תכונות בסיסיות של תוספים נפוצים בטיט יבש

סוגי התוספים הנפוצים בבניית טיט יבש, מאפייני הביצועים שלהם, מנגנון הפעולה שלהם והשפעתם על ביצועי מוצרי טיט יבש. נדון בהדגשה השפעתם של חומרים שומרי מים כגון אתר תאית ואתר עמילן, אבקת לטקס מתפזרת מחדש וחומרי סיבים על ביצועי טיט יבש.

לתוספים תפקיד מפתח בשיפור ביצועי בניית טיט יבש, אך הוספת טיט יבש הופכת את עלות החומר של מוצרי טיט יבש גבוהה משמעותית מזו של טיט מסורתי, המהווה יותר מ-40% מעלות החומר בטיט יבש. כיום, חלק ניכר מהתוספים מסופקים על ידי יצרנים זרים, ומינון הייחוס של המוצר מסופק גם על ידי הספק. כתוצאה מכך, עלות מוצרי טיט יבש נותרה גבוהה, וקשה להפוך טיט בנייה וטיח רגיל לפופולרי בכמויות גדולות ובשטחים רחבים; מוצרי שוק יוקרתיים נשלטים על ידי חברות זרות, וליצרני טיט יבש יש רווחים נמוכים וסבילות מחיר נמוכה; קיים מחסור במחקר שיטתי וממוקד על יישום תרופות, ונוסחאות זרות נעשות באופן עיוור.

בהתבסס על הסיבות לעיל, מאמר זה מנתח ומשווה כמה תכונות בסיסיות של תוספים נפוצים, ועל בסיס זה, בוחן את ביצועי מוצרי מלט מעורבבים יבשים באמצעות תוספים.

1 חומר לאגירת מים

חומר אגירת מים הוא תוסף מפתח לשיפור ביצועי אגירת המים של טיט יבש, והוא גם אחד התוספים המרכזיים לקביעת עלות חומרי טיט יבשים.

1. אתר הידרוקסיפרופיל מתיל תאית (HPMC)

הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז הוא מונח כללי לסדרה של מוצרים הנוצרים על ידי תגובה של תאית אלקלית וחומר אתריפיציה בתנאים מסוימים. תאית אלקלית מוחלפת בחומרי אתריפיציה שונים כדי לקבל אתרי תאית שונים. בהתאם לתכונות היינון של התחליפים, ניתן לחלק אתרי תאית לשתי קטגוריות: יוניים (כגון קרבוקסימתיל תאית) ולא יוניים (כגון מתיל תאית). בהתאם לסוג התחליף, ניתן לחלק את אתר התאית למונואתר (כגון מתיל תאית) ואתר מעורב (כגון הידרוקסיפרופיל מתיל תאית). בהתאם למסיסות השונה, ניתן לחלק אותו למסיס במים (כגון הידרוקסיאתיל תאית) ומסיס בממס אורגני (כגון אתיל תאית) וכו'. טיט מעורבב יבש מורכב בעיקר מתאית מסיסה במים, ותאית מסיסה במים מחולקת לסוג מיידי וסוג התמוססות מושהית שעברה טיפול פני שטח.

מנגנון הפעולה של אתר תאית בטיט הוא כדלקמן:

(1) הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז מסיס בקלות במים קרים, והוא יתקל בקשיים בהמסה במים חמים. אך טמפרטורת הג'לציה שלו במים חמים גבוהה משמעותית מזו של מתילצלולוז. גם המסיסות במים קרים משופרת מאוד בהשוואה למתילצלולוז.

(2) צמיגותה של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז קשורה למשקלה המולקולרי, וככל שהמשקל המולקולרי גדול יותר, כך הצמיגות גבוהה יותר. הטמפרטורה משפיעה גם היא על צמיגותה, ככל שהטמפרטורה עולה, הצמיגות יורדת. עם זאת, לצמיגות הגבוהה שלה יש השפעה נמוכה יותר על הטמפרטורה מאשר למתילצלולוז. התמיסה שלה יציבה כאשר היא מאוחסנת בטמפרטורת החדר.

