Jenis-jenis bahan tambahan yang umum digunakan dalam pembuatan mortar kering, karakteristik kinerjanya, mekanisme kerjanya, dan pengaruhnya terhadap kinerja produk mortar kering dibahas secara mendalam. Pengaruh peningkatan kinerja mortar kering oleh bahan penahan air seperti eter selulosa dan eter pati, bubuk lateks yang dapat didispersikan kembali, dan bahan serat juga dibahas secara khusus.
Bahan tambahan memainkan peran kunci dalam meningkatkan kinerja mortar kering bangunan, tetapi penambahan bahan tambahan pada mortar kering membuat biaya material produk mortar kering jauh lebih tinggi daripada mortar tradisional, yang mencapai lebih dari 40% dari biaya material pada mortar kering. Saat ini, sebagian besar bahan tambahan dipasok oleh produsen asing, dan dosis referensi produk juga disediakan oleh pemasok. Akibatnya, biaya produk mortar kering tetap tinggi, dan sulit untuk mempopulerkan mortar pasangan bata dan plester biasa dalam jumlah besar dan area yang luas; produk pasar kelas atas dikendalikan oleh perusahaan asing, dan produsen mortar kering memiliki keuntungan rendah dan toleransi harga yang buruk; kurangnya penelitian sistematis dan terarah tentang aplikasi bahan tambahan, dan formula asing diikuti secara membabi buta.
Berdasarkan alasan-alasan di atas, makalah ini menganalisis dan membandingkan beberapa sifat dasar dari bahan tambahan yang umum digunakan, dan berdasarkan hal tersebut, mempelajari kinerja produk mortar campuran kering yang menggunakan bahan tambahan.
1 zat penahan air
Bahan penahan air merupakan bahan tambahan kunci untuk meningkatkan kinerja penahanan air pada mortar kering, dan juga merupakan salah satu bahan tambahan kunci yang menentukan biaya bahan mortar kering.
1. Hidroksipropil Metil Selulosa Eter (HPMC)
Hidroksipropil metilselulosa adalah istilah umum untuk serangkaian produk yang terbentuk dari reaksi selulosa alkali dan zat eterifikasi dalam kondisi tertentu. Selulosa alkali digantikan oleh berbagai zat eterifikasi untuk mendapatkan berbagai eter selulosa. Menurut sifat ionisasi substituen, eter selulosa dapat dibagi menjadi dua kategori: ionik (seperti karboksimetil selulosa) dan non-ionik (seperti metil selulosa). Menurut jenis substituen, eter selulosa dapat dibagi menjadi monoeter (seperti metil selulosa) dan eter campuran (seperti hidroksipropil metil selulosa). Menurut kelarutan yang berbeda, dapat dibagi menjadi larut dalam air (seperti hidroksietil selulosa) dan larut dalam pelarut organik (seperti etil selulosa), dan lain-lain. Mortar campuran kering terutama mengandung selulosa yang larut dalam air, dan selulosa yang larut dalam air dibagi menjadi tipe instan dan tipe pelarutan tertunda yang diolah permukaannya.
Mekanisme kerja eter selulosa dalam mortar adalah sebagai berikut:
(1) Hidroksipropil metilselulosa mudah larut dalam air dingin, dan akan mengalami kesulitan larut dalam air panas. Namun suhu gelasinya dalam air panas jauh lebih tinggi dibandingkan dengan metil selulosa. Kelarutannya dalam air dingin juga jauh lebih baik dibandingkan dengan metil selulosa.
(2) Viskositas hidroksipropil metilselulosa berhubungan dengan berat molekulnya, dan semakin besar berat molekulnya, semakin tinggi viskositasnya. Suhu juga mempengaruhi viskositasnya, seiring peningkatan suhu, viskositas menurun. Namun, viskositasnya yang tinggi memiliki efek suhu yang lebih rendah dibandingkan metil selulosa. Larutannya stabil bila disimpan pada suhu ruang.
(3) Retensi air hidroksipropil metilselulosa bergantung pada jumlah penambahannya, viskositas, dan lain-lain, dan tingkat retensi airnya pada jumlah penambahan yang sama lebih tinggi daripada metil selulosa.
(4) Hidroksipropil metilselulosa stabil terhadap asam dan basa, dan larutan airnya sangat stabil dalam kisaran pH=2~12. Natrium hidroksipropil dan air kapur memiliki sedikit pengaruh terhadap kinerjanya, tetapi basa dapat mempercepat pelarutannya dan meningkatkan viskositasnya. Hidroksipropil metilselulosa stabil terhadap garam dapur, tetapi ketika konsentrasi larutan garam tinggi, viskositas larutan hidroksipropil metilselulosa cenderung meningkat.
(5) Hidroksipropil metilselulosa dapat dicampur dengan senyawa polimer yang larut dalam air untuk membentuk larutan yang seragam dan viskositasnya lebih tinggi. Misalnya polivinil alkohol, eter pati, gom nabati, dll.
