Typy přísad běžně používané ve stavebnictví suchých malt, jejich výkonnostní vlastnosti, mechanismus účinku a jejich vliv na vlastnosti suchých maltových výrobků. Důrazně byl diskutován vliv vodotěsných činidel, jako je éter celulózy a éter škrobu, redispergovatelný latexový prášek a vláknité materiály, na zlepšení vlastností suchých malt.
Přísady hrají klíčovou roli ve zlepšování vlastností stavebních maltových směsí, ale přidání suché malty výrazně zvyšuje náklady na materiál suchých maltových výrobků oproti tradičním maltám, které tvoří více než 40 % nákladů na materiál suchých malt. V současné době je značná část přísad dodávána zahraničními výrobci a dodavatel poskytuje také referenční dávkování produktu. V důsledku toho zůstávají náklady na suché maltové výrobky vysoké a je obtížné popularizovat běžné zdicí a omítací malty ve velkém množství a na širokém území; špičkové produkty na trhu jsou kontrolovány zahraničními společnostmi a výrobci suchých malt mají nízké zisky a nízkou cenovou toleranci; chybí systematický a cílený výzkum v oblasti aplikace léčiv a zahraniční receptury jsou slepě následovány.
Na základě výše uvedených důvodů tento článek analyzuje a porovnává některé základní vlastnosti běžně používaných přísad a na tomto základě studuje vlastnosti suchých maltových výrobků s použitím přísad.
1 prostředek zadržující vodu
Vodotěsná přísada je klíčovou přísadou pro zlepšení vodotěsnosti maltové směsi za sucha a je také jednou z klíčových přísad, které určují cenu maltových materiálů za sucha.
1. Hydroxypropylmethylcelulózový ether (HPMC)
Hydroxypropylmethylcelulóza je obecný termín pro řadu produktů vzniklých reakcí alkalické celulózy a éterifikačního činidla za určitých podmínek. Alkalická celulóza se nahrazuje různými éterifikačními činidly za vzniku různých éterů celulózy. Podle ionizačních vlastností substituentů lze étery celulózy rozdělit do dvou kategorií: iontové (jako je karboxymethylcelulóza) a neiontové (jako je methylcelulóza). Podle typu substituentu lze étery celulózy rozdělit na monoethery (jako je methylcelulóza) a směsné étery (jako je hydroxypropylmethylcelulóza). Podle rozdílné rozpustnosti lze étery celulózy rozdělit na ve vodě rozpustné (jako je hydroxyethylcelulóza) a rozpustné v organických rozpouštědlech (jako je ethylcelulóza) atd. Suché malty jsou převážně z ve vodě rozpustné celulózy a ve vodě rozpustná celulóza se dělí na instantní typ a povrchově upravený typ s prodlouženým rozpouštěním.
Mechanismus účinku éteru celulózy v maltě je následující:
(1) Hydroxypropylmethylcelulóza je snadno rozpustná ve studené vodě, ale v horké vodě se obtížně rozpouští. Její teplota želatinizace v horké vodě je však výrazně vyšší než u methylcelulózy. Rozpustnost ve studené vodě je také výrazně lepší než u methylcelulózy.
(2) Viskozita hydroxypropylmethylcelulózy souvisí s její molekulovou hmotností a čím větší je molekulová hmotnost, tím vyšší je viskozita. Teplota také ovlivňuje její viskozitu, s rostoucí teplotou viskozita klesá. Vysoká viskozita má však menší teplotní vliv než methylcelulóza. Její roztok je stabilní při skladování při pokojové teplotě.
(3) Retence vody hydroxypropylmethylcelulózy závisí na jejím přidaném množství, viskozitě atd. a její míra retence vody při stejném přidaném množství je vyšší než u methylcelulózy.
(4) Hydroxypropylmethylcelulóza je stabilní vůči kyselinám a zásadám a její vodný roztok je velmi stabilní v rozmezí pH 2~12. Louh sodný a vápenná voda mají malý vliv na její vlastnosti, ale zásady mohou urychlit její rozpouštění a zvýšit její viskozitu. Hydroxypropylmethylcelulóza je stabilní vůči běžným solím, ale při vysoké koncentraci solného roztoku má viskozita roztoku hydroxypropylmethylcelulózy tendenci se zvyšovat.
(5) Hydroxypropylmethylcelulóza může být smíchána s ve vodě rozpustnými polymerními sloučeninami za vzniku jednotného roztoku s vyšší viskozitou. Například polyvinylalkohol, ether škrobu, rostlinná guma atd.