(3) קצב שמירת המים של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז תלוי בכמות התוספת שלו, בצמיגות שלו וכו', וקצב שמירת המים שלו תחת אותה כמות תוספת גבוהה יותר מזה של מתילצלולוז.

(4) הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז יציב לחומצה ובסיס, והתמיסה המימית שלו יציבה מאוד בטווח pH=2~12. סודה קאוסטית ומי סיד משפיעים מעט על ביצועיה, אך בסיס יכול להאיץ את התמוססותה ולהגביר את צמיגותה. הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז יציב למלחים רגילים, אך כאשר ריכוז תמיסת המלח גבוה, צמיגותה של תמיסת הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז נוטה לעלות.

(5) ניתן לערבב הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז עם תרכובות פולימר מסיסות במים כדי ליצור תמיסה אחידה ובעלת צמיגות גבוהה יותר. כגון פוליוויניל אלכוהול, עמילן אתר, גומי צמחי וכו'.

(6) להידרוקספרופיל מתילצלולוז עמידות טובה יותר לאנזימים מאשר למתילצלולוז, ותמיסתו פחות צפויה להתפרק על ידי אנזימים מאשר למתילצלולוז.

(7) ההידבקות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוז לבניית טיט גבוהה יותר מזו של מתילצלולוז.

2. מתילצלולוז (MC)

לאחר טיפול בכותנה מזוקקת בבסיס, מיוצר אתר תאית באמצעות סדרה של תגובות עם מתאן כלוריד כחומר אתריפיקציה. באופן כללי, דרגת ההחלפה היא 1.6~2.0, והמסיסות משתנה גם היא עם דרגות החלפה שונות. הוא שייך לאתר תאית לא יוני.

(1) מתילצלולוז מסיס במים קרים, וקשה להמיסו במים חמים. התמיסה המימית שלו יציבה מאוד בטווח pH=3~12. יש לו תאימות טובה עם עמילן, גואר גאם וכו' וחומרים פעילי שטח רבים. כאשר הטמפרטורה מגיעה לטמפרטורת הג'לציה, מתרחשת ג'לציה.

(2) אצירת המים של מתיל תאית תלויה בכמות התוספת שלה, בצמיגות שלה, בדקיקות החלקיקים ובקצב ההמסה. באופן כללי, אם כמות התוספת גדולה, הדקיקות קטנה והצמיגות גדולה, קצב אצירת המים גבוה. ביניהם, לכמות התוספת יש את ההשפעה הגדולה ביותר על קצב אצירת המים, ורמת הצמיגות אינה ביחס ישר לרמת קצב אצירת המים. קצב ההמסה תלוי בעיקר במידת השינוי פני השטח של חלקיקי התאית ובדיקות החלקיקים. מבין אתרי התאית הנ"ל, למתיל תאית ולהידרוקסיפרופיל מתיל תאית יש שיעורי אצירת מים גבוהים יותר.

(3) שינויים בטמפרטורה ישפיעו קשות על קצב אצירת המים של מתיל תאית. באופן כללי, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך אצירת המים גרועה יותר. אם טמפרטורת המלט עולה על 40 מעלות צלזיוס, אצירת המים של מתיל תאית תפחת משמעותית, דבר שיפגע קשות בבניית המלט.

(4) למתיל תאית יש השפעה משמעותית על מבנה והידבקות של טיט. המונח "הידבקות" כאן מתייחס לכוח ההדבקה המורגש בין כלי ההדבקה של העובד לבין מצע הקיר, כלומר, עמידות הגזירה של הטיט. כושר ההדבקה גבוה, עמידות הגזירה של הטיט גדולה, והחוזק הנדרש מהעובדים בתהליך השימוש גם הוא גדול, וביצועי הבנייה של הטיט גרועים. הידבקות מתיל תאית נמצאת ברמה בינונית במוצרי אתר תאית.

