1. Необходимостта от задържане на вода
Всички видове основи, които изискват строителен разтвор, имат определена степен на водопоглъщане. След като основният слой абсорбира водата от разтвора, строителните му свойства ще се влошат, а в тежки случаи циментовият материал в разтвора няма да бъде напълно хидратиран, което ще доведе до ниска якост, особено на границата между втвърдения разтвор и основния слой, което ще доведе до напукване и отпадане на разтвора. Ако мазилката има подходящи водозадържащи свойства, тя не само може ефективно да подобри строителните характеристики на разтвора, но и да затрудни абсорбирането на водата от разтвора от основния слой и да осигури достатъчна хидратация на цимента.
2. Проблеми с традиционните методи за задържане на вода
Традиционното решение е основата да се полива, но е невъзможно да се гарантира равномерното ѝ навлажняване. Идеалната цел за хидратация на циментовия разтвор върху основата е продуктът за хидратация на цимента да абсорбира вода заедно с основата, да проникне в нея и да образува ефективна „ключова връзка“ с нея, за да се постигне необходимата здравина на свързване. Директното поливане върху повърхността на основата ще доведе до сериозно разсейване на водопоглъщането на основата поради разликите в температурата, времето за поливане и равномерността на поливането. Основата има по-малко водопоглъщане и ще продължи да абсорбира водата от разтвора. Преди да започне хидратацията на цимента, водата се абсорбира, което влияе върху хидратацията на цимента и проникването на продуктите от хидратацията в матрицата; основата има голямо водопоглъщане и водата от разтвора тече към основата. Скоростта на миграция на средата е бавна и дори между разтвора и матрицата се образува богат на вода слой, което също влияе върху здравината на свързване. Следователно, използването на метода за поливане на обща основа не само няма да реши ефективно проблема с високата водопоглъщаемост на основата на стената, но и ще повлияе на здравината на свързване между хоросана и основата, което ще доведе до вдлъбване и напукване.
3. Изисквания към различните строителни разтвори за задържане на вода
По-долу са предложени целевите стойности за степен на задържане на вода за мазилка, използвана в определен район и в райони с подобни температурни и влажностни условия.
①Високопоглъщаща водопоглъщаща мазилка за основа
Високо водопоглъщащи основи, представени от въздухобетон, включително различни леки преградни плоскости, блокове и др., се характеризират с голяма водопоглъщаемост и дълга трайност. Мазилката, използвана за този вид основен слой, трябва да има степен на задържане на вода не по-малка от 88%.
②Мазилка за основа с ниско водопоглъщане
Основите с ниско водопоглъщане, представени от монолитен бетон, включително полистиролови плоскости за външна изолация на стени и др., имат относително малко водопоглъщане. Мазилката, използвана за такива основи, трябва да има степен на задържане на вода не по-малка от 88%.
③Тънкослойна мазилка
Тънкослойното мазилка се отнася до мазилка с дебелина на слоя между 3 и 8 мм. Този вид мазилка лесно губи влага поради тънкия слой мазилка, което влияе върху обработваемостта и здравината. За разтвора, използван за този вид мазилка, степента на задържане на вода е не по-малка от 99%.
④Дебелослойна мазилка
Дебелослойната мазилка се отнася до мазилка, при която дебелината на един слой мазилка е между 8 мм и 20 мм. Този вид мазилка не губи лесно вода поради дебелия слой мазилка, така че степента на задържане на вода в мазилката не трябва да бъде по-малка от 88%.
⑤Водоустойчива шпакловка
Водоустойчивата шпакловка се използва като ултратънък материал за мазилка, а общата дебелина на слоя е между 1 и 2 мм. Такива материали изискват изключително високи водозадържащи свойства, за да се гарантира тяхната обработваемост и здравина на сцепление. Коефициентът на водозадържане на шпакловките не трябва да бъде по-малък от 99%, а коефициентът на водозадържане на шпакловките за външни стени трябва да е по-висок от този на шпакловките за вътрешни стени.
4. Видове водозадържащи материали
Целулозен етер
1) Метилцелулозен етер (MC)
2) Хидроксипропилметилцелулозен етер (HPMC)
3) Хидроксиетилцелулозен етер (HEC)
4) Карбоксиметилцелулозен етер (CMC)
5) Хидроксиетил метилцелулозен етер (HEMC)
Нишестен етер
1) Модифициран нишестен етер
2) Гуаров етер
Модифициран сгъстител, задържащ минерална вода (монтморилонит, бентонит и др.)
