгезія метылцэлюлозы ў прадуктах з эфіру цэлюлозы знаходзіцца на ўмераным узроўні.
1.3.2 Гідраксіпрапілметылцэлюлозны эфір (ГПМЦ)
Гідраксіпрапілметылцэлюлоза - гэта прадукт з валакна, вытворчасць і спажыванне якога ў апошнія гады хутка растуць.
Гэта неіённы змешаны эфір цэлюлозы, які вырабляецца з рафінаванай бавоўны пасля падшчолкі з выкарыстаннем аксіду прапілену і метылхларыду ў якасці этэрыфікацыйных агентаў і праз серыю рэакцый. Ступень замяшчэння звычайна складае 1,5-2,0. Яго ўласцівасці адрозніваюцца з-за розных суадносін утрымання метоксільных груп і гідраксіпрапілавых груп. Высокае ўтрыманне метоксільных груп і нізкае ўтрыманне гідраксіпрапілавых груп па сваіх характарыстыках набліжаецца да метылцэлюлозы; нізкае ўтрыманне метоксільных груп і высокае ўтрыманне гідраксіпрапілавых груп па сваіх характарыстыках набліжаецца да гідраксіпрапілцэлюлозы.
①Гідраксіпрапілметылцэлюлоза лёгка раствараецца ў халоднай вадзе, і ёй будзе цяжка растварацца ў гарачай вадзе. Аднак тэмпература яе гелеўтварэння ў гарачай вадзе значна вышэйшая, чым у метылцэлюлозы. Растваральнасць у халоднай вадзе таксама значна лепшая ў параўнанні з метылцэлюлозай.
② Вязкасць гідраксіпрапілметылцэлюлозы залежыць ад яе малекулярнай масы, і чым вышэй малекулярная маса, тым вышэйшая глейкасць. Тэмпература таксама ўплывае на яе глейкасць, пры павышэнні тэмпературы глейкасць памяншаецца. Але на яе глейкасць тэмпература ўплывае менш, чым на метылцэлюлозу. Яе раствор стабільны пры захоўванні пры пакаёвай тэмпературы.
③Утрыманне вады гідраксіпрапілметылцэлюлозай залежыць ад яе колькасці дадання, глейкасці і г.д., і яе хуткасць утрымання вады пры той жа колькасці дадання вышэйшая, чым у метылцэлюлозы.
④Гідраксіпрапілметылцэлюлоза ўстойлівая да кіслот і шчолачаў, а яе водны раствор вельмі стабільны ў дыяпазоне pH=2-12. Каўстычная сода і вапнавая вада мала ўплываюць на яе прадукцыйнасць, але шчолач можа паскорыць яе растварэнне і нязначна павялічыць глейкасць. Гідраксіпрапілметылцэлюлоза ўстойлівая да звычайных соляў, але пры высокай канцэнтрацыі солявога раствора глейкасць раствора гідраксіпрапілметылцэлюлозы мае тэндэнцыю да павелічэння.
⑤Гідраксіпрапілметылцэлюлозу можна змешваць з водарастваральнымі палімерамі для ўтварэння аднастайнага і празрыстага раствора з больш высокай глейкасцю. Такія як полівінілавы спірт, крухмальны эфір, раслінная камедь і г.д.
⑥ Гідраксіпрапілметылцэлюлоза мае лепшую ўстойлівасць да ферментаў, чым метылцэлюлоза, і яе раствор менш схільны да раскладання ферментамі, чым метылцэлюлоза.
Адгезія гідраксіпрапілметылцэлюлозы да будаўнічага раствора вышэйшая, чым у метылцэлюлозы.
1.3.3 Эфір гідраксіэтылцэлюлозы (ГЭЦ)
Ён выраблены з рафінаванай бавоўны, апрацаванай шчолаччу, і рэагуе з аксідам этылену ў якасці этэрыфікацыйнага агента ў прысутнасці ацэтону. Ступень замяшчэння звычайна складае 1,5-2,0. Ён мае моцную гідрафільнасць і лёгка ўбірае вільгаць.
