Dodaci hranjivim tvarima igraju ključnu ulogu u poboljšanju performansi suho miješanog morta u građevinarstvu, ali dodavanje suho miješanog morta znatno povećava troškove materijala za proizvode od suho miješanog morta u odnosu na tradicionalni mort, koji čini više od 40% troškova materijala u suho miješanom mortu. Trenutno znatan dio dodataka isporučuju strani proizvođači, a referentnu dozu proizvoda također osigurava dobavljač. Kao rezultat toga, troškovi proizvoda od suho miješanog morta ostaju visoki i teško je popularizirati obične mortove za zidanje i žbukanje s velikim količinama i širokim područjima; visokokvalitetne tržišne proizvode kontroliraju strane tvrtke, a proizvođači suho miješanog morta imaju nisku dobit i slabu toleranciju cijena; Nedostaje sustavno i ciljano istraživanje o primjeni lijekova, a strane formule se slijepo slijede.
Na temelju navedenih razloga, ovaj rad analizira i uspoređuje neka osnovna svojstva uobičajeno korištenih dodataka, te na toj osnovi proučava performanse suho miješanih mortova korištenjem dodataka.
1. Sredstvo za zadržavanje vode
Sredstvo za zadržavanje vode ključni je dodatak za poboljšanje svojstava zadržavanja vode suho miješanog morta, a također je jedan od ključnih dodataka koji određuju cijenu materijala suho miješanog morta.
1.1 Celulozni eter
Celulozni eter je opći naziv za niz proizvoda nastalih reakcijom alkalne celuloze i eterificirajućeg sredstva pod određenim uvjetima. Alkalna celuloza se zamjenjuje različitim eterificirajućim sredstvima kako bi se dobili različiti celulozni eteri. Prema ionizacijskim svojstvima supstituenata, celulozni eteri mogu se podijeliti u dvije kategorije: ionske (kao što je karboksimetil celuloza) i neionske (kao što je metil celuloza). Prema vrsti supstituenta, celulozni eter može se podijeliti na monoeterske (kao što je metil celuloza) i miješane etere (kao što je hidroksipropil metil celuloza). Prema različitoj topljivosti, može se podijeliti na one topljive u vodi (kao što je hidroksietil celuloza) i one topljive u organskim otapalima (kao što je etil celuloza) itd. Suho miješani mort uglavnom je od celuloze topljive u vodi, a celuloza topljiva u vodi dijeli se na instant tip i površinski obrađen tip s odgođenim otapanjem.
Mehanizam djelovanja celuloznog etera u mortu je sljedeći:
(1) Nakon što se celulozni eter u mortu otopi u vodi, učinkovita i jednolična raspodjela cementnog materijala u sustavu osigurava se zbog površinske aktivnosti, a celulozni eter, kao zaštitni koloid, „obavija“ čvrste čestice i na njegovoj vanjskoj površini stvara se sloj mazivog filma, što sustav morta čini stabilnijim, a također poboljšava fluidnost morta tijekom procesa miješanja i glatkoću gradnje.
(2) Zbog vlastite molekularne strukture, otopina celuloznog etera sprječava lako ispuštanje vode iz morta i postupno je otpušta tijekom duljeg vremenskog razdoblja, dajući mortu dobro zadržavanje vode i obradivost.
1.1.1 Molekularna formula metilceluloze (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
Nakon što se rafinirani pamuk obradi lužinom, celulozni eter se proizvodi nizom reakcija s metan kloridom kao sredstvom za eterifikaciju. Općenito, stupanj supstitucije je 1,6~2,0, a topljivost je također različita ovisno o stupnju supstitucije. Pripada neionskom celuloznom eteru.
(1) Metilceluloza je topljiva u hladnoj vodi, a teško se otapa u vrućoj vodi. Njena vodena otopina je vrlo stabilna u rasponu pH = 3 ~ 12. Ima dobru kompatibilnost sa škrobom, guar gumom itd. i mnogim surfaktantima. Kada temperatura dosegne temperaturu želiranja, dolazi do želiranja.
(2) Zadržavanje vode metilceluloze ovisi o količini dodane tvari, viskoznosti, finoći čestica i brzini otapanja. Općenito, ako je dodana količina velika, finoća mala, a viskoznost velika, brzina zadržavanja vode je visoka. Među njima, količina dodane tvari ima najveći utjecaj na brzinu zadržavanja vode, a razina viskoznosti nije izravno proporcionalna razini brzine zadržavanja vode. Brzina otapanja uglavnom ovisi o stupnju modifikacije površine celuloznih čestica i finoći čestica. Među gore navedenim celuloznim eterima, metilceluloza i hidroksipropilmetilceluloza imaju veću brzinu zadržavanja vode.
(3) Promjene temperature ozbiljno će utjecati na brzinu zadržavanja vode metil celuloze. Općenito, što je temperatura viša, to je zadržavanje vode lošije. Ako temperatura morta prijeđe 40°C, zadržavanje vode metil celuloze značajno će se smanjiti, što će ozbiljno utjecati na konstrukciju morta.
(4) Metil celuloza ima značajan utjecaj na konstrukciju i prianjanje morta. „Prianjanje“ se ovdje odnosi na silu lijepljenja koja se osjeća između alata za nanošenje radnika i podloge zida, odnosno na otpornost morta na smicanje. Ljepljivost je visoka, otpornost morta na smicanje je velika, a čvrstoća koju radnici zahtijevaju u procesu upotrebe također je velika, a građevinske performanse morta su slabe. Prianjanje metil celuloze je na umjerenoj razini u proizvodima od celuloznog etera.
