1. Суды сақтау қажеттілігі
Құрылыс үшін ерітінді қажет ететін барлық негіздер белгілі бір дәрежеде су сіңіруге ие. Негізгі қабат ерітіндідегі суды сіңіргеннен кейін, ерітіндінің құрылыстық қасиеттері нашарлайды, ал ауыр жағдайларда ерітіндідегі цементті материал толық ылғалданбайды, бұл беріктіктің төмендеуіне, әсіресе қатайтылған ерітінді мен негізгі қабат арасындағы шекаралық беріктікке әкеледі, бұл ерітіндінің жарылып, құлап кетуіне әкеледі. Егер сылақ ерітіндісі тиісті су ұстау қабілетіне ие болса, ол ерітіндінің құрылыстық қасиеттерін тиімді түрде жақсартып қана қоймай, сонымен қатар ерітіндідегі судың негізгі қабатқа сіңуін қиындатады және цементтің жеткілікті ылғалдануын қамтамасыз етеді.
2. Суды сақтаудың дәстүрлі әдістерімен байланысты мәселелер
Дәстүрлі шешім - негізді суару, бірақ негіздің біркелкі ылғалдануын қамтамасыз ету мүмкін емес. Цемент ерітіндісінің негізге арналған идеалды ылғалдану мақсаты - цементтің ылғалдану өнімі негізбен бірге суды сіңіріп, негізге еніп, негізбен тиімді «негізгі байланыс» түзіп, қажетті байланыс беріктігіне жетуі. Негіздің бетіне тікелей суару температураның, суару уақытының және суару біркелкілігінің айырмашылығына байланысты негіздің су сіңірілуінде елеулі дисперсияға әкеледі. Негіздің су сіңіруі аз және ерітіндідегі суды сіңіре береді. Цементтің ылғалдануы жүрмес бұрын, су сіңіріледі, бұл цементтің ылғалдануына және гидратация өнімдерінің матрицаға енуіне әсер етеді; негіздің су сіңіруі жоғары, ал ерітіндідегі су негізге ағады. Орташа миграция жылдамдығы баяу, тіпті ерітінді мен матрица арасында суға бай қабат пайда болады, бұл да байланыс беріктігіне әсер етеді. Сондықтан, негізгі суарудың кең таралған әдісін қолдану қабырға негізінің жоғары су сіңіру мәселесін тиімді шешіп қана қоймай, сонымен қатар ерітінді мен негіз арасындағы байланыс беріктігіне әсер етеді, нәтижесінде қуыс пайда болады және жарықтар пайда болады.
3. Суды ұстап тұру үшін әртүрлі ерітінділердің талаптары
Төменде белгілі бір аумақта және температура мен ылғалдылық жағдайлары ұқсас аймақтарда қолданылатын сылақ ерітіндісі өнімдерінің суды ұстау деңгейінің мақсатты көрсеткіштері ұсынылған.
①Суды жоғары сіңіретін субстрат сылағы ерітіндісі
Ауа өткізгіш бетонмен ұсынылған су сіңіргіштігі жоғары негіздер, соның ішінде әртүрлі жеңіл аралық тақталар, блоктар және т.б., суды жақсы сіңіру және ұзақ қызмет ету сипаттамаларына ие. Осы негізгі қабат үшін қолданылатын сылақ ерітіндісінің суды ұстау деңгейі кемінде 88% болуы керек.
②Су сіңіргіштігі төмен субстрат сылағы ерітіндісі
Сыртқы қабырға оқшаулауына арналған полистирол тақталарын қоса алғанда, құйылған бетонмен ұсынылған су сіңіргіштігі төмен негіздер салыстырмалы түрде төмен су сіңіргіштігіне ие. Мұндай негіздер үшін қолданылатын сылақ ерітіндісінің суды ұстау деңгейі кемінде 88%-ға жетуі керек.
③Жұқа қабатты сылақ ерітіндісі
Жұқа қабатты сылақ дегеніміз - сылақ қабатының қалыңдығы 3-тен 8 мм-ге дейінгі сылақ конструкциясын білдіреді. Бұл сылақ конструкциясы жұқа сылақ қабатына байланысты ылғалды оңай жоғалтады, бұл жұмысқа қабілеттілігі мен беріктігіне әсер етеді. Бұл сылақ түріне қолданылатын ерітінді үшін оның суды ұстау деңгейі 99%-дан кем емес.
④Қалың қабатты сылақ ерітіндісі
Қалың қабатты сылақ дегеніміз - бір сылақ қабатының қалыңдығы 8 мм мен 20 мм аралығында болатын сылақ конструкциясы. Бұл сылақ конструкциясы қалың сылақ қабатына байланысты суды жоғалту оңай емес, сондықтан сылақ ерітіндісінің суды ұстау деңгейі 88%-дан кем болмауы керек.
⑤Суға төзімді шпатлевка
Су өткізбейтін шпатлевка аса жұқа сылақ материалы ретінде қолданылады және жалпы құрылым қалыңдығы 1-ден 2 мм-ге дейін. Мұндай материалдардың жұмысқа жарамдылығын және байланыс беріктігін қамтамасыз ету үшін өте жоғары су ұстау қасиеттері қажет. Шпатлевка материалдары үшін оның су ұстау деңгейі 99%-дан кем болмауы керек, ал сыртқы қабырғаларға арналған шпатлевканың су ұстау деңгейі ішкі қабырғаларға арналған шпатлевкаға қарағанда жоғары болуы керек.