Пето, следващото се фокусира върху производителността на различни материали
1. Целулозен етер
1.1 Общ преглед на целулозния етер
Целулозният етер е общ термин за серия продукти, образувани чрез реакцията на алкална целулоза и етерифициращ агент при определени условия. Различните целулозни етери се получават, защото алкалните влакна се заместват с различни етерифициращи агенти. Според йонизационните свойства на техните заместители, целулозните етери могат да бъдат разделени на две категории: йонни, като карбоксиметилцелулоза (CMC), и нейонни, като метилцелулоза (MC).
Според видовете заместители, целулозните етери могат да бъдат разделени на моноетери, като например метилцелулозен етер (MC), и смесени етери, като например хидроксиетилкарбоксиметилцелулозен етер (HECMC). Според различните разтворители, в които се разтварят, те могат да бъдат разделени на два вида: водоразтворими и разтворими в органични разтворители.
1.2 Основни разновидности на целулозата
Карбоксиметилцелулоза (CMC), практическа степен на заместване: 0,4-1,4; етерификационен агент, монооксиоцетна киселина; разтворител, вода;
Карбоксиметилхидроксиетилцелулоза (CMHEC), практическа степен на заместване: 0,7-1,0; етерификационен агент, монооксиоцетна киселина, етиленов оксид; разтворител, вода;
Метилцелулоза (MC), практическа степен на заместване: 1,5-2,4; етерификационен агент, метилхлорид; разтварящ разтворител, вода;
Хидроксиетилцелулоза (HEC), практическа степен на заместване: 1,3-3,0; етерификационен агент, етиленов оксид; разтварящ разтворител, вода;
Хидроксиетил метилцелулоза (HEMC), практическа степен на заместване: 1,5-2,0; етерификационен агент, етиленов оксид, метилхлорид; разтворител, вода;
Хидроксипропилцелулоза (HPC), практическа степен на заместване: 2,5-3,5; етерификационен агент, пропиленов оксид; разтварящ разтворител, вода;
Хидроксипропилметилцелулоза (HPMC), практическа степен на заместване: 1,5-2,0; етерификационен агент, пропиленов оксид, метилхлорид; разтворител, вода;
Етилцелулоза (EC), практическа степен на заместване: 2.3-2.6; етерификационен агент, монохлороетан; разтварящ разтворител, органичен разтворител;
Етилхидроксиетилцелулоза (EHEC), практическа степен на заместване: 2.4-2.8; етерификационен агент, монохлороетан, етиленов оксид; разтварящ разтворител, органичен разтворител;
1.3 Свойства на целулозата
1.3.1 Метилцелулозен етер (MC)
①Метилцелулозата 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.
②Задържането 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, задържането на вода е високо. При тях добавеното количество има най-голямо влияние върху задържането на вода, а най-ниският вискозитет не е пряко пропорционален на нивото на задържане на вода. Скоростта на разтваряне зависи главно от степента на повърхностна модификация на целулозните частици и фиността на частиците. Сред целулозните етери, метилцелулозата има по-висока скорост на задържане на вода.
③Промяната в температурата ще повлияе 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 хоросана надвиши 40°C, задържането на вода от метилцелулозата ще бъде много лошо, което ще повлияе сериозно на конструкцията на хоросана.
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 и работниците се нуждаят от повече здравина по време на употреба, което води до лоши строителни характеристики на хоросана. Адхезията на метилцелулозата е на умерено ниво при продуктите от целулозни етери.
1.3.2 Хидроксипропил метилцелулозен етер (HPMC)
Хидроксипропилметилцелулозата е влакнест продукт, чието производство и потребление се увеличават бързо през последните години.
Това е нейоногенен целулозен смесен етер, получен от рафиниран памук след алкализиране, използвайки пропиленоксид и метилхлорид като етерификационни агенти, и чрез серия от реакции. Степента на заместване обикновено е 1,5-2,0. Свойствата му се различават поради различните съотношения на съдържанието на метоксили и хидроксипропилли. Високото съдържание на метоксили и ниското съдържание на хидроксипропил, характеристиките са близки до тези на метилцелулозата; ниското съдържание на метоксили и високото съдържание на хидроксипропил, характеристиките са близки до тези на хидроксипропилцелулозата.
