1. Nødvendigheden af vandretention
Alle typer underlag, der kræver mørtel til byggeri, har en vis grad af vandabsorption. Når basislaget absorberer vandet i mørtlen, forringes mørtelens konstruktionsevne, og i alvorlige tilfælde vil det cementholdige materiale i mørtlen ikke blive fuldt hydreret, hvilket resulterer i lav styrke, især grænsefladestyrken mellem den hærdede mørtel og basislaget, hvilket får mørtelen til at revne og falde af. Hvis pudsemørtelen har en passende vandtilbageholdelsesevne, kan den ikke kun effektivt forbedre mørtelens konstruktionsevne, men også gøre det vanskeligt for basislaget at absorbere vandet i mørtlen og sikre tilstrækkelig hydrering af cementen.
2. Problemer med traditionelle vandretentionsmetoder
Den traditionelle løsning er at vande basen, men det er umuligt at sikre, at basen er jævnt fugtet. Det ideelle mål for hydratisering af cementmørtel på basen er, at cementhydratiseringsproduktet absorberer vand sammen med basen, trænger ind i basen og danner en effektiv "nøgleforbindelse" med basen for at opnå den nødvendige bindingsstyrke. Vanding direkte på basens overflade vil forårsage alvorlig spredning i basens vandabsorption på grund af forskelle i temperatur, vandingstid og vandingensartethed. Basen har mindre vandabsorption og vil fortsætte med at absorbere vandet i mørtlen. Før cementhydratiseringen fortsætter, absorberes vandet, hvilket påvirker cementhydratiseringen og hydratiseringsprodukternes indtrængen i matrixen; basen har en stor vandabsorption, og vandet i mørtlen strømmer til basen. Den mellemstore migrationshastighed er langsom, og der dannes endda et vandrigt lag mellem mørtlen og matrixen, hvilket også påvirker bindingsstyrken. Derfor vil brugen af den almindelige grundvandingsmetode ikke blot ikke effektivt løse problemet med høj vandabsorption i vægfundamentet, men vil også påvirke bindingsstyrken mellem mørtlen og fundamentet, hvilket resulterer i udhuling og revner.
3. Krav til forskellige mørtler med hensyn til vandtilbageholdelse
Målene for vandtilbageholdelsesgraden for pudsmørtelprodukter, der anvendes i et bestemt område og i områder med lignende temperatur- og fugtighedsforhold, foreslås nedenfor.
①Høj vandabsorberende underlagspudsmørtel
Underlag med høj vandabsorption repræsenteret af luftbåren beton, herunder forskellige lette skillevægge, blokke osv., har stor vandabsorption og lang holdbarhed. Den pudsmørtel, der anvendes til denne type basislag, skal have en vandtilbageholdelsesgrad på mindst 88%.
② Lav vandabsorptionsunderlag til pudsmørtel
Lavt vandabsorberende underlag repræsenteret af støbt beton, herunder polystyrenplader til udvendig vægisolering osv., har relativt lille vandabsorption. Den anvendte pudsmørtel til sådanne underlag bør have en vandtilbageholdelsesgrad på mindst 88%.
③Tyndt lag pudsemørtel
Tyndtlagspudsning refererer til pudskonstruktioner med en pudslagtykkelse på mellem 3 og 8 mm. Denne type pudskonstruktion mister let fugt på grund af det tynde pudslag, hvilket påvirker bearbejdeligheden og styrken. For den mørtel, der anvendes til denne type pudsning, er dens vandtilbageholdelsesgrad ikke mindre end 99%.
④Tykt lag pudsemørtel
Tykt lag pudsning refererer til pudskonstruktioner, hvor tykkelsen af et pudsningslag er mellem 8 mm og 20 mm. Denne type pudskonstruktion mister ikke let vand på grund af det tykke pudsningslag, så pudsmørtelens vandtilbageholdelsesgrad bør ikke være mindre end 88 %.
⑤Vandafvisende kit
Vandafvisende spartelmasse anvendes som et ultratyndt pudsmateriale, og den generelle konstruktionstykkelse er mellem 1 og 2 mm. Sådanne materialer kræver ekstremt høje vandtilbageholdelsesegenskaber for at sikre deres bearbejdelighed og bindingsstyrke. For spartelmassematerialer bør deres vandtilbageholdelsesgrad ikke være mindre end 99%, og vandtilbageholdelsesgraden for spartelmasse til udvendige vægge bør være større end for spartelmasse til indvendige vægge.
4. Typer af vandholdende materialer
Celluloseether
1) Methylcelluloseether (MC)
2) Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC)
3) Hydroxyethylcelluloseether (HEC)
4) Carboxymethylcelluloseether (CMC)
5) Hydroxyethylmethylcelluloseether (HEMC)
Stivelsesether
1) Modificeret stivelsesether
2) Guarether
Modificeret mineralvandholdigt fortykningsmiddel (montmorillonit, bentonit osv.)
