éter 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. Methylcelulóza (MC)
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.
2. Hydroxypropylmethylcelulóza (HPMC)
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.
3. Hydroxyethylcelulóza (HEC)
Je vyroben z rafinované bavlny ošetřené alkálií a následně reakcí 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.
4. Karboxymethylcelulóza (CMC)
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.
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.
Polypropylenová vlákna
Polypropylenová vlákna jsou vyrobena z polypropylenu jako suroviny a příslušného množství modifikátoru. Průměr vlákna je obvykle asi 40 mikronů, pevnost v tahu je 300~400 MPa, modul pružnosti je ≥3500 MPa a maximální prodloužení je 15~18 %. Jejich výkonnostní charakteristiky:
(1) Polypropylenová vlákna jsou v maltě rovnoměrně rozložena v trojrozměrných náhodných směrech a tvoří síťový výztužný systém. Pokud se na každou tunu malty přidá 1 kg polypropylenových vláken, lze získat více než 30 milionů monofilních vláken.
(2) Přidání polypropylenových vláken do malty může účinně snížit trhliny způsobené smršťováním malty v plastickém stavu, ať už jsou tyto trhliny viditelné, nebo ne. A může také výrazně snížit krvácení povrchu a sedání kameniva v čerstvé maltě.
(3) U maltového tělesa vyztuženého maltou může polypropylenová vlákna výrazně snížit počet deformačních trhlin. To znamená, že když maltové těleso vytvoří napětí v důsledku deformace, může odolat napětí a přenášet ho. Když maltové těleso praskne, může pasivovat koncentraci napětí na špičce trhliny a omezit její rozpínání.
(4) Efektivní disperze polypropylenových vláken při výrobě malty se stane obtížným problémem. Míchací zařízení, typ a dávkování vláken, poměr malty a její procesní parametry se stanou důležitými faktory ovlivňujícími disperzi.
provzdušňovací činidlo
Provzdušňovací činidlo je druh povrchově aktivní látky, která dokáže fyzikálními metodami vytvářet stabilní vzduchové bubliny v čerstvém betonu nebo maltě. Patří sem zejména: kalafuna a její termální polymery, neiontové povrchově aktivní látky, alkylbenzensulfonáty, lignosulfonáty, karboxylové kyseliny a jejich soli atd.
Provzdušňovací činidla se často používají k přípravě omítkových a zdicích malt. V důsledku přidání provzdušňovacího činidla dochází k určitým změnám ve vlastnostech malty.
(1) Díky zavádění vzduchových bublin lze zvýšit snadnost a konstrukci čerstvě namíchané malty a snížit její roztékání.
(2) Pouhé použití provzdušňovacího činidla sníží pevnost a pružnost formy v maltě. Pokud se provzdušňovací činidlo a činidlo pro redukci vody použijí společně a ve vhodném poměru, hodnota pevnosti se nesníží.
(3) Může výrazně zlepšit mrazuvzdornost vytvrzené malty, zlepšit nepropustnost malty a zlepšit odolnost vytvrzené malty proti erozi.
(4) Provzdušňovací činidlo zvýší obsah vzduchu v maltě, což zvýší smrštění malty, a hodnotu smrštění lze vhodně snížit přidáním činidla redukčního na vodu.
Vzhledem k tomu, že množství přidaného provzdušňovacího činidla je velmi malé a obvykle představuje jen několik desetitisícin celkového množství cementových materiálů, je nutné zajistit jeho přesné dávkování a míchání během výroby malty; faktory, jako jsou způsoby míchání a doba míchání, budou mít významný vliv na množství provzdušňovacího činidla. Za současných podmínek domácí výroby a výstavby proto přidávání provzdušňovacích činidel do malty vyžaduje mnoho experimentálních prací.
činidlo pro předčasné zpevnění
Pro zlepšení počáteční pevnosti betonu a malty se běžně používají síranové přísady pro zpevnění, zejména síran sodný, thiosíran sodný, síran hlinitý a síran draselno-hlinitý.
Obecně se široce používá bezvodý síran sodný, jeho dávkování je nízké a účinek počáteční pevnosti je dobrý, ale pokud je dávkování příliš velké, způsobí v pozdější fázi rozpínání a praskání a zároveň dojde k návratu alkálií, což ovlivní vzhled a účinek povrchové dekorační vrstvy.
Mravenčan vápenatý je také dobrým nemrznoucím prostředkem. Má dobrý účinek na brzkou pevnost, méně vedlejších účinků, dobrou kompatibilitu s jinými přísadami a v mnoha vlastnostech je lepší než u sulfátových prostředků na brzkou pevnost, ale cena je vyšší.
nemrznoucí směs
Pokud se malta používá při záporných teplotách a nebudou přijata žádná opatření proti zamrznutí, dojde k poškození mrazem a pevnost vytvrzeného materiálu se zničí. Nemrznoucí směs zabraňuje poškození mrazem dvěma způsoby: prevencí zamrznutí a zlepšením počáteční pevnosti malty.
Mezi běžně používanými nemrznoucími přísadami mají nejlepší nemrznoucí účinky dusitan vápenatý a dusitan sodný. Protože dusitan vápenatý neobsahuje ionty draslíku a sodíku, může při použití v betonu snížit výskyt alkalického kameniva, ale jeho zpracovatelnost je mírně horší při použití v maltě, zatímco dusitan sodný má lepší zpracovatelnost. Pro dosažení uspokojivých výsledků se nemrznoucí přísada používá v kombinaci s přísadou pro zrychlení zpevňování a reduktorem vody. Pokud se suchá malta s nemrznoucí přísadou používá při velmi nízkých záporných teplotách, je třeba teplotu směsi přiměřeně zvýšit, například smícháním s teplou vodou.
Pokud je množství nemrznoucí směsi příliš vysoké, sníží se v pozdější fázi pevnost malty a povrch vytvrzené malty bude mít problémy, jako je návrat alkálií, což ovlivní vzhled a účinek povrchové dekorační vrstvy.
Čas zveřejnění: 16. ledna 2023