3. הידרוקסיאתילצלולוז (HEC)

הוא עשוי מכותנה מזוקקת שטופלה בבסיס, ומגיבה עם אתילן אוקסיד כחומר אתריפיקציה בנוכחות אצטון. דרגת ההחלפה היא בדרך כלל 1.5~2.0. יש לו הידרופיליות חזקה וקל לספיגת לחות.

(1) הידרוקסיאתיל תאית מסיסה במים קרים, אך קשה להמיס אותה במים חמים. התמיסה שלה יציבה בטמפרטורה גבוהה ללא ג'ל. ניתן להשתמש בה לאורך זמן בטמפרטורה גבוהה בטיט, אך אצירת המים שלה נמוכה יותר מזו של מתיל תאית.

(2) הידרוקסיאתיל תאית יציבה לחומצות ובסיסים כלליים. אלקלי יכול להאיץ את התמוססותו ולהגביר מעט את צמיגותו. פיזור שלו במים מעט גרוע יותר מזה של מתיל תאית והידרוקסיפרופיל מתיל תאית.

(3) להידרוקסיאתיל תאית יש ביצועים טובים של מניעת שקיעה עבור טיט, אך יש לה זמן עיכוב ארוך יותר עבור צמנט.

(4) ביצועי הידרוקסי-אתיל תאית המיוצרים על ידי מפעלים מקומיים מסוימים נמוכים באופן ברור מאלה של מתיל תאית בשל תכולת המים הגבוהה ותכולת האפר הגבוהה שלה.

אתר עמילן

אתרי עמילן המשמשים במלטות מעוצבים מפולימרים טבעיים של פוליסכרידים מסוימים. כגון תפוחי אדמה, תירס, קסאווה, שעועית גואר וכן הלאה.

1. עמילן שעבר שינוי

לאתר עמילן שעבר שינוי מתפוחי אדמה, תירס, קסאווה וכו' יש אחוזי שמירה נמוכים משמעותית של מים מאשר לאתר תאית. בשל דרגות השינוי השונות, היציבות לחומצה ובסיס שונה. חלק מהמוצרים מתאימים לשימוש במלט מבוסס גבס, בעוד שאחרים ניתנים לשימוש במלט מבוסס צמנט. יישום אתר עמילן במלט משמש בעיקר כמעבה לשיפור תכונות מניעת הצניחה של המלט, הפחתת הידבקות של מלט רטוב והארכת זמן הפתיחה.

אתרי עמילן משמשים לעתים קרובות יחד עם תאית, כך שהתכונות והיתרונות של שני מוצרים אלה משלימים זה את זה. מכיוון שמוצרי אתר עמילן זולים בהרבה מאתר תאית, יישום אתר עמילן בטיט יביא להפחתה משמעותית בעלות ניסוחי הטיט.

2. אתר גואר גאם

אתר גואר גאם הוא סוג של אתר עמילן בעל תכונות מיוחדות, אשר מופק מפולי גואר טבעיים. בעיקר על ידי תגובת אתריפיקציה של גואר גאם וקבוצה פונקציונלית אקרילית, נוצר מבנה המכיל קבוצה פונקציונלית 2-הידרוקסיפרופיל, שהוא מבנה פוליגלקטומנוז.

(1) בהשוואה לאתר תאית, אתר גואר גאם מסיס יותר במים. תכונותיהם של גואר אתרים בעלי pH כמעט ולא מושפעות.

(2) בתנאים של צמיגות נמוכה ומינון נמוך, גואר גאם יכול להחליף אתר תאית בכמות שווה, ויש לו שמירה על מים דומה. אך העקביות, עמידות בפני שקיעה, התיקסוטרופיה וכן הלאה משתפרים באופן ברור.

