1. Pentingnya retensi air
Semua jenis lapisan dasar yang membutuhkan mortar untuk konstruksi memiliki tingkat penyerapan air tertentu. Setelah lapisan dasar menyerap air dalam mortar, daya rekat mortar akan menurun, dan dalam kasus yang parah, material semen dalam mortar tidak akan terhidrasi sepenuhnya, sehingga mengakibatkan kekuatan yang rendah, terutama kekuatan antarmuka antara mortar yang mengeras dan lapisan dasar, menyebabkan mortar retak dan terlepas. Jika mortar plesteran memiliki kinerja retensi air yang sesuai, hal itu tidak hanya dapat secara efektif meningkatkan kinerja konstruksi mortar, tetapi juga membuat air dalam mortar sulit diserap oleh lapisan dasar dan memastikan hidrasi semen yang cukup.
2. Masalah dengan metode retensi air tradisional
Solusi tradisional adalah menyirami dasar, tetapi tidak mungkin untuk memastikan bahwa dasar tersebut terbasahi secara merata. Target hidrasi ideal mortar semen pada dasar adalah agar produk hidrasi semen menyerap air bersamaan dengan dasar, menembus ke dalam dasar, dan membentuk "sambungan kunci" yang efektif dengan dasar, sehingga mencapai kekuatan ikatan yang dibutuhkan. Penyiraman langsung pada permukaan dasar akan menyebabkan dispersi serius dalam penyerapan air dasar karena perbedaan suhu, waktu penyiraman, dan keseragaman penyiraman. Dasar memiliki daya serap air yang lebih rendah dan akan terus menyerap air dalam mortar. Sebelum hidrasi semen berlangsung, air diserap, yang memengaruhi hidrasi semen dan penetrasi produk hidrasi ke dalam matriks; dasar memiliki daya serap air yang besar, dan air dalam mortar mengalir ke dasar. Kecepatan migrasi media lambat, dan bahkan lapisan kaya air terbentuk antara mortar dan matriks, yang juga memengaruhi kekuatan ikatan. Oleh karena itu, menggunakan metode penyiraman dasar yang umum tidak hanya gagal secara efektif mengatasi masalah penyerapan air yang tinggi pada dasar dinding, tetapi juga akan memengaruhi kekuatan ikatan antara mortar dan dasar, yang mengakibatkan rongga dan keretakan.
3. Persyaratan berbagai jenis mortar untuk retensi air
Target tingkat retensi air untuk produk mortar plester yang digunakan di area tertentu dan di area dengan kondisi suhu dan kelembaban yang serupa diusulkan di bawah ini.
① Mortar plester substrat dengan daya serap air tinggi
Substrat dengan daya serap air tinggi yang diwakili oleh beton berpori, termasuk berbagai papan partisi ringan, blok, dll., memiliki karakteristik daya serap air yang besar dan daya tahan yang lama. Mortar plester yang digunakan untuk lapisan dasar jenis ini harus memiliki tingkat retensi air tidak kurang dari 88%.
② Mortar plester substrat dengan daya serap air rendah
Substrat dengan daya serap air rendah, seperti beton cor di tempat, termasuk papan polistirena untuk insulasi dinding luar, dan lain-lain, memiliki daya serap air yang relatif kecil. Mortar plester yang digunakan untuk substrat tersebut harus memiliki tingkat retensi air tidak kurang dari 88%.
③ Lapisan tipis mortar plester
Plesteran lapisan tipis merujuk pada konstruksi plesteran dengan ketebalan lapisan plester antara 3 dan 8 mm. Jenis konstruksi plesteran ini mudah kehilangan kelembapan karena lapisan plester yang tipis, yang memengaruhi kemudahan pengerjaan dan kekuatan. Untuk mortar yang digunakan pada jenis plesteran ini, tingkat retensi airnya tidak kurang dari 99%.
④ Lapisan mortar plester yang tebal
Plesteran lapisan tebal mengacu pada konstruksi plesteran di mana ketebalan satu lapisan plesteran antara 8mm dan 20mm. Jenis konstruksi plesteran ini tidak mudah kehilangan air karena lapisan plesterannya yang tebal, sehingga tingkat retensi air mortar plesteran tidak boleh kurang dari 88%.
⑤Dempul tahan air
Dempul tahan air digunakan sebagai bahan plesteran ultra tipis, dan ketebalan konstruksi umumnya antara 1 dan 2 mm. Bahan-bahan tersebut membutuhkan sifat retensi air yang sangat tinggi untuk memastikan kemudahan pengerjaan dan kekuatan ikatannya. Untuk bahan dempul, tingkat retensi airnya tidak boleh kurang dari 99%, dan tingkat retensi air dempul untuk dinding eksterior harus lebih besar daripada dempul untuk dinding interior.