For det femte fokuserer det følgende på ydeevnen af forskellige materialer
1. Celluloseether
1.1 Oversigt over celluloseether
Celluloseether er en generel betegnelse for en række produkter dannet ved reaktion mellem alkalicellulose og etherificeringsmiddel under visse betingelser. Forskellige celluloseethere opnås, fordi alkalifibre erstattes af forskellige etherificeringsmidler. I henhold til ioniseringsegenskaberne af deres substituenter kan celluloseethere opdeles i to kategorier: ioniske, såsom carboxymethylcellulose (CMC), og ikke-ioniske, såsom methylcellulose (MC).
Celluloseethere kan opdeles i monoethere, såsom methylcelluloseether (MC), og blandede ethere, såsom hydroxyethylcarboxymethylcelluloseether (HECMC). Afhængigt af de forskellige opløsningsmidler, de opløses i, kan de opdeles i to typer: vandopløselige og organiske opløsningsmiddelopløselige.
1.2 Vigtigste cellulosesorter
Carboxymethylcellulose (CMC), praktisk substitutionsgrad: 0,4-1,4; etherificeringsmiddel, monooxyeddikesyre; opløsningsmiddel, vand;
Carboxymethylhydroxyethylcellulose (CMHEC), praktisk substitutionsgrad: 0,7-1,0; etherificeringsmiddel, monooxyeddikesyre, ethylenoxid; opløsningsmiddel, vand;
Methylcellulose (MC), praktisk substitutionsgrad: 1,5-2,4; etherificeringsmiddel, methylchlorid; opløsningsmiddel, vand;
Hydroxyethylcellulose (HEC), praktisk substitutionsgrad: 1,3-3,0; etherificeringsmiddel, ethylenoxid; opløsningsmiddel, vand;
Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), praktisk substitutionsgrad: 1,5-2,0; etherificeringsmiddel, ethylenoxid, methylchlorid; opløsningsmiddel, vand;
Hydroxypropylcellulose (HPC), praktisk substitutionsgrad: 2,5-3,5; etherificeringsmiddel, propylenoxid; opløsningsmiddel, vand;
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), praktisk substitutionsgrad: 1,5-2,0; etherificeringsmiddel, propylenoxid, methylchlorid; opløsningsmiddel, vand;
Ethylcellulose (EC), praktisk substitutionsgrad: 2,3-2,6; etherificeringsmiddel, monochlorethan; opløsningsmiddel, organisk opløsningsmiddel;
Ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), praktisk substitutionsgrad: 2,4-2,8; etherificeringsmiddel, monochlorethan, ethylenoxid; opløsningsmiddel, organisk opløsningsmiddel;
1.3 Celluloses egenskaber
1.3.1 Methylcelluloseether (MC)
①Methylcellulose er opløselig i koldt vand, og det vil være vanskeligt at opløse i varmt vand. Dens vandige opløsning er meget stabil i området pH=3-12. Den har god kompatibilitet med stivelse, guargummi osv. og mange overfladeaktive stoffer. Når temperaturen når geleringstemperaturen, forekommer gelering.
②Methylcelluloses vandtilbageholdelse afhænger af dens tilsatte mængde, viskositet, partikelfinhed og opløsningshastighed. Generelt, hvis den tilsatte mængde er stor, er finheden lille, og viskositeten er stor, er vandtilbageholdelsen høj. Blandt disse har mængden af tilsætning den største indflydelse på vandtilbageholdelsen, og den laveste viskositet er ikke direkte proportional med niveauet af vandtilbageholdelse. Opløsningshastigheden afhænger hovedsageligt af graden af overflademodifikation af cellulosepartiklerne og partikelfinheden. Blandt celluloseethere har methylcellulose en højere vandtilbageholdelseshastighed.
③Temperaturændringen vil have alvorlig indflydelse på methylcelluloses vandtilbageholdelsesgrad. Generelt gælder det, at jo højere temperaturen er, desto dårligere er vandtilbageholdelsen. Hvis mørteltemperaturen overstiger 40°C, vil methylcelluloses vandtilbageholdelse være meget dårlig, hvilket vil have alvorlig indflydelse på mørtelens konstruktion.
④ Methylcellulose har en betydelig indflydelse på mørtelens konstruktion og vedhæftning. "Vedhæftning" refererer her til den klæbende kraft, der mærkes mellem arbejderens påføringsværktøj og vægunderlaget, det vil sige mørtelens forskydningsmodstand. Klæbeevnen er høj, mørtelens forskydningsmodstand er stor, og arbejderne har brug for mere styrke under brug, og mørtelens konstruktionsegenskaber bliver dårlige. Methylcellulosevedhæftningen er på et moderat niveau i celluloseetherprodukter.
