Els tipus d'additius que s'utilitzen habitualment en la construcció de morters en sec, les seves característiques de rendiment, el mecanisme d'acció i la seva influència en el rendiment dels productes de morter en sec. Es va discutir emfàticament l'efecte de millora dels agents de retenció d'aigua com l'èter de cel·lulosa i l'èter de midó, la pols de làtex redispersable i els materials de fibra sobre el rendiment del morter en sec.
Els additius tenen un paper clau en la millora del rendiment del morter sec per a la construcció, però l'addició de morter sec fa que el cost del material dels productes de morter sec sigui significativament més alt que el del morter tradicional, que representa més del 40% del cost del material del morter sec. Actualment, una part considerable de l'additiu la subministren fabricants estrangers, i la dosi de referència del producte també la proporciona el proveïdor. Com a resultat, el cost dels productes de morter sec continua sent elevat i és difícil popularitzar els morters de maçoneria i guix ordinaris amb grans quantitats i àrees àmplies; els productes del mercat d'alta gamma estan controlats per empreses estrangeres, i els fabricants de morters secs tenen baixos beneficis i una baixa tolerància als preus; Hi ha una manca de recerca sistemàtica i específica sobre l'aplicació de productes farmacèutics, i les fórmules estrangeres es segueixen cegament.
Basant-se en les raons anteriors, aquest article analitza i compara algunes propietats bàsiques dels additius d'ús comú i, sobre aquesta base, estudia el rendiment dels productes de morter barrejats en sec mitjançant additius.
1 agent de retenció d'aigua
L'agent de retenció d'aigua és un additiu clau per millorar el rendiment de retenció d'aigua del morter en sec, i també és un dels additius clau per determinar el cost dels materials de morter en sec.
1. Èter d'hidroxipropilmetilcel·lulosa (HPMC)
La hidroxipropilmetilcel·lulosa és un terme general per a una sèrie de productes formats per la reacció de la cel·lulosa alcalina i un agent eterificant sota certes condicions. La cel·lulosa alcalina es substitueix per diferents agents eterificants per obtenir diferents èters de cel·lulosa. Segons les propietats d'ionització dels substituents, els èters de cel·lulosa es poden dividir en dues categories: iònics (com la carboximetilcel·lulosa) i no iònics (com la metilcel·lulosa). Segons el tipus de substituent, l'èter de cel·lulosa es pot dividir en monoèter (com la metilcel·lulosa) i èter mixt (com la hidroxipropilmetilcel·lulosa). Segons la diferent solubilitat, es pot dividir en soluble en aigua (com la hidroxietilcel·lulosa) i soluble en dissolvents orgànics (com l'etilcel·lulosa), etc. El morter barrejat en sec és principalment cel·lulosa soluble en aigua, i la cel·lulosa soluble en aigua es divideix en tipus instantani i tipus de dissolució retardada tractada superficialment.
El mecanisme d'acció de l'èter de cel·lulosa en el morter és el següent:
(1) La hidroxipropilmetilcel·lulosa és fàcilment soluble en aigua freda i tindrà dificultats per dissoldre's en aigua calenta. Però la seva temperatura de gelificació en aigua calenta és significativament més alta que la de la metilcel·lulosa. La solubilitat en aigua freda també millora molt en comparació amb la metilcel·lulosa.
(2) La viscositat de la hidroxipropilmetilcel·lulosa està relacionada amb el seu pes molecular, i com més gran sigui el pes molecular, més alta serà la viscositat. La temperatura també afecta la seva viscositat, ja que a mesura que augmenta la temperatura, la viscositat disminueix. Tanmateix, la seva alta viscositat té un efecte de temperatura més baix que la metilcel·lulosa. La seva solució és estable quan s'emmagatzema a temperatura ambient.
(3) La retenció d'aigua de la hidroxipropilmetilcel·lulosa depèn de la quantitat d'addició, la viscositat, etc., i la seva taxa de retenció d'aigua amb la mateixa quantitat d'addició és superior a la de la metilcel·lulosa.
(4) La hidroxipropilmetilcel·lulosa és estable a l'àcid i a l'àlcali, i la seva solució aquosa és molt estable en el rang de pH = 2 ~ 12. La sosa càustica i l'aigua de calç tenen poc efecte sobre el seu rendiment, però l'àlcali pot accelerar la seva dissolució i augmentar la seva viscositat. La hidroxipropilmetilcel·lulosa és estable a les sals comunes, però quan la concentració de la solució salina és alta, la viscositat de la solució d'hidroxipropilmetilcel·lulosa tendeix a augmentar.
(5) La hidroxipropilmetilcel·lulosa es pot barrejar amb compostos polimèrics solubles en aigua per formar una solució uniforme i de més viscositat. Com ara alcohol polivinílic, èter de midó, goma vegetal, etc.