4. Jenis-jenis bahan penahan air
Selulosa eter
1) Metil selulosa eter (MC)
2) Hidroksipropil Metil Selulosa Eter (HPMC)
3) Hidroksietil selulosa eter (HEC)
4) Karboksimetil selulosa eter (CMC)
5) Hidroksietil Metil Selulosa Eter (HEMC)
Pati eter
1) Pati eter yang dimodifikasi
2) Gua eter
Pengental penahan air mineral yang dimodifikasi (montmorillonit, bentonit, dll.)
Kelima, berikut ini berfokus pada kinerja berbagai material.
1. Selulosa eter
1.1 Gambaran Umum Selulosa Eter
Selulosa eter adalah istilah umum untuk serangkaian produk yang terbentuk dari reaksi selulosa alkali dan agen eterifikasi dalam kondisi tertentu. Berbagai selulosa eter diperoleh karena serat alkali digantikan oleh agen eterifikasi yang berbeda. Berdasarkan sifat ionisasi substituennya, selulosa eter dapat dibagi menjadi dua kategori: ionik, seperti karboksimetil selulosa (CMC), dan nonionik, seperti metil selulosa (MC).
Berdasarkan jenis substituennya, eter selulosa dapat dibagi menjadi monoeter, seperti metil selulosa eter (MC), dan eter campuran, seperti hidroksietil karboksimetil selulosa eter (HECMC). Berdasarkan pelarut yang dapat melarutkannya, dapat dibagi menjadi dua jenis: larut dalam air dan larut dalam pelarut organik.
1.2 Varietas selulosa utama
Karboksimetilselulosa (CMC), derajat substitusi praktis: 0,4-1,4; agen eterifikasi, asam monooksiasetat; pelarut, air;
Karboksimetil hidroksietil selulosa (CMHEC), derajat substitusi praktis: 0,7-1,0; agen eterifikasi, asam monooksiasetat, etilen oksida; pelarut, air;
Metilselulosa (MC), derajat substitusi praktis: 1,5-2,4; agen eterifikasi, metil klorida; pelarut, air;
Hidroksietil selulosa (HEC), derajat substitusi praktis: 1,3-3,0; agen eterifikasi, etilen oksida; pelarut, air;
Hidroksietil metilselulosa (HEMC), derajat substitusi praktis: 1,5-2,0; agen eterifikasi, etilen oksida, metil klorida; pelarut, air;
Hidroksipropil selulosa (HPC), derajat substitusi praktis: 2,5-3,5; agen eterifikasi, propilen oksida; pelarut, air;
Hidroksipropil metilselulosa (HPMC), derajat substitusi praktis: 1,5-2,0; agen eterifikasi, propilen oksida, metil klorida; pelarut, air;
Etil selulosa (EC), derajat substitusi praktis: 2,3-2,6; agen eterifikasi, monokloroetana; pelarut pelarut, pelarut organik;
Etil hidroksietil selulosa (EHEC), derajat substitusi praktis: 2,4-2,8; agen eterifikasi, monokloroetana, etilen oksida; pelarut pelarut, pelarut organik;
1.3 Sifat-sifat selulosa
1.3.1 Metil selulosa eter (MC)
①Metilselulosa 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.
②Kemampuan retensi air metilselulosa bergantung pada jumlah penambahannya, viskositas, kehalusan partikel, dan laju pelarutan. Secara umum, jika jumlah penambahannya besar, kehalusannya kecil, dan viskositasnya besar, maka retensi airnya tinggi. Di antara faktor-faktor tersebut, jumlah penambahan memiliki dampak terbesar pada retensi air, dan viskositas terendah tidak berbanding lurus dengan tingkat retensi air. Laju pelarutan terutama bergantung pada tingkat modifikasi permukaan partikel selulosa dan kehalusan partikel. Di antara eter selulosa, metilselulosa memiliki laju retensi air yang lebih tinggi.
③Perubahan suhu akan sangat memengaruhi tingkat retensi air metil selulosa. Secara umum, semakin tinggi suhu, semakin buruk retensi airnya. Jika suhu mortar melebihi 40°C, retensi air metil selulosa akan sangat buruk, yang akan sangat memengaruhi konstruksi mortar.
