Видовете добавки, често използвани в строителството на сухи смесени разтвори, техните експлоатационни характеристики, механизъм на действие и влиянието им върху характеристиките на сухите смесени разтвори. Подобреният ефект на водозадържащи агенти като целулозен етер и нишестен етер, редиспергируем латексов прах и влакнести материали върху характеристиките на сухите смесени разтвори беше обсъден специално.
Добавките играят ключова роля за подобряване на характеристиките на строителните разтвори със суха смес, но добавянето на суха смес прави материалните разходи за продуктите от суха смес, значително по-високи от тези на традиционните разтвори, които представляват повече от 40% от материалните разходи за суха смес. В момента значителна част от добавките се доставят от чуждестранни производители, а референтната доза на продукта също се осигурява от доставчика. В резултат на това цената на продуктите от суха смес остава висока и е трудно да се популяризират обикновените зидарски и мазилкови разтвори с големи количества и широки площи; продуктите от висок клас на пазара се контролират от чуждестранни компании, а производителите на сухи смесени разтвори имат ниски печалби и лоша ценова толерантност; липсват систематични и целенасочени изследвания върху приложението на фармацевтични продукти и чуждестранните формули се следват сляпо.
Въз основа на горепосочените причини, тази статия анализира и сравнява някои основни свойства на често използвани добавки и на тази основа изследва характеристиките на сухи смесени строителни разтвори с помощта на добавки.
1 средство за задържане на вода
Водозадържащият агент е ключова добавка за подобряване на водозадържащите свойства на сухо смесения разтвор и е една от ключовите добавки, определящи цената на сухо смесените разтвори.
1. Хидроксипропил метилцелулозен етер (HPMC)
Хидроксипропилметилцелулозата е общ термин за серия продукти, образувани от реакцията на алкална целулоза и етерифициращ агент при определени условия. Алкалната целулоза се замества с различни етерифициращи агенти, за да се получат различни целулозни етери. Според йонизационните свойства на заместителите, целулозните етери могат да бъдат разделени на две категории: йонни (като карбоксиметилцелулоза) и нейонни (като метилцелулоза). Според вида на заместителя, целулозният етер може да бъде разделен на моноетер (като метилцелулоза) и смесен етер (като хидроксипропилметилцелулоза). Според различната разтворимост, той може да бъде разделен на водоразтворим (като хидроксиетилцелулоза) и разтворим в органични разтворители (като етилцелулоза) и др. Сухите смеси за строителна смес са предимно от водоразтворима целулоза, а водоразтворимата целулоза се разделя на инстантен тип и повърхностно обработен тип с забавено разтваряне.
Механизмът на действие на целулозния етер в хоросана е следният:
(1) Хидроксипропилметилцелулозата е лесно разтворима в студена вода и ще срещне трудности при разтваряне в гореща вода. Но температурата ѝ на желиране в гореща вода е значително по-висока от тази на метилцелулозата. Разтворимостта ѝ в студена вода също е значително подобрена в сравнение с метилцелулозата.
(2) Вискозитетът на хидроксипропилметилцелулозата е свързан с нейното молекулно тегло и колкото по-голямо е молекулното тегло, толкова по-висок е вискозитетът. Температурата също влияе върху вискозитета ѝ, като с повишаване на температурата вискозитетът намалява. Високият вискозитет обаче има по-нисък температурен ефект от метилцелулозата. Разтворът ѝ е стабилен, когато се съхранява на стайна температура.
(3) Задържането на вода от хидроксипропилметилцелулозата зависи от добавеното количество, вискозитета и др., а степента на задържане на вода при същото добавено количество е по-висока от тази на метилцелулозата.
(4) Хидроксипропилметилцелулозата е устойчива на киселини и основи, а водният ѝ разтвор е много стабилен в диапазона от pH=2~12. Сода каустик и варова вода имат малък ефект върху нейните характеристики, но основите могат да ускорят разтварянето ѝ и да увеличат вискозитета ѝ. Хидроксипропилметилцелулозата е устойчива на обикновени соли, но когато концентрацията на солен разтвор е висока, вискозитетът на разтвора на хидроксипропилметилцелулозата има тенденция да се увеличава.
(5) Хидроксипропилметилцелулозата може да се смеси с водоразтворими полимерни съединения, за да се образува равномерен разтвор с по-вискозен характер. Такива са поливинилов алкохол, нишестен етер, растителна гума и др.