1.3.2 Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC)
Hydroxypropylmethylcellulose er et fiberprodukt, hvis produktion og forbrug er steget hurtigt i de senere år.
Det er en ikke-ionisk celluloseether fremstillet af raffineret bomuld efter alkalisering ved brug af propylenoxid og methylchlorid som etherificeringsmidler og gennem en række reaktioner. Substitutionsgraden er generelt 1,5-2,0. Dens egenskaber er forskellige på grund af de forskellige forhold mellem methoxylindhold og hydroxypropylindhold. Højt methoxylindhold og lavt hydroxypropylindhold, ydeevnen er tæt på methylcellulose; lavt methoxylindhold og højt hydroxypropylindhold, ydeevnen er tæt på hydroxypropylcellulose.
①Hydroxypropylmethylcellulose er let opløselig i koldt vand, og det vil være vanskeligt at opløse i varmt vand. Men dets geleringstemperatur i varmt vand er betydeligt højere end methylcellulose. Opløseligheden i koldt vand er også betydeligt forbedret sammenlignet med methylcellulose.
② Viskositeten af hydroxypropylmethylcellulose er relateret til dens molekylvægt, og jo højere molekylvægten er, desto højere er viskositeten. Temperaturen påvirker også dens viskositet, da viskositeten falder, når temperaturen stiger. Men dens viskositet påvirkes mindre af temperaturen end methylcellulose. Dens opløsning er stabil, når den opbevares ved stuetemperatur.
③ Vandretentionen af hydroxypropylmethylcellulose afhænger af dens tilsætningsmængde, viskositet osv., og dens vandretentionshastighed under den samme tilsætningsmængde er højere end for methylcellulose.
④Hydroxypropylmethylcellulose er stabil over for syre og base, og dens vandige opløsning er meget stabil i området pH=2-12. Kaustisk soda og kalkvand har ringe effekt på dens ydeevne, men base kan fremskynde dens opløsning og øge dens viskositet en smule. Hydroxypropylmethylcellulose er stabil over for almindelige salte, men når koncentrationen af saltopløsningen er høj, har viskositeten af hydroxypropylmethylcelluloseopløsningen en tendens til at stige.
⑤Hydroxypropylmethylcellulose kan blandes med vandopløselige polymerer for at danne en ensartet og transparent opløsning med højere viskositet. Såsom polyvinylalkohol, stivelsesether, vegetabilsk gummi osv.
⑥ Hydroxypropylmethylcellulose har bedre enzymresistens end methylcellulose, og dens opløsning er mindre tilbøjelig til at blive nedbrudt af enzymer end methylcellulose.
⑦ Vedhæftningen af hydroxypropylmethylcellulose til mørtelkonstruktioner er højere end for methylcellulose.
1.3.3 Hydroxyethylcelluloseether (HEC)
Den er lavet af raffineret bomuld behandlet med alkali og reageret med ethylenoxid som etherificeringsmiddel i nærvær af acetone. Substitutionsgraden er generelt 1,5-2,0. Den har stærk hydrofilicitet og absorberer let fugt.
①Hydroxyethylcellulose er opløselig i koldt vand, men den er vanskelig at opløse i varmt vand. Dens opløsning er stabil ved høj temperatur uden at danne gel. Den kan bruges i lang tid under høj temperatur i mørtel, men dens vandretention er lavere end methylcelluloses.
②Hydroxyethylcellulose er stabil over for generelle syrer og baser. Alkali kan fremskynde dens opløsning og øge dens viskositet en smule. Dens dispergerbarhed i vand er en smule dårligere end methylcellulose og hydroxypropylmethylcellulose.
③Hydroxyethylcellulose har god anti-sig-egenskaber for mørtel, men den har en længere retarderingstid for cement.
④Hydroxyethylcellulose produceret af nogle indenlandske virksomheder har en tydelig lavere ydeevne end methylcellulose på grund af dens høje vandindhold og askeindhold.
1.3.4 Carboxymethylcelluloseether (CMC) er fremstillet af naturlige fibre (bomuld, hamp osv.) efter alkalibehandling, hvor natriummonochloracetat anvendes som etherificeringsmiddel, og derefter gennemgår en række reaktionsbehandlinger for at fremstille ionisk celluloseether. Substitutionsgraden er generelt 0,4-1,4, og dens ydeevne påvirkes i høj grad af substitutionsgraden.
①Carboxymethylcellulose er meget hygroskopisk og indeholder en stor mængde vand, når den opbevares under generelle forhold.
② Vandig opløsning af hydroxymethylcellulose danner ikke gel, og viskositeten falder med stigende temperatur. Når temperaturen overstiger 50 ℃, er viskositeten irreversibel.