④ Metil selulosa memiliki dampak signifikan pada konstruksi dan daya rekat mortar. "Daya rekat" di sini mengacu pada gaya adhesi yang dirasakan antara alat aplikator pekerja dan substrat dinding, yaitu, daya tahan geser mortar. Daya rekat yang tinggi, daya tahan geser mortar besar, dan pekerja membutuhkan lebih banyak tenaga selama penggunaan, dan kinerja konstruksi mortar menjadi buruk. Daya rekat metil selulosa berada pada tingkat sedang di antara produk eter selulosa.
1.3.2 Hidroksipropil Metil Selulosa Eter (HPMC)
Hidroksipropil metilselulosa adalah produk serat yang produksi dan konsumsinya meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir.
Ini adalah eter campuran selulosa non-ionik yang dibuat dari kapas olahan setelah alkalinisasi, menggunakan propilen oksida dan metil klorida sebagai agen eterifikasi, dan melalui serangkaian reaksi. Derajat substitusinya umumnya 1,5-2,0. Sifat-sifatnya berbeda karena rasio kandungan metoksil dan kandungan hidroksipropil yang berbeda. Kandungan metoksil tinggi dan kandungan hidroksipropil rendah, kinerjanya mendekati metil selulosa; kandungan metoksil rendah dan kandungan hidroksipropil tinggi, kinerjanya mendekati hidroksipropil selulosa.
①Hidroksipropil metilselulosa mudah larut dalam air dingin, dan akan sulit larut dalam air panas. Namun, suhu gelasinya dalam air panas jauh lebih tinggi daripada metil selulosa. Kelarutannya dalam air dingin juga jauh lebih baik dibandingkan dengan metil selulosa.
② Viskositas hidroksipropil metilselulosa berhubungan dengan berat molekulnya, dan semakin tinggi berat molekulnya, semakin tinggi viskositasnya. Suhu juga memengaruhi viskositasnya, seiring peningkatan suhu, viskositas menurun. Namun, viskositasnya kurang terpengaruh oleh suhu dibandingkan metil selulosa. Larutannya stabil bila disimpan pada suhu kamar.
③Kemampuan 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.
④Hidroksipropil metilselulosa stabil terhadap asam dan basa, dan larutan airnya sangat stabil dalam kisaran pH=2-12. Natrium hidroksida dan air kapur memiliki sedikit pengaruh terhadap kinerjanya, tetapi basa dapat mempercepat pelarutannya dan sedikit meningkatkan viskositasnya. Hidroksipropil metilselulosa stabil terhadap garam dapur, tetapi ketika konsentrasi larutan garam tinggi, viskositas larutan hidroksipropil metilselulosa cenderung meningkat.
⑤Hidroksipropil metilselulosa dapat dicampur dengan polimer yang larut dalam air untuk membentuk larutan yang seragam dan transparan dengan viskositas yang lebih tinggi. Seperti polivinil alkohol, eter pati, gom nabati, dll.
⑥ Hidroksipropil metilselulosa memiliki ketahanan enzim yang lebih baik daripada metilselulosa, dan larutannya lebih kecil kemungkinannya untuk terdegradasi oleh enzim daripada metilselulosa.
⑦Daya rekat hidroksipropil metilselulosa pada konstruksi mortar lebih tinggi daripada metilselulosa.
1.3.3 Hidroksietil selulosa eter (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.
①Hidroksietil 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 di dalam mortar, tetapi daya serap airnya lebih rendah daripada metil selulosa.
②Hidroksietil selulosa stabil terhadap asam dan basa umum. Basa dapat mempercepat pelarutannya dan sedikit meningkatkan viskositasnya. Kemampuan dispersinya dalam air sedikit lebih buruk daripada metil selulosa dan hidroksipropil metil selulosa.
③Hidroksietil selulosa memiliki kinerja anti-melorot yang baik untuk mortar, tetapi memiliki waktu perlambatan yang lebih lama untuk semen.
④Kinerja hidroksietil selulosa yang diproduksi oleh beberapa perusahaan dalam negeri jelas lebih rendah daripada metil selulosa karena kandungan air dan kandungan abunya yang tinggi.
1.3.4 Karboksimetil selulosa eter (CMC) terbuat dari serat alami (kapas, rami, dll.) setelah perlakuan alkali, menggunakan natrium monokloroasetat sebagai agen eterifikasi, dan menjalani serangkaian perlakuan reaksi untuk membuat eter selulosa ionik. Derajat substitusi umumnya 0,4-1,4, dan kinerjanya sangat dipengaruhi oleh derajat substitusi.
①Karboksimetil selulosa sangat higroskopis, dan akan menyerap banyak air jika disimpan dalam kondisi umum.