(3) בתנאים של צמיגות גבוהה ומינון גדול, גואר גאם אינו יכול להחליף אתר תאית, ושימוש מעורב בשניהם יניב ביצועים טובים יותר.

(4) מריחת גואר גאם בטיט מבוסס גבס יכולה להפחית משמעותית את ההידבקות במהלך הבנייה ולהפוך את הבנייה לחלקה יותר. אין לכך השפעה שלילית על זמן ההתייצבות וחוזק טיט הגבס.

3. מעבה מים מינרליים משופר

מסמיך לאגירת מים, העשוי ממינרלים טבעיים באמצעות שינוי ותערובות, יושם בסין. המינרלים העיקריים המשמשים להכנת מסמיכים לאגירת מים הם: ספיוליט, בנטוניט, מונטמורילוניט, קאולין וכו'. למינרלים אלה תכונות מסוימות של אחסון ועיבוי מים באמצעות שינוי כגון חומרי צימוד. לסוג זה של מסמיך לאגירת מים המיושם על מלט יש את המאפיינים הבאים.

(1) זה יכול לשפר משמעותית את ביצועי טיט רגיל, ולפתור את הבעיות של יכולת פעולה לקויה של טיט צמנט, חוזק נמוך של טיט מעורב ועמידות ירודה למים.

(2) ניתן לנסח מוצרי טיט בעלי רמות חוזק שונות עבור מבנים תעשייתיים ואזרחיים כלליים.

(3) עלות החומר נמוכה משמעותית מזו של אתר תאית ואתר עמילן.

(4) אצירת המים נמוכה מזו של חומר אצירת המים האורגני, ערך הצטמקות היבשה של המלט המוכן גדול יותר, והקוהרנטיות מופחתת.

אבקת גומי פולימרי הניתנת לפיזור חוזר

אבקת גומי מתפזרת מחדש מעובדת על ידי ייבוש בהתזה של אמולסיה פולימרית מיוחדת. בתהליך העיבוד, קולואיד מגן, חומר מונע התגיישות וכו' הופכים לתוספים הכרחיים. אבקת הגומי המיובשת מורכבת מחלקיקים כדוריים בגודל 80~100 מ"מ שנאספים יחד. חלקיקים אלה מסיסים במים ויוצרים פיזור יציב, מעט גדול יותר מחלקיקי האמולסיה המקוריים. פיזור זה ייצור שכבה לאחר התייבשות וייבוש. שכבה זו היא בלתי הפיכה כמו היווצרות שכבת אמולסיה כללית, ולא תתפזר מחדש במגע עם מים. פיזורים.

ניתן לחלק אבקת גומי מתפזרת מחדש ל: קופולימר סטירן-בוטדיאן, קופולימר אתילן חומצה פחמתית שלישונית, קופולימר אתילן-אצטט חומצה אצטית וכו', ועל סמך זה, סיליקון, ויניל לאוראט וכו' מושתלים כדי לשפר את הביצועים. אמצעי שינוי שונים הופכים את אבקת הגומי המתפזרת מחדש לבעלת תכונות שונות כגון עמידות למים, עמידות אלקלית, עמידות בפני מזג אוויר וגמישות. מכיל ויניל לאוראט וסיליקון, מה שיכול להפוך את אבקת הגומי הידרופוביות טובה. ויניל קרבונט שלישוני מסועף מאוד עם ערך Tg נמוך וגמישות טובה.

כאשר אבקות גומי מסוג זה מורחות על טיט, לכולן יש השפעה מעכבת על זמן ההתייצבות של הצמנט, אך השפעת המעכבת קטנה יותר מזו של יישום ישיר של אמולסיות דומות. לשם השוואה, לסטירן-בוטדיאן יש את השפעת המעכבת הגדולה ביותר, ולאתילן-ויניל אצטט יש את השפעת המעכבת הקטנה ביותר. אם המינון קטן מדי, ההשפעה של שיפור ביצועי הטיט אינה ברורה.