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. Водозадържащ агент
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.
1.1 Целулозен етер
Целулозният етер е общ термин за серия продукти, получени чрез 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) След като целулозният етер в разтвора се разтвори във вода, ефективното и равномерно разпределение на циментовия материал в системата се осигурява благодарение на повърхностната активност, а целулозният етер, като защитен колоид, „обгръща“ твърдите частици и върху външната му повърхност се образува слой смазващ филм, което прави системата от разтвори по-стабилна, а също така подобрява течливостта на разтвора по време на процеса на смесване и гладкостта на строителството.
(2) Поради собствената си молекулярна структура, разтворът на целулозния етер прави водата в хоросана трудна за загуба и постепенно я освобождава за дълъг период от време, осигурявайки на хоросана добро задържане на вода и обработваемост.
1.1.1 Молекулна формула на метилцелулоза (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
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.
1.1.2 Молекулната формула на хидроксипропилметилцелулозата (HPMC) е [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Хидроксипропилметилцелулозата е вид целулоза, чието производство и потребление се увеличават бързо през последните години. Тя е нейонна целулозна смесена етерна смес, получена от рафиниран памук след алкализиране, използвайки пропиленоксид и метилхлорид като етерификационен агент, чрез серия от реакции. Степента на заместване обикновено е 1,2~2,0. Свойствата ѝ са различни поради различните съотношения на съдържанието на метоксил и съдържанието на хидроксипропил.
(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.
1.1.3 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.
1.1.4 Карбоксиметилцелулоза (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Йонният целулозен етер се произвежда от естествени влакна (памук и др.) след алкална обработка, като се използва натриев монохлороацетат като етерификационен агент, и се подлага на серия реакционни обработки. Степента на заместване обикновено е 0,4~1,4 и неговата производителност зависи значително от степента на заместване.
(1) Карбоксиметилцелулозата е по-хигроскопична и ще съдържа повече вода, когато се съхранява при общи условия.
(2) Водният разтвор на карбоксиметилцелулоза не образува гел и вискозитетът намалява с повишаване на температурата. Когато температурата надвиши 50°C, вискозитетът е необратим.
(3) Стабилността му се влияе силно от pH. Обикновено може да се използва в гипсови разтвори, но не и в циментови. При силна алкалност губи вискозитет.
(4) Задържането на вода е много по-ниско от това на метилцелулозата. Има забавящ ефект върху гипсовите разтвори и намалява тяхната якост. Цената на карбоксиметилцелулозата обаче е значително по-ниска от тази на метилцелулозата.
Време на публикуване: 30 март 2023 г.