②Larutan berair hidroksimetil selulosa tidak akan menghasilkan gel, dan viskositasnya akan menurun seiring dengan peningkatan suhu. Ketika suhu melebihi 50 ℃, viskositasnya menjadi tidak dapat diubah.
③ Stabilitasnya sangat dipengaruhi oleh pH. Umumnya, dapat digunakan dalam mortar berbahan dasar gipsum, tetapi tidak dalam mortar berbahan dasar semen. Ketika sangat basa, viskositasnya menurun.
④ Daya serap airnya jauh lebih rendah daripada metil selulosa. Ia memiliki efek penghambat pada mortar berbahan dasar gipsum dan mengurangi kekuatannya. Namun, harga karboksimetil selulosa jauh lebih rendah daripada metil selulosa.
2. Pati eter yang dimodifikasi
Eter pati yang umumnya digunakan dalam mortar dimodifikasi dari polimer alami beberapa polisakarida. Misalnya, kentang, jagung, singkong, kacang guar, dll., dimodifikasi menjadi berbagai eter pati termodifikasi. Eter pati yang umum digunakan dalam mortar adalah eter pati hidroksipropil, eter pati hidroksimetil, dll.
Secara umum, eter pati yang dimodifikasi dari kentang, jagung, dan singkong memiliki retensi air yang jauh lebih rendah daripada eter selulosa. Karena tingkat modifikasinya yang berbeda, ia menunjukkan stabilitas yang berbeda terhadap asam dan basa. Beberapa produk cocok untuk digunakan dalam mortar berbasis gipsum, sementara yang lain tidak dapat digunakan dalam mortar berbasis semen. Aplikasi eter pati dalam mortar terutama digunakan sebagai pengental untuk meningkatkan sifat anti-melorot mortar, mengurangi adhesi mortar basah, dan memperpanjang waktu pengeringan.
Eter pati sering digunakan bersama dengan selulosa, sehingga menghasilkan sifat dan keunggulan yang saling melengkapi dari kedua produk tersebut. Karena produk eter pati jauh lebih murah daripada eter selulosa, penerapan eter pati dalam mortar akan menghasilkan pengurangan biaya formulasi mortar yang signifikan.
3. Guar gum eter
Guar gum eter adalah sejenis polisakarida tereterifikasi dengan sifat khusus, yang dimodifikasi dari kacang guar alami. Terutama melalui reaksi eterifikasi antara guar gum dan gugus fungsional akrilik, terbentuk struktur yang mengandung gugus fungsional 2-hidroksipropil, yang merupakan struktur poligalaktomannosa.
①Dibandingkan dengan eter selulosa, eter guar gum lebih mudah larut dalam air. pH pada dasarnya tidak berpengaruh pada kinerja eter guar gum.
②Dalam 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-melorot, tiksotropi, dan sebagainya jelas meningkat.
③Dalam kondisi viskositas tinggi dan dosis besar, guar gum tidak dapat menggantikan selulosa eter, dan penggunaan campuran keduanya akan menghasilkan kinerja yang lebih baik.
④Penggunaan guar gum pada mortar berbahan dasar gipsum dapat secara signifikan mengurangi daya rekat selama konstruksi dan membuat konstruksi lebih halus. Penggunaan guar gum tidak berdampak buruk pada waktu pengerasan dan kekuatan mortar gipsum.
⑤ Ketika guar gum diaplikasikan pada mortar pasangan bata dan plester berbahan dasar semen, guar gum dapat menggantikan eter selulosa dalam jumlah yang sama, dan memberikan mortar ketahanan terhadap pengendapan yang lebih baik, thixotropy, dan kehalusan konstruksi.
⑥Dalam mortar dengan viskositas tinggi dan kandungan zat penahan air yang tinggi, guar gum dan selulosa eter akan bekerja bersama untuk mencapai hasil yang sangat baik.
⑦ Gum guar juga dapat digunakan dalam produk-produk seperti perekat ubin, bahan perata lantai, dempul tahan air, dan mortar polimer untuk insulasi dinding.
4. 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 Dapat secara signifikan meningkatkan kinerja mortar biasa, dan mengatasi masalah pengoperasian mortar semen yang buruk, kekuatan mortar campuran yang rendah, dan ketahanan air yang buruk.
② Produk mortar dengan berbagai tingkat kekuatan untuk bangunan industri dan sipil umum dapat diformulasikan.
③Biaya material rendah.
④ Daya tahan airnya lebih rendah dibandingkan dengan bahan penahan air organik, dan nilai penyusutan kering mortar yang dihasilkan relatif besar, serta daya rekatnya berkurang.
Waktu posting: 03-03-2023