(6) Хидроксипропилметилцелулозата има по-добра ензимна устойчивост от метилцелулозата и нейният разтвор е по-малко вероятно да се разгради от ензими, отколкото метилцелулозата.
(7) Адхезията на хидроксипропилметилцелулозата към строителния разтвор е по-висока от тази на метилцелулозата.
2. Метилцелулоза (MC)
След като рафинираният памук се обработи с алкали, чрез серия от реакции с метанхлорид като етерификационен агент се получава целулозен етер. Обикновено степента на заместване е 1,6~2,0, а разтворимостта също е различна в зависимост от степента на заместване. Той принадлежи към нейоногенните целулозни етери.
(1) Метилцелулозата е разтворима в студена вода и трудно се разтваря в гореща вода. Водният ѝ разтвор е много стабилен в диапазона на pH=3~12. Има добра съвместимост с нишесте, гуарова гума и др., както и с много повърхностноактивни вещества. Когато температурата достигне температурата на желиране, настъпва желиране.
(2) Задържането на вода от метилцелулозата зависи от добавеното количество, вискозитета, фиността на частиците и скоростта на разтваряне. Обикновено, ако добавеното количество е голямо, фиността е малка, а вискозитетът е голям, скоростта на задържане на вода е висока. При тях добавеното количество има най-голямо влияние върху скоростта на задържане на вода, а нивото на вискозитет не е пряко пропорционално на нивото на скоростта на задържане на вода. Скоростта на разтваряне зависи главно от степента на повърхностна модификация на целулозните частици и фиността на частиците. Сред горните целулозни етери, метилцелулозата и хидроксипропилметилцелулозата имат по-висока степен на задържане на вода.
(3) Промените в температурата ще повлияят сериозно на скоростта на задържане на вода от метилцелулозата. Обикновено, колкото по-висока е температурата, толкова по-лошо е задържането на вода. Ако температурата на разтвора надвиши 40°C, задържането на вода от метилцелулозата ще бъде значително намалено, което ще повлияе сериозно на конструкцията на разтвора.
(4) Метилцелулозата има значително влияние върху конструкцията и адхезията на хоросана. „Адхезия“ тук се отнася до силата на сцепление, усещана между инструмента за нанасяне на работника и основата на стената, т.е. съпротивлението на срязване на хоросана. Адхезията е висока, съпротивлението на срязване на хоросана е голямо, както и якостта, необходима на работниците в процеса на употреба, също е голяма, а строителните характеристики на хоросана са ниски. Адхезията на метилцелулозата е на умерено ниво при продуктите от целулозни етери.
3. Хидроксиетилцелулоза (HEC)
Изработен е от рафиниран памук, обработен с алкални вещества, и реагира с етиленов оксид като етерификационен агент в присъствието на ацетон. Степента на заместване обикновено е 1,5~2,0. Има силна хидрофилност и лесно абсорбира влага.
(1) Хидроксиетилцелулозата е разтворима в студена вода, но е трудно да се разтвори в гореща вода. Разтворът ѝ е стабилен при висока температура без желиране. Може да се използва дълго време при висока температура в хаван, но задържането на вода е по-ниско от това на метилцелулозата.
(2) Хидроксиетилцелулозата е устойчива на общи киселини и основи. Алкалите могат да ускорят разтварянето ѝ и леко да повишат вискозитета ѝ. Диспергируемостта ѝ във вода е малко по-лоша от тази на метилцелулозата и хидроксипропилметилцелулозата.
(3) Хидроксиетилцелулозата има добри противосвлачни свойства за хоросан, но има по-дълго време на забавяне на втвърдяването на цимента.
(4) Производителността на хидроксиетилцелулозата, произведена от някои местни предприятия, е очевидно по-ниска от тази на метилцелулозата поради високото ѝ съдържание на вода и високото съдържание на пепел.
Нишестен етер
Нишестените етери, използвани в хоросани, са модифицирани от естествени полимери на някои полизахариди. Като картофи, царевица, касава, гуарови зърна и т.н.
1. Модифицирано нишесте
Модифицираният нишестен етер от картофи, царевица, касава и др. има значително по-ниско задържане на вода от целулозния етер. Поради различната степен на модификация, стабилността му към киселини и основи е различна. Някои продукти са подходящи за употреба в гипсови разтвори, докато други могат да се използват в циментови разтвори. Приложението на нишестен етер в разтвора се използва главно като сгъстител за подобряване на свойствата срещу свличане на разтвора, намаляване на адхезията на мокрия разтвор и удължаване на времето за отваряне.