①Хидроксипропилметилцелулозата е лесно разтворима в студена вода и трудно се разтваря 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-високо е молекулното тегло, толкова по-висок е вискозитетът. Температурата също влияе върху вискозитета ѝ, като с повишаване на температурата вискозитетът намалява. Но вискозитетът ѝ се влияе по-малко от температурата в сравнение с метилцелулозата. Разтворът ѝ е стабилен, когато се съхранява на стайна температура.
③Задържането 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.
④Хидроксипропилметилцелулозата е устойчива на киселини и основи, а водният ѝ разтвор е много стабилен в диапазона на pH=2-12. Сода каустик и варова вода имат малък ефект върху нейните характеристики, но основите могат да ускорят разтварянето ѝ и леко да повишат 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.
⑤Хидроксипропилметилцелулозата може да се смеси с водоразтворими полимери, за да се образува равномерен и прозрачен разтвор с по-висок вискозитет. Като 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.
Адхезията на хидроксипропилметилцелулозата към строителния разтвор е по-висока от тази на метилцелулозата.
1.3.3 Хидроксиетилцелулозен етер (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.
①Хидроксиетилцелулозата 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.
②Хидроксиетилцелулозата 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.
Хидроксиетилцелулозата има добри противосвлачни свойства за хоросан, но има по-дълго време на забавяне на втвърдяването на цимента.
④Производителността 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.
1.3.4 Карбоксиметилцелулозен етер (CMC) се произвежда от естествени влакна (памук, коноп и др.) след алкална обработка, използвайки натриев монохлороацетат като етерификационен агент, и преминавайки през серия от реакционни обработки за получаване на йонен целулозен етер. Степента на заместване обикновено е 0,4-1,4 и неговата производителност зависи значително от степента на заместване.
①Карбоксиметилцелулозата е силно хигроскопична и ще съдържа голямо количество вода, когато се съхранява при общи условия.
②Водният разтвор на хидроксиметилцелулоза не образува гел и вискозитетът намалява с повишаване на температурата. Когато температурата надвиши 50 ℃, 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.
2. Модифициран нишестен етер
Нишестените етери, обикновено използвани в хоросани, са модифицирани от естествени полимери на някои полизахариди. Такива като картофи, царевица, маниока, гуар и др., се модифицират в различни модифицирани нишестени етери. Нишестените етери, често използвани в хоросани, са хидроксипропил нишестен етер, хидроксиметил нишестен етер и др.
Като цяло, модифицираните нишестени етери от картофи, царевица и маниока имат значително по-ниско задържане на вода от целулозните етери. Поради различната степен на модификация, те показват различна стабилност към киселини и основи. Някои продукти са подходящи за употреба в гипсови разтвори, докато други не 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, което води до допълващи се свойства и предимства на двата продукта. Тъй като нишестените етери 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.
3. Етер на гуарова гума
Етерът на гуаровата гума е вид етерифициран полизахарид със специални свойства, който е модифициран от естествени гуарови зърна. Главно чрез реакцията на етерификация между гуаровата гума и акрилните функционални групи се образува структура, съдържаща 2-хидроксипропилни функционални групи, която е полигалактоманозна структура.
①В сравнение с целулозния етер, етерът на гуаровата гума се разтваря по-лесно във вода. pH на практика няма ефект върху характеристиките на етера на гуаровата гума.
②При условия на нисък вискозитет и ниска дозировка, гуаровата гума може да замести целулозния етер в равно количество и има подобно задържане на вода. Но консистенцията, устойчивостта на сгъстяване, тиксотропията и т.н. очевидно са подобрени.
③При 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.
④Прилагането 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.
⑤ Когато гуаровата гума се нанесе върху циментов зидарен и мазилен разтвор, тя може да замести целулозния етер в равно количество и да придаде на разтвора по-добра устойчивост на провисване, тиксотропия и гладкост на конструкцията.
⑥В хоросана с висок вискозитет и високо съдържание на водозадържащ агент, гуаровата гума и целулозният етер ще работят заедно, за да постигнат отлични резултати.
Гуаровата гума може да се използва и в продукти като лепила за плочки, саморазливни средства за основа, водоустойчива шпакловка и полимерен разтвор за изолация на стени.
4. 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.
③Цената на материала е ниска.
④ Задържането на вода е по-ниско от това на органичните водозадържащи агенти, а стойността на сухото свиване на приготвения разтвор е сравнително голяма и кохезионността е намалена.
Време на публикуване: 03 март 2023 г.