(6) La hidroxipropilmetilcel·lulosa té una millor resistència enzimàtica que la metilcel·lulosa i és menys probable que la seva solució sigui degradada pels enzims que la metilcel·lulosa.
(7) L'adhesió de la hidroxipropilmetilcel·lulosa a la construcció de morter és superior a la de la metilcel·lulosa.
2. Metilcel·lulosa (MC)
Després de tractar el cotó refinat amb àlcali, es produeix èter de cel·lulosa mitjançant una sèrie de reaccions amb clorur de metà com a agent d'eterificació. Generalment, el grau de substitució és d'1,6 a 2,0, i la solubilitat també és diferent amb els diferents graus de substitució. Pertany a l'èter de cel·lulosa no iònic.
(1) La metilcel·lulosa és soluble en aigua freda i serà difícil de dissoldre en aigua calenta. La seva solució aquosa és molt estable en el rang de pH = 3 ~ 12. Té bona compatibilitat amb midó, goma guar, etc. i molts tensioactius. Quan la temperatura arriba a la temperatura de gelificació, es produeix la gelificació.
(2) La retenció d'aigua de la metilcel·lulosa depèn de la quantitat d'addició, la viscositat, la finesa de les partícules i la velocitat de dissolució. Generalment, si la quantitat d'addició és gran, la finesa és petita, i la viscositat és gran, la taxa de retenció d'aigua és alta. Entre elles, la quantitat d'addició té el major impacte en la taxa de retenció d'aigua, i el nivell de viscositat no és directament proporcional al nivell de taxa de retenció d'aigua. La velocitat de dissolució depèn principalment del grau de modificació superficial de les partícules de cel·lulosa i la finesa de les partícules. Entre els èters de cel·lulosa anteriors, la metilcel·lulosa i la hidroxipropilmetilcel·lulosa tenen taxes de retenció d'aigua més altes.
(3) Els canvis de temperatura afectaran seriosament la taxa de retenció d'aigua de la metilcel·lulosa. Generalment, com més alta sigui la temperatura, pitjor serà la retenció d'aigua. Si la temperatura del morter supera els 40 °C, la retenció d'aigua de la metilcel·lulosa es reduirà significativament, cosa que afectarà seriosament la construcció del morter.
(4) La metilcel·lulosa té un efecte significatiu en la construcció i l'adhesió del morter. L'"adhesió" aquí es refereix a la força adhesiva que es nota entre l'eina aplicadora del treballador i el substrat de la paret, és a dir, la resistència al cisallament del morter. L'adhesió és alta, la resistència al cisallament del morter és gran i la resistència requerida pels treballadors en el procés d'ús també és gran, i el rendiment de construcció del morter és deficient. L'adhesió de la metilcel·lulosa es troba a un nivell moderat en els productes d'èter de cel·lulosa.
3. Hidroxietilcel·lulosa (HEC)
Està fet de cotó refinat tractat amb àlcali i reaccionat amb òxid d'etilè com a agent d'eterificació en presència d'acetona. El grau de substitució és generalment d'1,5 a 2,0. Té una forta hidrofilicitat i és fàcil d'absorbir la humitat.
(1) La hidroxietilcel·lulosa és soluble en aigua freda, però és difícil de dissoldre en aigua calenta. La seva solució és estable a alta temperatura sense gelificar. Es pot utilitzar durant molt de temps a alta temperatura en morter, però la seva retenció d'aigua és inferior a la de la metilcel·lulosa.
(2) La hidroxietilcel·lulosa és estable als àcids i àlcalis en general. Els àlcalis poden accelerar la seva dissolució i augmentar lleugerament la seva viscositat. La seva dispersibilitat en aigua és lleugerament pitjor que la de la metilcel·lulosa i la hidroxipropilmetilcel·lulosa.
(3) La hidroxietilcel·lulosa té un bon rendiment anti-esbuixament per al morter, però té un temps de retard més llarg per al ciment.
(4) El rendiment de la hidroxietilcel·lulosa produïda per algunes empreses nacionals és òbviament inferior al de la metilcel·lulosa a causa del seu alt contingut d'aigua i el seu alt contingut de cendres.
Èter de midó
Els èters de midó utilitzats en morters es modifiquen a partir de polímers naturals d'alguns polisacàrids. Com ara patates, blat de moro, iuca, mongetes guar, etc.
1. Midó modificat
L'èter de midó modificat a partir de patata, blat de moro, iuca, etc. té una retenció d'aigua significativament menor que l'èter de cel·lulosa. A causa del diferent grau de modificació, l'estabilitat a l'àcid i l'àlcali és diferent. Alguns productes són adequats per al seu ús en morters a base de guix, mentre que d'altres es poden utilitzar en morters a base de ciment. L'aplicació d'èter de midó en el morter s'utilitza principalment com a espessidor per millorar la propietat anti-enfonsament del morter, reduir l'adherència del morter humit i allargar el temps d'obertura.
