Lisäaineilla on keskeinen rooli kuivalaastin suorituskyvyn parantamisessa rakennuslaastissa, mutta kuivalaastin lisääminen nostaa kuivalaastin materiaalikustannukset huomattavasti perinteiseen laastiin verrattuna, joka muodostaa yli 40 % kuivalaastin materiaalikustannuksista. Tällä hetkellä huomattava osa lisäaineesta toimitetaan ulkomaisilta valmistajilta, ja toimittaja toimittaa myös tuotteen vertailuannoksen. Tämän seurauksena kuivalaastin hinta on edelleen korkea, ja tavallisten muuraus- ja rappauslaastien popularisointi suurilla määrillä ja laajoilla alueilla on vaikeaa. Huippuluokan markkinatuotteita hallitsevat ulkomaiset yritykset, ja kuivalaastin valmistajilla on alhaiset voitot ja heikko hintasieto. Lääkkeiden käytöstä puuttuu systemaattinen ja kohdennettu tutkimus, ja ulkomaisia kaavoja noudatetaan sokeasti.
Edellä mainituista syistä johtuen tässä artikkelissa analysoidaan ja vertaillaan yleisesti käytettyjen lisäaineiden perusominaisuuksia ja tutkitaan tältä pohjalta kuivasekoitettujen laastituotteiden suorituskykyä lisäaineita käytettäessä.
1. Vedenpidätysaine
Vettä pidättävä aine on keskeinen lisäaine kuivasekoitetun laastin vedenpidätyskyvyn parantamiseksi, ja se on myös yksi tärkeimmistä lisäaineista kuivasekoitettujen laastimateriaalien kustannusten määrittämisessä.
1.1 Selluloosaeetteri
Selluloosaeetteri on yleisnimitys sarjalle tuotteita, jotka syntyvät alkaliselluloosan ja eetteröintiaineen reaktiossa tietyissä olosuhteissa. Alkaliselluloosa korvataan erilaisilla eetteröintiaineilla erilaisten selluloosaeetterien saamiseksi. Substituenttien ionisaatio-ominaisuuksien mukaan selluloosaeetterit voidaan jakaa kahteen luokkaan: ionisiin (kuten karboksimetyyliselluloosa) ja ionittomiin (kuten metyyliselluloosa). Substituentin tyypin mukaan selluloosaeetterit voidaan jakaa monoeetteriin (kuten metyyliselluloosa) ja sekaeettereisiin (kuten hydroksipropyylimetyyliselluloosa). Liukoisuuden mukaan ne voidaan jakaa vesiliukoisiin (kuten hydroksietyyliselluloosa) ja orgaanisiin liuottimiin liukeneviin (kuten etyyliselluloosa) jne. Kuivasekoitettu laasti on pääasiassa vesiliukoista selluloosaa, ja vesiliukoinen selluloosa jaetaan pikaliukenevaan ja pintakäsiteltyyn hidastetusti liukenevaan tyyppiin.
Selluloosaeetterin vaikutusmekanismi laastissa on seuraava:
(1) Kun laastin selluloosaeetteri on liuotettu veteen, pinta-aktiivisuus varmistaa sementtimateriaalin tehokkaan ja tasaisen jakautumisen järjestelmässä, ja selluloosaeetteri suojaavana kolloidina "käärii" kiinteät hiukkaset ja sen ulkopinnalle muodostuu voiteleva kalvo, joka tekee laastijärjestelmästä vakaamman ja parantaa myös laastin juoksevuutta sekoitusprosessin aikana sekä rakentamisen tasaisuutta.
(2) Oman molekyylirakenteensa ansiosta selluloosaeetteriliuos tekee laastin veden vaikeasti häviäväksi ja vapauttaa sitä vähitellen pitkän ajan kuluessa, mikä antaa laastille hyvän vedenpidätyskyvyn ja työstettävyyden.
1.1.1 Metyyliselluloosan (MC) molekyylikaava [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
Kun puhdistettu puuvilla on käsitelty alkalilla, metaanikloridin toimiessa eetteröintiaineena, selluloosaeetteriä muodostuu sarjassa reaktioita. Yleensä substituutioaste on 1,6–2,0, ja liukoisuus vaihtelee substituutioasteen mukaan. Se kuuluu ionittomiin selluloosaeettereihin.