(6) Hidroksipropil metilselulosa mempunyai ketahanan enzim yang lebih baik daripada metilselulosa, dan larutannya lebih kecil kemungkinannya terdegradasi oleh enzim dibandingkan metilselulosa.
(7) Daya rekat hidroksipropil metilselulosa pada konstruksi mortar lebih tinggi dibandingkan dengan metilselulosa.
2. Metilselulosa (MC)
Setelah kapas olahan diolah dengan alkali, eter selulosa diproduksi melalui serangkaian reaksi dengan metana klorida sebagai agen eterifikasi. Umumnya, derajat substitusi adalah 1,6~2,0, dan kelarutannya juga berbeda dengan derajat substitusi yang berbeda. Ini termasuk eter selulosa non-ionik.
(1) Metilselulosa larut dalam air dingin, dan akan sulit larut dalam air panas. Larutan airnya sangat stabil dalam kisaran pH=3~12. Ia memiliki kompatibilitas yang baik dengan pati, guar gum, dll. dan banyak surfaktan. Ketika suhu mencapai suhu gelasi, gelasi terjadi.
(2) Retensi air metil selulosa bergantung pada jumlah penambahannya, viskositas, kehalusan partikel, dan laju pelarutan. Umumnya, jika jumlah penambahannya besar, kehalusannya kecil, dan viskositasnya besar, maka laju retensi airnya tinggi. Di antara faktor-faktor tersebut, jumlah penambahan memiliki pengaruh terbesar terhadap laju retensi air, dan tingkat viskositas tidak berbanding lurus dengan tingkat retensi air. Laju pelarutan terutama bergantung pada tingkat modifikasi permukaan partikel selulosa dan kehalusan partikel. Di antara eter selulosa di atas, metil selulosa dan hidroksipropil metil selulosa memiliki laju retensi air yang lebih tinggi.
(3) Perubahan suhu akan sangat mempengaruhi tingkat retensi air metil selulosa. Umumnya, semakin tinggi suhu, semakin buruk retensi airnya. Jika suhu mortar melebihi 40°C, retensi air metil selulosa akan berkurang secara signifikan, sehingga sangat mempengaruhi konstruksi mortar.
(4) Metil selulosa memiliki pengaruh signifikan terhadap konstruksi dan daya rekat mortar. “Daya rekat” di sini mengacu pada gaya rekat yang dirasakan antara alat aplikator pekerja dan substrat dinding, yaitu, daya tahan geser mortar. Daya rekat yang tinggi, daya tahan geser mortar yang besar, dan kekuatan yang dibutuhkan oleh pekerja dalam proses penggunaan juga besar, dan kinerja konstruksi mortar buruk. Daya rekat metil selulosa berada pada tingkat sedang dalam produk eter selulosa.
3. Hidroksietilselulosa (HEC)
Bahan ini terbuat dari kapas olahan yang diolah dengan alkali, dan direaksikan dengan etilen oksida sebagai agen eterifikasi dengan adanya aseton. Derajat substitusinya umumnya 1,5~2,0. Bahan ini memiliki hidrofilisitas yang kuat dan mudah menyerap kelembapan.
(1) Hidroksietil selulosa larut dalam air dingin, tetapi sulit larut dalam air panas. Larutannya stabil pada suhu tinggi tanpa membentuk gel. Dapat digunakan dalam waktu lama pada suhu tinggi dalam mortar, tetapi retensi airnya lebih rendah daripada metil selulosa.
(2) Hidroksietil selulosa stabil terhadap asam dan basa umum. Basa dapat mempercepat pelarutannya dan sedikit meningkatkan viskositasnya. Dispersibilitasnya dalam air sedikit lebih buruk dibandingkan dengan metil selulosa dan hidroksipropil metil selulosa.
(3) Hidroksietil selulosa memiliki kinerja anti-sag yang baik untuk mortar, tetapi memiliki waktu perlambatan yang lebih lama untuk semen.
(4) Kinerja hidroksietil selulosa yang diproduksi oleh beberapa perusahaan dalam negeri jelas lebih rendah dibandingkan dengan metil selulosa karena kandungan air dan kandungan abunya yang tinggi.
Pati eter
Eter pati yang digunakan dalam mortir dimodifikasi dari polimer alami beberapa polisakarida. Seperti kentang, jagung, singkong, kacang guar, dan sebagainya.
1. Pati termodifikasi
Pati eter yang dimodifikasi dari kentang, jagung, singkong, dll. memiliki retensi air yang jauh lebih rendah daripada selulosa eter. Karena tingkat modifikasi yang berbeda, stabilitas terhadap asam dan basa juga berbeda. Beberapa produk cocok untuk digunakan dalam mortar berbahan dasar gipsum, sementara yang lain dapat digunakan dalam mortar berbahan dasar semen. Aplikasi pati eter dalam mortar terutama digunakan sebagai pengental untuk meningkatkan sifat anti-melorot mortar, mengurangi daya rekat mortar basah, dan memperpanjang waktu pengeringan.