Els èters de midó sovint s'utilitzen juntament amb la cel·lulosa, de manera que les propietats i els avantatges d'aquests dos productes es complementen. Com que els productes d'èter de midó són molt més econòmics que l'èter de cel·lulosa, l'aplicació d'èter de midó en el morter comportarà una reducció significativa del cost de les formulacions del morter.
2. Èter de goma guar
L'èter de goma guar és un tipus d'èter de midó amb propietats especials, que es modifica a partir de grans de guar naturals. Principalment per la reacció d'eterificació de la goma guar i el grup funcional acrílic, es forma una estructura que conté el grup funcional 2-hidroxipropil, que és una estructura de poligalactomanosa.
(1) En comparació amb l'èter de cel·lulosa, l'èter de goma guar és més soluble en aigua. Les propietats dels èters de guar amb pH essencialment no es veuen afectades.
(2) En condicions de baixa viscositat i baixa dosificació, la goma guar pot substituir l'èter de cel·lulosa en quantitats iguals i té una retenció d'aigua similar. Però la consistència, l'anti-sag, la tixotropia, etc., milloren òbviament.
(3) En condicions d'alta viscositat i dosificació elevada, la goma guar no pot substituir l'èter de cel·lulosa, i l'ús mixt dels dos produirà un millor rendiment.
(4) L'aplicació de goma guar en morter a base de guix pot reduir significativament l'adherència durant la construcció i fer que la construcció sigui més suau. No té cap efecte advers sobre el temps d'enduriment ni la resistència del morter de guix.
3. Espessidor modificat que reté aigua mineral
L'espessador que reté aigua fet de minerals naturals mitjançant modificació i mescla s'ha aplicat a la Xina. Els principals minerals utilitzats per preparar espessidors que retenen aigua són: sepiolita, bentonita, montmorillonita, caolí, etc. Aquests minerals tenen certes propietats de retenció d'aigua i espessiment mitjançant modificació, com ara agents d'acoblament. Aquest tipus d'espessador que retén aigua aplicat al morter té les característiques següents.
(1) Pot millorar significativament el rendiment del morter ordinari i resoldre els problemes de mala operativitat del morter de ciment, baixa resistència del morter barrejat i mala resistència a l'aigua.
(2) Es poden formular productes de morter amb diferents nivells de resistència per a edificis industrials i civils en general.
(3) El cost del material és significativament inferior al de l'èter de cel·lulosa i l'èter de midó.
(4) La retenció d'aigua és inferior a la de l'agent orgànic de retenció d'aigua, el valor de retracció en sec del morter preparat és més gran i la cohesió es redueix.
Pols de cautxú polimèric redispersable
La pols de cautxú redispersable es processa mitjançant l'assecat per polvorització d'una emulsió de polímer especial. En el procés de processament, els col·loides protectors, els agents antiaglomerants, etc. esdevenen additius indispensables. La pols de cautxú seca està formada per unes partícules esfèriques de 80~100 mm reunides. Aquestes partícules són solubles en aigua i formen una dispersió estable lleugerament més gran que les partícules d'emulsió originals. Aquesta dispersió formarà una pel·lícula després de la deshidratació i l'assecat. Aquesta pel·lícula és tan irreversible com la formació general de pel·lícules d'emulsió i no es redispersarà quan es posi en contacte amb l'aigua. Dispersions.
La pols de cautxú redispersable es pot dividir en: copolímer d'estirè-butadiè, copolímer d'etilè d'àcid carbònic terciari, copolímer d'etilè-acetat d'àcid acètic, etc., i en base a això, s'empelten silicona, laurat de vinil, etc. per millorar el rendiment. Diferents mesures de modificació fan que la pols de cautxú redispersable tingui diferents propietats com ara resistència a l'aigua, resistència als àlcalis, resistència a la intempèrie i flexibilitat. Conté laurat de vinil i silicona, cosa que pot fer que la pols de cautxú tingui una bona hidrofobicitat. Carbonat terciari de vinil altament ramificat amb un valor Tg baix i bona flexibilitat.
Quan s'apliquen aquests tipus de pols de cautxú al morter, tots tenen un efecte retardant sobre el temps d'enduriment del ciment, però l'efecte retardant és menor que el de l'aplicació directa d'emulsions similars. En comparació, l'estirè-butadiè té l'efecte retardant més gran i l'etilè-acetat de vinil té el menor. Si la dosi és massa petita, l'efecte de millora del rendiment del morter no és evident.
Data de publicació: 03 d'abril de 2023