①Гідраксіэтылцэлюлоза раствараецца ў халоднай вадзе, але цяжка раствараецца ў гарачай вадзе. Яе раствор стабільны пры высокай тэмпературы без гелеўтварэння. Яе можна выкарыстоўваць працяглы час пры высокай тэмпературы ў растворы, але яна ўтрымлівае ваду менш, чым метылцэлюлоза.
②Гідраксіэтылцэлюлоза ўстойлівая да ўздзеяння кіслот і шчолачаў. Шчолачы могуць паскорыць яе растварэнне і нязначна павялічыць глейкасць. Яе дысперснасць у вадзе крыху горшая, чым у метылцэлюлозы і гідраксіпрапілметылцэлюлозы.
③Гідраксіэтылцэлюлоза мае добрыя супрацьслізготныя ўласцівасці для раствора, але мае больш працяглы час запаволення зацвярдзення для цэменту.
4. Характарыстыкі гідраксіэтылцэлюлозы, якая вырабляецца некаторымі айчыннымі прадпрыемствамі, відавочна ніжэйшыя за метылцэлюлозу з-за высокага ўтрымання вады і попелу.
1.3.4 Карбаксіметылцэлюлозны эфір (КМЦ) вырабляецца з натуральных валокнаў (бавоўны, канопляў і г.д.) пасля апрацоўкі шчолаччу з выкарыстаннем монахларацэтату натрыю ў якасці этэрыфікацыйнага агента і праходжання серыі рэакцый для атрымання іённага цэлюлознага эфіру. Ступень замяшчэння звычайна складае 0,4-1,4, і яго прадукцыйнасць значна залежыць ад ступені замяшчэння.
①Карбаксіметылцэлюлоза вельмі гіграскапічная і пры захоўванні ў агульных умовах утрымлівае вялікую колькасць вады.
②Водны раствор гідраксіметылцэлюлозы не ўтварае гель, а глейкасць памяншаецца з павышэннем тэмпературы. Калі тэмпература перавышае 50 ℃, глейкасць незваротная.
③ Яго стабільнасць значна залежыць ад pH. Як правіла, яго можна выкарыстоўваць у гіпсавых растворах, але не ў цэментных. Пры высокай шчолачнасці ён губляе глейкасць.
④ Яго водаўтрымліваючая здольнасць значна ніжэйшая, чым у метылцэлюлозы. Ён аказвае запавольнае ўздзеянне на гіпсавы раствор і зніжае яго трываласць. Аднак кошт карбаксіметылцэлюлозы значна ніжэйшы, чым у метылцэлюлозы.
2. Мадыфікаваны эфір крухмалу
Эфіры крухмалу, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў растворах, мадыфікуюцца з натуральных палімераў некаторых поліцукрыдаў. Такія як бульба, кукуруза, маніёк, гуаравыя бабы і г.д., мадыфікуюцца ў розныя мадыфікаваныя эфіры крухмалу. Эфіры крухмалу, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў растворах, - гэта гідраксіпрапілавы эфір крухмалу, гідраксіметылавы эфір крухмалу і г.д.
Як правіла, эфіры крухмалу, мадыфікаваныя з бульбы, кукурузы і маніёкі, маюць значна меншую ўтрыманне вады, чым эфіры цэлюлозы. З-за рознай ступені мадыфікацыі яны дэманструюць розную ўстойлівасць да кіслот і шчолачаў. Некаторыя прадукты падыходзяць для выкарыстання ў растворах на аснове гіпсу, а іншыя нельга выкарыстоўваць у растворах на аснове цэменту. Ужыванне эфіру крухмалу ў растворах у асноўным выкарыстоўваецца ў якасці загушчальніка для паляпшэння ўласцівасцей раствора супраць прарастання, зніжэння адгезіі вільготнага раствора і падаўжэння часу адкрыцця.
Эфіры крухмалу часта выкарыстоўваюцца разам з цэлюлозай, што прыводзіць да ўзаемадапаўняльных уласцівасцей і пераваг гэтых двух прадуктаў. Паколькі прадукты на аснове эфіраў крухмалу значна таннейшыя за эфіры цэлюлозы, ужыванне эфіру крухмалу ў растворах прывядзе да значнага зніжэння кошту растворных рэцэптаў.