(6) Hydroxypropylmethylcelulóza má lepší odolnost vůči enzymům než methylcelulóza a její roztok je méně náchylný k degradaci enzymy než methylcelulóza.
(7) Adheze hydroxypropylmethylcelulózy k maltové konstrukci je vyšší než u methylcelulózy.
2. Methylcelulóza (MC)
Po alkalickém zpracování rafinované bavlny se sérií reakcí s chloridem methanu jako éterifikačním činidlem vyrobí éter celulózy. Stupeň substituce je obecně 1,6 až 2,0 a rozpustnost se také liší v závislosti na stupni substituce. Patří mezi neiontové étery celulózy.
(1) Methylcelulóza je rozpustná ve studené vodě, ale v horké vodě se obtížně rozpouští. Její vodný roztok je velmi stabilní v rozmezí pH 3~12. Má dobrou snášenlivost se škrobem, guarovou gumou atd. a mnoha povrchově aktivními látkami. Když teplota dosáhne teploty gelace, dochází k gelaci.
(2) Retence vody methylcelulózy závisí na jejím přidaném množství, viskozitě, jemnosti částic a rychlosti rozpouštění. Obecně platí, že pokud je přidané množství velké, jemnost malá a viskozita vysoká, je rychlost zadržování vody vysoká. Množství přidané látky má největší vliv na rychlost zadržování vody a úroveň viskozity není přímo úměrná úrovni rychlosti zadržování vody. Rychlost rozpouštění závisí hlavně na stupni povrchové modifikace celulózových částic a jemnosti částic. Z výše uvedených etherů celulózy mají methylcelulóza a hydroxypropylmethylcelulóza vyšší rychlost zadržování vody.
(3) Změny teploty vážně ovlivní rychlost zadržování vody methylcelulózou. Obecně platí, že čím vyšší teplota, tím horší je zadržování vody. Pokud teplota malty překročí 40 °C, zadržování vody methylcelulózou se výrazně sníží, což vážně ovlivní konstrukci malty.
(4) Methylcelulóza má významný vliv na konstrukci a přilnavost malty. „Přilnavost“ se zde vztahuje na adhezní sílu mezi aplikačním nástrojem pracovníka a podkladem stěny, tj. na smykovou odolnost malty. Přilnavost je vysoká, smyková odolnost malty je velká a pevnost potřebná pracovníky v procesu použití je také velká a konstrukční vlastnosti malty jsou nízké. Přilnavost methylcelulózy je u produktů z éteru celulózy na střední úrovni.
3. Hydroxyethylcelulóza (HEC)
Je vyroben z rafinované bavlny ošetřené alkálií a následně zreagován s ethylenoxidem jako éterifikačním činidlem za přítomnosti acetonu. Stupeň substituce je obecně 1,5~2,0. Má silnou hydrofilnost a snadno absorbuje vlhkost.
(1) Hydroxyethylcelulóza je rozpustná ve studené vodě, ale obtížně se rozpouští v horké vodě. Její roztok je stabilní při vysoké teplotě bez želírování. Lze ji dlouhodobě používat v maltě za vysokých teplot, ale její zadržování vody je nižší než u methylcelulózy.
(2) Hydroxyethylcelulóza je stabilní vůči běžným kyselinám a zásadám. Alkálie mohou urychlit její rozpouštění a mírně zvýšit její viskozitu. Její dispergovatelnost ve vodě je o něco horší než u methylcelulózy a hydroxypropylmethylcelulózy.
(3) Hydroxyethylcelulóza má dobrý protiskluzový účinek pro maltu, ale pro cement má delší dobu zpomalení tuhnutí.
(4) Výkon hydroxyethylcelulózy vyráběné některými domácími podniky je zjevně nižší než u methylcelulózy kvůli jejímu vysokému obsahu vody a vysokému obsahu popela.
Škrobový éter
Škrobové étery používané v maltách jsou modifikovány z přírodních polymerů některých polysacharidů, jako jsou brambory, kukuřice, maniok, guarové boby atd.
1. Modifikovaný škrob
Škrobový éter modifikovaný z brambor, kukuřice, manioku atd. má výrazně nižší retenci vody než celulózový éter. Vzhledem k různému stupni modifikace se liší i jeho stabilita vůči kyselinám a zásadám. Některé produkty jsou vhodné pro použití v maltách na bázi sádry, zatímco jiné lze použít v maltách na bázi cementu. Aplikace škrobového éteru v maltách se používá hlavně jako zahušťovadlo pro zlepšení protiskluzových vlastností malty, snížení přilnavosti mokré malty a prodloužení doby zrání.
