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 a je také jednou z klíčových přísad, které určují cenu maltových materiálů.
1.1 Ether celulózy
Ether celulózy je obecný termín pro řadu produktů vznikajících reakcí alkalické celulózy a etherifikačního činidla za určitých podmínek. Alkalická celulóza se nahrazuje různými etherifikačními činidly za vzniku různých etherů celulózy. Podle ionizačních vlastností substituentů lze ethery celulózy rozdělit do dvou kategorií: iontové (jako je karboxymethylcelulóza) a neiontové (jako je methylcelulóza). Podle typu substituentu lze ether celulózy rozdělit na monoethery (jako je methylcelulóza) a směsné ethery (jako je hydroxypropylmethylcelulóza). Podle rozdílné rozpustnosti lze ether 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) Po rozpuštění éteru celulózy v maltě ve vodě je díky povrchové aktivitě zajištěno efektivní a rovnoměrné rozložení cementového materiálu v systému a éter celulózy jako ochranný koloid „obalí“ pevné částice a na jeho vnějším povrchu se vytvoří vrstva mazacího filmu, což zvyšuje stabilitu maltového systému a také zlepšuje tekutost malty během procesu míchání a hladkost stavby.
(2) Díky své vlastní molekulární struktuře roztok etheru celulózy zabraňuje snadné ztrátě vody v maltě a postupně ji uvolňuje po dlouhou dobu, čímž maltě dodává dobrou retenci vody a zpracovatelnost.
1.1.1 Molekulární vzorec methylcelulózy (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
Po alkalickém zpracování rafinované bavlny se sérií reakcí s chloridem methanu jako etherifikačním 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, v horké vodě se rozpouští jen těžko. Její vodný roztok je velmi stabilní v rozmezí pH 3 až 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.
1.1.2 Molekulární vzorec hydroxypropylmethylcelulózy (HPMC) je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Hydroxypropylmethylcelulóza je druh celulózy, jehož produkce a spotřeba v posledních letech prudce rostou. Jedná se o neiontový směsný ether celulózy vyrobený z rafinované bavlny po alkalizaci za použití propylenoxidu a methylchloridu jako éterifikačního činidla, a to řadou reakcí. Stupeň substituce je obecně 1,2~2,0. Jeho vlastnosti se liší v důsledku různých poměrů obsahu methoxylových skupin a obsahu hydroxypropylových skupin.
(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.
1.1.3 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.
1.1.4 Karboxymethylcelulóza (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Iontový éter celulózy se vyrábí z přírodních vláken (bavlna atd.) po alkalickém ošetření za použití monochloroacetátu sodného jako éterifikačního činidla a následné sérii reakčních zpracování. Stupeň substituce je obecně 0,4~1,4 a jeho výkon je značně ovlivněn stupněm substituce.
(1) Karboxymethylcelulóza je hygroskopičtější a při skladování za běžných podmínek obsahuje více vody.
(2) Vodný roztok karboxymethylcelulózy netvoří gel a viskozita se snižuje se zvyšující se teplotou. Pokud teplota překročí 50 °C, viskozita je nevratná.
(3) Jeho stabilita je silně ovlivněna pH. Obecně jej lze použít v maltách na bázi sádry, ale ne v maltách na bázi cementu. Při vysoké alkalické reakci ztrácí viskozitu.
(4) Jeho zadržování vody je mnohem nižší než u methylcelulózy. Má zpomalovací účinek na maltu na bázi sádry a snižuje její pevnost. Cena karboxymethylcelulózy je však výrazně nižší než cena methylcelulózy.
Čas zveřejnění: 30. března 2023