③ Dens stabilitet påvirkes i høj grad af pH-værdien. Generelt kan den bruges i gipsbaseret mørtel, men ikke i cementbaseret mørtel. Når den er meget alkalisk, mister den viskositet.
④ Dens vandretention er langt lavere end methylcelluloses. Den har en hæmmende effekt på gipsbaseret mørtel og reducerer dens styrke. Prisen på carboxymethylcellulose er dog betydeligt lavere end prisen på methylcellulose.
2. Modificeret stivelsesether
Stivelsesethere, der generelt anvendes i mørtel, er modificeret fra naturlige polymerer af visse polysaccharider. Såsom kartoffel-, majs-, kassava-, guarbønner osv. modificeres til forskellige modificerede stivelsesethere. De stivelsesethere, der almindeligvis anvendes i mørtel, er hydroxypropylstivelsesether, hydroxymethylstivelsesether osv.
Generelt har stivelsesethere modificeret fra kartofler, majs og kassava betydeligt lavere vandretention end celluloseethere. På grund af deres forskellige grad af modifikation udviser de forskellig stabilitet over for syre og alkali. Nogle produkter er egnede til brug i gipsbaserede mørtler, mens andre ikke kan bruges i cementbaserede mørtler. Anvendelsen af stivelsesether i mørtel bruges hovedsageligt som et fortykningsmiddel for at forbedre mørtelens anti-signingsegenskaber, reducere våd mørtels vedhæftning og forlænge åbningstiden.
Stivelsesethere anvendes ofte sammen med cellulose, hvilket resulterer i komplementære egenskaber og fordele ved de to produkter. Da stivelsesetherprodukter er meget billigere end celluloseether, vil anvendelsen af stivelsesether i mørtel medføre en betydelig reduktion i omkostningerne ved mørtelformuleringer.
3. Guargummether
Guargummeether er en slags etherificeret polysaccharid med særlige egenskaber, som er modificeret fra naturlige guarbønner. Primært gennem etherificeringsreaktionen mellem guargummi og acrylfunktionelle grupper dannes en struktur indeholdende 2-hydroxypropylfunktionelle grupper, hvilket er en polygalactomannosestruktur.
①Sammenlignet med celluloseether er guargummeether lettere at opløse i vand. pH-værdien har stort set ingen effekt på guargummeethers ydeevne.
②Under forhold med lav viskositet og lav dosering kan guargummi erstatte celluloseether i en lige stor mængde og har en lignende vandretention. Men konsistensen, anti-sygningen, thixotropien osv. forbedres tydeligt.
③Under forhold med høj viskositet og stor dosering kan guargummi ikke erstatte celluloseether, og blandet brug af de to vil give bedre ydeevne.
④Anvendelse af guargummi i gipsbaseret mørtel kan reducere vedhæftningen betydeligt under konstruktionen og gøre konstruktionen glattere. Det har ingen negativ effekt på gipsmørtelens hærdningstid og styrke.
⑤ Når guargummi påføres cementbaseret murværk og pudsmørtel, kan det erstatte celluloseether i en ligelig mængde og give mørtlen bedre modstandsdygtighed over for nedbøjning, thixotropi og glathed i konstruktionen.
⑥I mørtel med høj viskositet og højt indhold af vandtilbageholdende middel vil guargummi og celluloseether arbejde sammen for at opnå fremragende resultater.
⑦ Guargummi kan også bruges i produkter som fliseklæb, selvnivellerende spartelmasse til gulve, vandafvisende spartelmasse og polymermørtel til vægisolering.
4. Modificeret mineralvandholdende fortykningsmiddel
Vandholdende fortykningsmiddel fremstillet af naturlige mineraler gennem modifikation og blanding er blevet anvendt i Kina. De vigtigste mineraler, der anvendes til at fremstille vandholdende fortykningsmidler, er: sepiolit, bentonit, montmorillonit, kaolin osv. Disse mineraler har visse vandholdende og fortykkende egenskaber gennem modifikation, såsom koblingsmidler. Denne type vandholdende fortykningsmiddel, der påføres mørtel, har følgende egenskaber.
① Det kan forbedre ydeevnen af almindelig mørtel betydeligt og løse problemerne med cementmørtelens dårlige funktion, den blandede mørtels lave styrke og den dårlige vandmodstand.
② Mørtelprodukter med forskellige styrkeniveauer til generelle industri- og civilbygninger kan formuleres.
③ Materialeomkostningerne er lave.
④ Vandretentionen er lavere end for organiske vandretentionsmidler, og den fremstillede mørtels tørsvindværdi er relativt stor, og kohæsionsevnen er reduceret.
Opslagstidspunkt: 3. marts 2023