(1) Metyyliselluloosa liukenee kylmään veteen ja on vaikea liuottaa kuumaan veteen. Sen vesiliuos on erittäin stabiili pH-alueella 3–12. Se on hyvin yhteensopiva tärkkelyksen, guarkumin jne. ja monien pinta-aktiivisten aineiden kanssa. Kun lämpötila saavuttaa geeliytymislämpötilan, tapahtuu geeliytymistä.
(2) Metyyliselluloosan vedenpidätyskyky riippuu sen lisäysmäärästä, viskositeetista, hiukkasten hienoudesta ja liukenemisnopeudesta. Yleensä, jos lisäysmäärä on suuri, hienous on pieni ja viskositeetti on suuri, vedenpidätyskyky on korkea. Näistä lisäysmäärällä on suurin vaikutus vedenpidätyskykyyn, eikä viskositeetin taso ole suoraan verrannollinen vedenpidätyskykyyn. Liukenemisnopeus riippuu pääasiassa selluloosahiukkasten pinnan modifikaatioasteesta ja hiukkasten hienoudesta. Edellä mainituista selluloosaeettereistä metyyliselluloosalla ja hydroksipropyylimetyyliselluloosalla on korkeammat vedenpidätyskyvyt.
(3) Lämpötilan muutokset vaikuttavat merkittävästi metyyliselluloosan vedenpidätyskykyyn. Yleisesti ottaen mitä korkeampi lämpötila, sitä huonompi vedenpidätyskyky. Jos laastin lämpötila ylittää 40 °C, metyyliselluloosan vedenpidätyskyky heikkenee merkittävästi, mikä vaikuttaa vakavasti laastin rakenteeseen.
(4) Metyyliselluloosalla on merkittävä vaikutus laastin rakenteeseen ja tarttuvuuteen. "Tartunnalla" tarkoitetaan tässä työntekijän levitystyökalun ja seinäalustan välillä tuntuvaa tarttumisvoimaa eli laastin leikkauslujuutta. Tarttuvuus on korkea, laastin leikkauslujuus on suuri ja työntekijöiden käyttöprosessissa vaatima lujuus on myös suuri, ja laastin rakenneominaisuudet ovat huonot. Metyyliselluloosan tarttuvuus on selluloosaeetterituotteissa kohtalainen.
1.1.2 Hydroksipropyylimetyyliselluloosan (HPMC) molekyylikaava on [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Hydroksipropyylimetyyliselluloosa on selluloosalajike, jonka tuotanto ja kulutus ovat kasvaneet nopeasti viime vuosina. Se on ioniton selluloosaseoseetteri, joka on valmistettu puhdistetusta puuvillasta alkalisoinnin jälkeen käyttäen propyleenioksidia ja metyylikloridia eetteröintiaineena useiden reaktioiden kautta. Substituutioaste on yleensä 1,2–2,0. Sen ominaisuudet vaihtelevat metoksyylipitoisuuden ja hydroksipropyylipitoisuuden eri suhteiden vuoksi.
(1) Hydroksipropyylimetyyliselluloosa liukenee helposti kylmään veteen ja on vaikea liukenee kuumaan veteen. Sen geeliytymislämpötila kuumassa vedessä on kuitenkin huomattavasti korkeampi kuin metyyliselluloosan. Myös sen liukoisuus kylmään veteen on huomattavasti parempi kuin metyyliselluloosan.
(2) Hydroksipropyylimetyyliselluloosan viskositeetti liittyy sen molekyylipainoon, ja mitä suurempi molekyylipaino, sitä suurempi viskositeetti. Myös lämpötila vaikuttaa sen viskositeettiin, sillä lämpötilan noustessa viskositeetti laskee. Sen korkea viskositeetti vaikuttaa kuitenkin lämpötilaan vähemmän kuin metyyliselluloosa. Sen liuos on stabiili huoneenlämmössä säilytettynä.
(3) Hydroksipropyylimetyyliselluloosan vedenpidätyskyky riippuu sen lisäysmäärästä, viskositeetista jne., ja sen vedenpidätyskyky samalla lisäysmäärällä on suurempi kuin metyyliselluloosan.
