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. 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.
2. Хидроксипропилметилцелулоза (HPMC)
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.
3. Хидроксиетилцелулоза (HEC)
Изработен е от рафиниран памук, обработен с алкални вещества и подложен на реакция 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.
4. Карбоксиметилцелулоза (CMC)
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.
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.
Полипропиленови влакна
Полипропиленовото влакно е изработено от полипропилен като суровина и подходящо количество модификатор. Диаметърът на влакното обикновено е около 40 микрона, якостта на опън е 300~400mpa, модулът на еластичност е ≥3500mpa, а максималното удължение е 15~18%. Неговите експлоатационни характеристики:
(1) Полипропиленовите влакна са равномерно разпределени в триизмерни произволни посоки в разтвора, образувайки мрежова армировъчна система. Ако към всеки тон разтвор се добавят 1 кг полипропиленови влакна, могат да се получат повече от 30 милиона монофиламентни влакна.
(2) Добавянето на полипропиленови влакна към разтвора може ефективно да намали пукнатините от свиване на разтвора в пластично състояние. Независимо дали тези пукнатини са видими или не. И може значително да намали повърхностното кървене и слягането на агрегатите на пресния разтвор.
(3) За втвърденото от хоросана тяло, полипропиленовите влакна могат значително да намалят броя на деформационните пукнатини. Това означава, че когато втвърдяващото се от хоросана тяло създаде напрежение поради деформация, то може да устои и да предава напрежението. Когато втвърдяващото се от хоросана тяло се напука, то може да пасивира концентрацията на напрежение във върха на пукнатината и да ограничи разширяването ѝ.
(4) Ефективното диспергиране на полипропиленовите влакна при производството на строителен разтвор ще се превърне в труден проблем. Смесителното оборудване, видът и дозировката на влакната, съотношението на строителния разтвор и неговите технологични параметри ще станат важни фактори, влияещи върху дисперсията.
въздуховъвличащ агент
Въздуховъвличащият агент е вид повърхностноактивно вещество, което може да образува стабилни въздушни мехурчета в пресен бетон или хоросан чрез физични методи. Включва главно: колофон и неговите термични полимери, нейонни повърхностноактивни вещества, алкилбензен сулфонати, лигносулфонати, карбоксилни киселини и техните соли и др.
Въздуховъвличащите агенти често се използват за приготвяне на мазилки и зидарски разтвори. Поради добавянето на въздуховъвличащ агент, ще се получат някои промени в характеристиките на разтвора.
(1) Благодарение на въвеждането на въздушни мехурчета, лекотата и конструкцията на прясно смесения разтвор могат да се увеличат, а кървенето може да се намали.
(2) Самото използване на въздуховвличащия агент ще намали здравината и еластичността на матрицата в хоросана. Ако въздуховвличащият агент и водоредуциращият агент се използват заедно и съотношението е подходящо, стойността на якостта няма да намалее.
(3) Може значително да подобри устойчивостта на замръзване на втвърдения хоросан, да подобри непропускливостта на хоросана и да подобри устойчивостта на ерозия на втвърдения хоросан.
(4) Въздуховъвличащият агент ще увеличи съдържанието на въздух в разтвора, което ще увеличи свиването му, а стойността на свиване може да бъде намалена по подходящ начин чрез добавяне на редуктор за вода.
Тъй като количеството на добавения въздуховъвличащ агент е много малко, обикновено само няколко десетхилядни от общото количество циментови материали, трябва да се гарантира, че той е точно дозиран и смесен по време на производството на разтвора; фактори като методи на разбъркване и време на разбъркване ще повлияят сериозно на количеството въздуховъвличащ агент. Следователно, при настоящите условия на местно производство и строителство, добавянето на въздуховъвличащи агенти към разтвора изисква много експериментална работа.
агент за ранно укрепване
За подобряване на ранната якост на бетона и хоросана често се използват сулфатни агенти за ранна якост, главно натриев сулфат, натриев тиосулфат, алуминиев сулфат и калиево-алуминиев сулфат.
Обикновено безводният натриев сулфат се използва широко и дозировката му е ниска и ефектът от ранното втвърдяване е добър, но ако дозата е твърде голяма, това ще доведе до разширяване и напукване в по-късен етап, като същевременно ще се получи връщане на алкали, което ще повлияе на външния вид и ефекта на повърхностния декоративен слой.
Калциевият формиат е също добър антифриз. Той има добър ранен якостен ефект, по-малко странични ефекти, добра съвместимост с други добавки и много свойства са по-добри от сулфатните ранни якостни агенти, но цената е по-висока.
антифриз
Ако хоросанът се използва при отрицателна температура и не се вземат мерки против замръзване, ще възникнат повреди от замръзване и здравината на втвърденото тяло ще бъде разрушена. Антифризът предотвратява повреди от замръзване по два начина: предотвратяване на замръзване и подобряване на ранната якост на хоросана.
Сред често използваните антифризи, калциевият нитрит и натриевият нитрит имат най-добри антифризни ефекти. Тъй като калциевият нитрит не съдържа калиеви и натриеви йони, той може да намали появата на алкални агрегати, когато се използва в бетон, но обработваемостта му е малко по-лоша, когато се използва в разтвор, докато натриевият нитрит има по-добра обработваемост. Антифризът се използва в комбинация с агент за ранно укрепване и редуктор на водата, за да се получат задоволителни резултати. Когато сухата смесена смес с антифриз се използва при ултраниски отрицателни температури, температурата на сместа трябва да се повиши съответно, например чрез смесване с топла вода.
Ако количеството антифриз е твърде високо, това ще намали якостта на хоросана в по-късен етап и повърхността на втвърдения хоросан ще има проблеми, като например връщане на алкали, което ще повлияе на външния вид и ефекта на повърхностния декоративен слой.
Време на публикуване: 16 януари 2023 г.