Нишестените етери често се използват заедно с целулоза, така че свойствата и предимствата на тези два продукта се допълват взаимно. Тъй като продуктите от нишестен етер са много по-евтини от целулозния етер, прилагането на нишестен етер в строителни разтвори ще доведе до значително намаляване на цената на съставите за строителни разтвори.
2. Етер на гуарова гума
Етерът на гуаровата гума е вид нишестен етер със специални свойства, който е модифициран от естествени гуарови зърна. Главно чрез реакцията на етерификация на гуаровата гума и акрилната функционална група се образува структура, съдържаща 2-хидроксипропил функционална група, която е полигалактоманозна структура.
(1) В сравнение с целулозния етер, етерът на гуаровата гума е по-разтворим във вода. Свойствата на гуаровите етери при различно pH по същество не се променят.
(2) При условия на нисък вискозитет и ниска дозировка, гумата гуар може да замести целулозния етер в равно количество и има подобно задържане на вода. Но консистенцията, устойчивостта на свличане, тиксотропията и т.н. очевидно са подобрени.
(3) При условия на висок вискозитет и голяма доза, гуаровата гума не може да замести целулозния етер и смесената употреба на двете ще доведе до по-добри резултати.
(4) Прилагането на гуарова гума в гипсов разтвор може значително да намали адхезията по време на строителството и да направи конструкцията по-гладка. Това не оказва неблагоприятно влияние върху времето за втвърдяване и якостта на гипсовия разтвор.
3. Модифициран сгъстител, задържащ минерална вода
В Китай се прилага водозадържащ сгъстител, направен от естествени минерали чрез модифициране и смесване. Основните минерали, използвани за приготвяне на водозадържащи сгъстители, са: сепиолит, бентонит, монтморилонит, каолин и др. Тези минерали притежават определени водозадържащи и сгъстяващи свойства чрез модифициране, например чрез свързващи агенти. Този вид водозадържащ сгъстител, приложен към хоросан, има следните характеристики.
(1) Може значително да подобри характеристиките на обикновения хоросан и да реши проблемите с лошата експлоатационна годност на циментовия разтвор, ниската якост на смесения хоросан и лошата водоустойчивост.
(2) Могат да се формулират разтвори с различни нива на якост за общи промишлени и граждански сгради.
(3) Цената на материала е значително по-ниска от тази на целулозния етер и нишестения етер.
(4) Задържането на вода е по-ниско от това на органичния агент за задържане на вода, стойността на сухо свиване на приготвения разтвор е по-голяма и кохезионността е намалена.
Редиспергиращ се полимерен каучуков прах
Редиспергиращият се каучуков прах се обработва чрез спрей сушене на специална полимерна емулсия. В процеса на обработка, защитен колоид, антислепващ агент и др. стават незаменими добавки. Изсушеният каучуков прах представлява сферични частици с размер 80~100 мм, събрани заедно. Тези частици са разтворими във вода и образуват стабилна дисперсия, малко по-голяма от оригиналните емулсионни частици. Тази дисперсия ще образува филм след дехидратация и изсушаване. Този филм е също толкова необратим, колкото и обикновеното образуване на емулсионен филм, и няма да се редиспергира при контакт с вода. Дисперсии.
Редиспергиращият се каучуков прах може да бъде разделен на: стирен-бутадиенов съполимер, третичен въглеродно-етиленов съполимер, етилен-ацетатно-оцетно-киселински съполимер и др., и на базата на това се добавят силикон, винил лаурат и др., за да се подобрят характеристиките. Различните модификационни мерки правят редиспергиращия се каучуков прах да има различни свойства, като водоустойчивост, устойчивост на алкали, устойчивост на атмосферни влияния и гъвкавост. Съдържа винил лаурат и силикон, което може да придаде на каучуковия прах добра хидрофобност. Силно разклоненият винил третичен карбонат има ниска Tg стойност и добра гъвкавост.
Когато тези видове каучукови прахове се нанасят върху хоросан, всички те имат забавящ ефект върху времето за втвърдяване на цимента, но забавящият ефект е по-малък от този при директно нанасяне на подобни емулсии. За сравнение, стирен-бутадиенът има най-голям забавящ ефект, а етилен-винилацетатът има най-малък забавящ ефект. Ако дозата е твърде малка, ефектът от подобряване на характеристиките на хоросана не е очевиден.
Време на публикуване: 03 април 2023 г.