3. Эфір гуаравай камедзі
Эфір гуаравай камедзі — гэта від этэрыфікаванага поліцукрыду з асаблівымі ўласцівасцямі, які мадыфікуецца з натуральных гуаравых бабоў. У асноўным у выніку рэакцыі этэрыфікацыі паміж гуаравай камедзю і акрылавымі функцыянальнымі групамі ўтвараецца структура, якая змяшчае 2-гідраксіпрапілавыя функцыянальныя групы, якая з'яўляецца структурай полігалактаманозы.
①У параўнанні з эфірам цэлюлозы, эфір гуаравай камедзі лягчэй раствараецца ў вадзе. pH практычна не ўплывае на характарыстыкі эфіру гуаравай камедзі.
②Пры нізкай глейкасці і нізкай дазоўцы гуаровая камедь можа замяніць эфір цэлюлозы ў роўнай колькасці і мае падобную ўтрыманне вады. Але кансістэнцыя, устойлівасць да пралісання, тыксатропія і г.д. відавочна паляпшаюцца.
③Пры ўмовах высокай глейкасці і вялікай дазоўкі гуаровая камедь не можа замяніць эфір цэлюлозы, і сумеснае выкарыстанне абодвух рэчываў забяспечыць лепшыя вынікі.
④Ужыванне гуаравай смалы ў гіпсавым растворы можа значна знізіць адгезію падчас будаўніцтва і зрабіць канструкцыю больш гладкай. Гэта не аказвае негатыўнага ўплыву на час зацвярдзення і трываласць гіпсавага раствора.
⑤ Пры ўжыванні гуаравай смалы ў цэментны мур і тынкавальны раствор яна можа замяніць эфір цэлюлозы ў роўнай колькасці і надаць раствору лепшую ўстойлівасць да прагінання, тыксатропнасць і гладкасць канструкцыі.
⑥У растворы з высокай глейкасцю і высокім утрыманнем водаўтрымліваючага агента гуаровая камедь і цэлюлозны эфір будуць працаваць разам для дасягнення выдатных вынікаў.
⑦ Гуаровая камедь таксама можа выкарыстоўвацца ў такіх прадуктах, як пліткавы клей, самавыраўноўвальныя матэрыялы для грунтоўкі, воданепранікальная шпаклёўка і палімерны раствор для ўцяплення сцен.
4. Мадыфікаваны загушчальнік, які ўтрымлівае мінеральную ваду
У Кітаі ўжываецца водаўтрымліваючы загушчальнік, выраблены з прыродных мінералаў шляхам мадыфікацыі і змешвання. Асноўнымі мінераламі, якія выкарыстоўваюцца для падрыхтоўкі водаўтрымліваючых загушчальнікаў, з'яўляюцца: сепіяліт, бентаніт, мантмарыланіт, каолін і г.д. Гэтыя мінералы валодаюць пэўнымі водаўтрымліваючымі і загушчаючымі ўласцівасцямі дзякуючы мадыфікацыі, напрыклад, у якасці злучных рэчываў. Гэты від водаўтрымліваючага загушчальніка, які ўжываецца ў раствор, мае наступныя характарыстыкі.
① Гэта можа значна палепшыць характарыстыкі звычайнага раствора і вырашыць праблемы дрэннай працаздольнасці цэментавага раствора, нізкай трываласці змяшанага раствора і нізкай воданепранікальнасці.
② Можна вырабляць растворныя вырабы з рознымі ўзроўнямі трываласці для агульнапрамысловага і грамадзянскага будаўніцтва.
③Кошт матэрыялу нізкі.
④ Утрыманне вады ніжэйшае, чым у арганічных водаўтрымліваючых рэчываў, а значэнне сухой ўсаджвання падрыхтаванага раствора адносна вялікае, а кагезійнасць зніжаецца.
Час публікацыі: 03 сакавіка 2023 г.