1.1.2 Molekularna formula hidroksipropil metilceluloze (HPMC) je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Hidroksipropil metilceluloza je vrsta celuloze čija proizvodnja i potrošnja posljednjih godina brzo rastu. To je neionski miješani eter celuloze dobiven iz rafiniranog pamuka nakon alkalizacije, korištenjem propilen oksida i metil klorida kao sredstva za eterifikaciju, kroz niz reakcija. Stupanj supstitucije je općenito 1,2~2,0. Njegova svojstva su različita zbog različitih omjera sadržaja metoksila i sadržaja hidroksipropila.
(1) Hidroksipropil metilceluloza je lako topljiva u hladnoj vodi, a teško se otapa u vrućoj vodi. Međutim, temperatura želiranja u vrućoj vodi znatno je viša od temperature želiranja metilceluloze. Topljivost u hladnoj vodi također je znatno poboljšana u usporedbi s metilcelulozom.
(2) Viskoznost hidroksipropil metilceluloze povezana je s njezinom molekularnom težinom, i što je veća molekularna težina, to je veća viskoznost. Temperatura također utječe na njezinu viskoznost, kako temperatura raste, viskoznost se smanjuje. Međutim, njezina visoka viskoznost ima manji temperaturni učinak od metilceluloze. Njezina otopina je stabilna kada se čuva na sobnoj temperaturi.
(3) Zadržavanje vode hidroksipropil metilceluloze ovisi o količini dodavanja, viskoznosti itd., a brzina zadržavanja vode pri istoj dodanoj količini veća je od one kod metilceluloze.
(4) Hidroksipropil metilceluloza je stabilna na kiseline i lužine, a njezina vodena otopina je vrlo stabilna u rasponu pH = 2~12. Kaustična soda i vapnena voda imaju mali utjecaj na njezine performanse, ali lužina može ubrzati njezino otapanje i povećati njezinu viskoznost. Hidroksipropil metilceluloza je stabilna na obične soli, ali kada je koncentracija otopine soli visoka, viskoznost otopine hidroksipropil metilceluloze ima tendenciju povećanja.
(5) Hidroksipropil metilceluloza može se pomiješati s polimernim spojevima topljivim u vodi kako bi se stvorila ujednačena otopina veće viskoznosti. Kao što su polivinil alkohol, škrobni eter, biljna guma itd.
(6) Hidroksipropil metilceluloza ima bolju otpornost na enzime od metilceluloze, a njezina otopina se manje razgrađuje enzimima nego metilceluloza.
(7) Prianjanje hidroksipropil metilceluloze na mort je veće od prianjanja metilceluloze.
1.1.3 Hidroksietilceluloza (HEC)
Izrađen je od rafiniranog pamuka tretiranog lužinom, te reagira s etilen oksidom kao sredstvom za eterifikaciju u prisutnosti acetona. Stupanj supstitucije je općenito 1,5~2,0. Ima jaku hidrofilnost i lako upija vlagu.
(1) Hidroksietil celuloza je topljiva u hladnoj vodi, ali se teško otapa u vrućoj vodi. Njena otopina je stabilna na visokoj temperaturi bez želiranja. Može se dugo koristiti na visokoj temperaturi u mortu, ali joj je zadržavanje vode niže od metil celuloze.
(2) Hidroksietil celuloza je stabilna na opće kiseline i lužine. Lužine mogu ubrzati njezino otapanje i neznatno povećati njezinu viskoznost. Njena disperzibilnost u vodi je nešto lošija od disperzibilnosti metil celuloze i hidroksipropil metil celuloze.
(3) Hidroksietil celuloza ima dobra svojstva protiv slijeganja morta, ali ima dulje vrijeme usporavanja vezanja cementa.
(4) Performanse hidroksietil celuloze koju proizvode neka domaća poduzeća očito su niže od performansi metil celuloze zbog visokog sadržaja vode i visokog sadržaja pepela.
1.1.4 Karboksimetilceluloza (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Ionski celulozni eter se proizvodi od prirodnih vlakana (pamuk itd.) nakon alkalne obrade, korištenjem natrijevog monokloroacetata kao sredstva za eterifikaciju, te podvrgavanjem nizu reakcijskih tretmana. Stupanj supstitucije je općenito 0,4~1,4, a na njegovu učinkovitost uvelike utječe stupanj supstitucije.
(1) Karboksimetil celuloza je higroskopnija i sadržavat će više vode kada se skladišti pod općim uvjetima.
(2) Vodena otopina karboksimetil celuloze neće stvoriti gel, a viskoznost će se smanjivati s porastom temperature. Kada temperatura prijeđe 50°C, viskoznost je nepovratna.
(3) Na njegovu stabilnost uvelike utječe pH. Općenito se može koristiti u mortu na bazi gipsa, ali ne i u mortu na bazi cementa. Kada je jako alkalno, gubi viskoznost.
(4) Zadržavanje vode je daleko niže od metilceluloze. Ima usporavajući učinak na mort na bazi gipsa i smanjuje njegovu čvrstoću. Međutim, cijena karboksimetilceluloze je znatno niža od cijene metilceluloze.
Vrijeme objave: 30. ožujka 2023.