(4) Hydroksipropyylimetyyliselluloosa kestää happoja ja emäksiä, ja sen vesiliuos on erittäin stabiili pH-alueella 2–12. Lipeällä ja kalkkivedellä on vain vähän vaikutusta sen suorituskykyyn, mutta emäs voi nopeuttaa sen liukenemista ja lisätä sen viskositeettia. Hydroksipropyylimetyyliselluloosa kestää tavallisia suoloja, mutta kun suolaliuoksen pitoisuus on korkea, hydroksipropyylimetyyliselluloosaliuoksen viskositeetti pyrkii kasvamaan.
(5) Hydroksipropyylimetyyliselluloosaa voidaan sekoittaa vesiliukoisten polymeeriyhdisteiden kanssa tasaisen ja korkeamman viskositeetin omaavan liuoksen muodostamiseksi. Kuten polyvinyylialkoholi, tärkkelyseetteri, kasvikumi jne.
(6) Hydroksipropyylimetyyliselluloosalla on parempi entsyymiresistenssi kuin metyyliselluloosalla, ja sen liuos hajoaa entsyymien vaikutuksesta epätodennäköisemmin kuin metyyliselluloosa.
(7) Hydroksipropyylimetyyliselluloosan tarttuvuus laastirakenteeseen on parempi kuin metyyliselluloosan.
1.1.3 Hydroksietyyliselluloosa (HEC)
Se on valmistettu puhdistetusta puuvillasta, jota on käsitelty alkalilla ja joka on reagoinut etyleenioksidin kanssa eetteröintiaineena asetonin läsnä ollessa. Substituutioaste on yleensä 1,5–2,0. Sillä on vahva hydrofiilisyys ja se imee helposti kosteutta.
(1) Hydroksietyyliselluloosa liukenee kylmään veteen, mutta kuumaan veteen se liukenee vaikeasti. Sen liuos on stabiili korkeassa lämpötilassa eikä se geeliydy. Sitä voidaan käyttää pitkään korkeassa lämpötilassa laastissa, mutta sen vedenpidätyskyky on alhaisempi kuin metyyliselluloosan.
(2) Hydroksietyyliselluloosa on stabiili yleisille hapoille ja emäksille. Emäkset voivat kiihdyttää sen liukenemista ja lisätä hieman sen viskositeettia. Sen dispergoituvuus veteen on hieman huonompi kuin metyyliselluloosan ja hydroksipropyylimetyyliselluloosan.
(3) Hydroksietyyliselluloosalla on hyvä valumattomuusominaisuus laastissa, mutta sillä on pidempi hidastusaika sementissä.
(4) Joidenkin kotimaisten yritysten tuottaman hydroksietyyliselluloosan suorituskyky on selvästi heikompi kuin metyyliselluloosan sen korkean vesipitoisuuden ja korkean tuhkapitoisuuden vuoksi.
1.1.4 Karboksimetyyliselluloosa (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Ioninen selluloosaeetteri valmistetaan luonnonkuiduista (puuvilla jne.) alkalikäsittelyn jälkeen, jossa käytetään natriummonoklooriasetaattia eetteröintiaineena ja joka käy läpi useita reaktiokäsittelyjä. Substituutioaste on yleensä 0,4–1,4, ja substituutioaste vaikuttaa suuresti sen suorituskykyyn.
(1) Karboksimetyyliselluloosa on hygroskooppisempi ja sisältää enemmän vettä, kun sitä säilytetään normaaleissa olosuhteissa.
(2) Karboksimetyyliselluloosan vesiliuos ei muodosta geeliä, ja viskositeetti laskee lämpötilan noustessa. Kun lämpötila ylittää 50 °C, viskositeetti muuttuu peruuttamattomasti.
(3) Sen stabiilisuuteen vaikuttaa suuresti pH. Yleensä sitä voidaan käyttää kipsipohjaisessa laastissa, mutta ei sementtipohjaisessa laastissa. Hyvin emäksisenä se menettää viskositeettiaan.
(4) Sen vedenpidätyskyky on huomattavasti alhaisempi kuin metyyliselluloosan. Se hidastaa kipsipohjaisen laastin lujuutta ja heikentää sen lujuutta. Karboksimetyyliselluloosan hinta on kuitenkin huomattavasti alhaisempi kuin metyyliselluloosan.
Julkaisun aika: 30.3.2023