Eter pati sering digunakan bersama dengan selulosa, sehingga sifat dan keunggulan kedua produk ini saling melengkapi. Karena produk eter pati jauh lebih murah daripada eter selulosa, penerapan eter pati dalam mortar akan menghasilkan pengurangan biaya formulasi mortar yang signifikan.
2. Eter gum guar
Guar gum ether adalah sejenis eter pati dengan sifat khusus, yang dimodifikasi dari kacang guar alami. Terutama melalui reaksi eterifikasi guar gum dan gugus fungsi akrilik, terbentuk struktur yang mengandung gugus fungsi 2-hidroksipropil, yang merupakan struktur poligalaktomannosa.
(1) Dibandingkan dengan eter selulosa, eter guar gum lebih larut dalam air. Sifat pH eter guar pada dasarnya tidak terpengaruh.
(2) Dalam kondisi viskositas rendah dan dosis rendah, guar gum dapat menggantikan selulosa eter dalam jumlah yang sama, dan memiliki retensi air yang serupa. Namun konsistensi, anti-sag, thixotropy dan sebagainya jelas meningkat.
(3) Dalam kondisi viskositas tinggi dan dosis besar, guar gum tidak dapat menggantikan selulosa eter, dan penggunaan campuran keduanya akan menghasilkan kinerja yang lebih baik.
(4) Penggunaan guar gum pada mortar berbahan dasar gipsum dapat secara signifikan mengurangi daya rekat selama konstruksi dan membuat konstruksi lebih halus. Hal ini tidak berdampak buruk pada waktu pengerasan dan kekuatan mortar gipsum.
3. Pengental penahan air mineral yang dimodifikasi
Pengental penahan air yang terbuat dari mineral alami melalui modifikasi dan pencampuran telah diterapkan di Tiongkok. Mineral utama yang digunakan untuk menyiapkan pengental penahan air adalah: sepiolit, bentonit, montmorillonit, kaolin, dll. Mineral-mineral ini memiliki sifat penahan air dan pengental tertentu melalui modifikasi seperti agen pengikat. Pengental penahan air jenis ini yang diaplikasikan pada mortar memiliki karakteristik sebagai berikut.
(1) Hal ini dapat secara signifikan meningkatkan kinerja mortar biasa, dan mengatasi masalah pengoperasian mortar semen yang buruk, kekuatan rendah mortar campuran, dan ketahanan air yang buruk.
(2) Produk mortar dengan tingkat kekuatan yang berbeda untuk bangunan industri dan sipil umum dapat diformulasikan.
(3) Biaya bahan baku jauh lebih rendah dibandingkan dengan eter selulosa dan eter pati.
(4) Retensi air lebih rendah dibandingkan dengan agen retensi air organik, nilai penyusutan kering mortar yang disiapkan lebih besar, dan kohesivitasnya berkurang.
Bubuk karet polimer yang dapat didispersikan kembali
Bubuk karet yang dapat didispersikan kembali diproses dengan pengeringan semprot emulsi polimer khusus. Dalam proses pengolahan, koloid pelindung, zat anti-penggumpalan, dan lain-lain menjadi aditif yang sangat diperlukan. Bubuk karet kering berupa partikel bulat berukuran 80~100 mm yang berkumpul. Partikel-partikel ini larut dalam air dan membentuk dispersi stabil yang sedikit lebih besar daripada partikel emulsi aslinya. Dispersi ini akan membentuk lapisan film setelah dehidrasi dan pengeringan. Lapisan film ini tidak dapat dibalik seperti pembentukan lapisan film emulsi umum, dan tidak akan terdispersi kembali ketika bertemu dengan air.
Bubuk karet yang dapat didispersikan kembali dapat dibagi menjadi: kopolimer stirena-butadiena, kopolimer etilena asam karbonat tersier, kopolimer etilena-asetat asam asetat, dll., dan berdasarkan hal ini, silikon, vinil laurat, dll. dicangkokkan untuk meningkatkan kinerja. Berbagai modifikasi membuat bubuk karet yang dapat didispersikan kembali memiliki sifat yang berbeda seperti ketahanan air, ketahanan alkali, ketahanan cuaca, dan fleksibilitas. Mengandung vinil laurat dan silikon, yang dapat membuat bubuk karet memiliki hidrofobisitas yang baik. Vinil karbonat tersier bercabang tinggi dengan nilai Tg rendah dan fleksibilitas yang baik.
Ketika bubuk karet jenis ini diaplikasikan pada mortar, semuanya memiliki efek menunda waktu pengerasan semen, tetapi efek penundaannya lebih kecil daripada aplikasi langsung emulsi serupa. Sebagai perbandingan, stirena-butadiena memiliki efek penundaan terbesar, dan etilena-vinil asetat memiliki efek penundaan terkecil. Jika dosisnya terlalu kecil, efek peningkatan kinerja mortar tidak akan terlihat jelas.
Waktu posting: 03-Apr-2023