Škrobové étery se často používají společně s celulózou, takže vlastnosti a výhody těchto dvou produktů se vzájemně doplňují. Vzhledem k tomu, že produkty na bázi škrobových éterů jsou mnohem levnější než éter celulózy, aplikace škrobového éteru v maltách vede k významnému snížení nákladů na maltové směsi.
2. Éter guarové gumy
Ether guarové gumy je druh škrobového etheru se speciálními vlastnostmi, který se získává z přírodních guarových bobů. Převážně etherifikační reakcí guarové gumy a akrylové funkční skupiny vzniká struktura obsahující 2-hydroxypropylovou funkční skupinu, což je polygalaktomanózová struktura.
(1) Ve srovnání s etherem celulózy je ether guarové gumy rozpustnější ve vodě. Vlastnosti guarových etherů v závislosti na pH zůstávají v podstatě nezměněny.
(2) Za podmínek nízké viskozity a nízkého dávkování může guarová guma nahradit éter celulózy ve stejném množství a má podobnou retenci vody. Konzistence, odolnost proti stékání, tixotropie atd. se však evidentně zlepšují.
(3) Za podmínek vysoké viskozity a velkého dávkování nemůže guarová guma nahradit éter celulózy a jejich společné použití povede k lepšímu výkonu.
(4) Použití guarové gumy v maltě na bázi sádry může výrazně snížit přilnavost během stavby a zjemnit konstrukci. Nemá to žádný nepříznivý vliv na dobu tuhnutí a pevnost sádrové malty.
3. Modifikované zahušťovadlo zadržující minerální vodu
V Číně se používá zahušťovadlo zadržující vodu vyrobené z přírodních minerálů modifikací a mícháním. Hlavní minerály používané k přípravě zahušťovadel zadržujících vodu jsou: sepiolit, bentonit, montmorillonit, kaolin atd. Tyto minerály mají určité vlastnosti zadržující vodu a zahušťující vodu, které vznikají modifikací, například pomocí spojovacího činidla. Tento druh zahušťovadla zadržujícího vodu aplikovaného do malty má následující vlastnosti.
(1) Může výrazně zlepšit vlastnosti běžné malty a vyřešit problémy se špatnou zpracovatelností cementové malty, nízkou pevností směsi malty a špatnou odolností vůči vodě.
(2) Pro všeobecné průmyslové a občanské stavby lze vyrábět maltové výrobky s různými stupni pevnosti.
(3) Materiální náklady jsou výrazně nižší než u éteru celulózy a éteru škrobu.
(4) Retence vody je nižší než u organického činidla pro zadržování vody, hodnota smrštění za sucha připravené malty je větší a soudržnost je snížena.
Redispergovatelný polymerní kaučukový prášek
Redispergovatelný kaučukový prášek se zpracovává sušením rozprašováním speciální polymerní emulze. Během procesu zpracování se ochranný koloid, protispékavá činidla atd. stávají nepostradatelnými přísadami. Vysušený kaučukový prášek se skládá z několika kulovitých částic o rozměrech 80~100 mm, které se shromáždí dohromady. Tyto částice jsou rozpustné ve vodě a tvoří stabilní disperzi o něco větší než původní emulzní částice. Tato disperze po dehydrataci a vysušení vytvoří film. Tento film je stejně nevratný jako běžná emulzní vrstva a při kontaktu s vodou se nedisperguje. Disperze.
Redispergovatelný kaučukový prášek lze rozdělit na: kopolymer styren-butadien, kopolymer terciární kyseliny uhličité a ethylenu, kopolymer ethylen-acetát-kyselina octová atd., a na základě toho se pro zlepšení výkonu roubují silikon, vinyllaurát atd. Různá modifikační opatření dávají redispergovatelnému kaučukovému prášku různé vlastnosti, jako je odolnost vůči vodě, zásadám, povětrnostním vlivům a flexibilita. Obsahuje vinyllaurát a silikon, díky čemuž má kaučukový prášek dobrou hydrofobnost. Vysoce rozvětvený vinyl-terciární uhličitan má nízkou hodnotu Tg a dobrou flexibilitu.
Pokud se tyto druhy pryžových prášků aplikují na maltu, všechny mají zpožďovací účinek na dobu tuhnutí cementu, ale tento zpožďovací účinek je menší než u přímé aplikace podobných emulzí. Pro srovnání, styren-butadien má největší zpožďovací účinek a ethylen-vinylacetát má nejmenší zpožďovací účinek. Pokud je dávkování příliš malé, zlepšení vlastností malty není zřejmé.
Čas zveřejnění: 3. dubna 2023