4. Су ұстайтын материалдардың түрлері
Целлюлоза эфирі
1) Метилцеллюлоза эфирі (MC)
2) Гидроксипропил метилцеллюлоза эфирі (HPMC)
3) Гидроксиэтилцеллюлоза эфирі (ГЭК)
4) Карбоксиметилцеллюлоза эфирі (КМК)
5) Гидроксиэтилметилцеллюлоза эфирі (HEMC)
Крахмал эфирі
1) Модификацияланған крахмал эфирі
2) Гуар эфирі
Модификацияланған минералды суды ұстайтын қоюландырғыш (монтмориллонит, бентонит және т.б.)
Бесіншіден, келесілер әртүрлі материалдардың өнімділігіне бағытталған
1. Целлюлоза эфирі
1.1 Целлюлоза эфиріне шолу
Целлюлоза эфирі - белгілі бір жағдайларда сілтілік целлюлоза мен эфирлеу агентінің реакциясы нәтижесінде түзілген өнімдер сериясының жалпы атауы. Сілтілік талшық әртүрлі эфирлеу агенттерімен алмастырылғандықтан, әртүрлі целлюлоза эфирлері алынады. Оның орынбасарларының иондану қасиеттеріне сәйкес, целлюлоза эфирлерін екі санатқа бөлуге болады: иондық, мысалы, карбоксиметилцеллюлоза (CMC) және иондық емес, мысалы, метилцеллюлоза (MC).
Орынбасарлардың түрлеріне сәйкес, целлюлоза эфирлерін метилцеллюлоза эфирі (MC) сияқты моноэфирлерге және гидроксиэтилкарбоксиметилцеллюлоза эфирі (HECMC) сияқты аралас эфирлерге бөлуге болады. Еріткіштерінің әртүрлілігіне байланысты оны екі түрге бөлуге болады: суда еритін және органикалық еріткіште еритін.
1.2 Целлюлозаның негізгі түрлері
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), практикалық орынбасу дәрежесі: 0,4-1,4; этерификация агенті, монооксисірке қышқылы; еріткіш, су;
Карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза (CMHEC), практикалық орынбасу дәрежесі: 0,7-1,0; этерификация агенті, монооксисірке қышқылы, этилен оксиді; еріткіш, су;
Метилцеллюлоза (MC), практикалық орынбасу дәрежесі: 1,5-2,4; этерификация агенті, метилхлорид; еріткіш, су;
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ), практикалық орынбасу дәрежесі: 1,3-3,0; этерификация агенті, этилен оксиді; еріткіш, су;
Гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЭМЦ), практикалық орынбасу дәрежесі: 1,5-2,0; этерификация агенті, этилен оксиді, метилхлорид; еріткіш, су;
Гидроксипропилцеллюлоза (ЖПЦ), практикалық орынбасу дәрежесі: 2,5-3,5; этерификация агенті, пропилен оксиді; еріткіш, су;
Гидроксипропил метилцеллюлозасы (ЖМЦ), практикалық орынбасу дәрежесі: 1,5-2,0; этерификация агенті, пропилен оксиді, метилхлорид; еріткіш, су;
Этилцеллюлоза (ЭЦ), практикалық орын басу дәрежесі: 2.3-2.6; этерификация агенті, монохлорэтан; еріткіш, органикалық еріткіш;
Этил гидроксиэтилцеллюлозасы (ЭГЭЦ), практикалық орынбасу дәрежесі: 2.4-2.8; этерификация агенті, монохлорэтан, этилен оксиді; еріткіш, органикалық еріткіш;
1.3 Целлюлозаның қасиеттері
1.3.1 Метилцеллюлоза эфирі (MC)
①Метилцеллюлоза суық суда ериді, ыстық суда еруі қиын болады. Оның сулы ерітіндісі рН=3-12 аралығында өте тұрақты. Ол крахмалмен, гуар шайырымен және т.б. және көптеген беттік белсенді заттармен жақсы үйлесімді. Температура гельдену температурасына жеткенде гельдену жүреді.
2 Метилцеллюлозаның суды ұстауы оның қосылу мөлшеріне, тұтқырлығына, бөлшектердің ұсақтығына және еру жылдамдығына байланысты. Әдетте, қосу мөлшері көп, ұсақтығы аз, ал тұтқырлығы көп болса, суды ұстау жоғары болады. Олардың ішінде қосу мөлшері суды ұстауға ең үлкен әсер етеді, ал ең төменгі тұтқырлық суды ұстау деңгейіне тікелей пропорционалды емес. Еру жылдамдығы негізінен целлюлоза бөлшектерінің беткі модификация дәрежесіне және бөлшектердің ұсақтығына байланысты. Целлюлоза эфирлерінің ішінде метилцеллюлозаның суды ұстау жылдамдығы жоғары.
③Температураның өзгеруі метилцеллюлозаның суды ұстап тұру жылдамдығына айтарлықтай әсер етеді. Әдетте, температура неғұрлым жоғары болса, суды ұстап тұру соғұрлым нашар болады. Егер ерітінді температурасы 40°C-тан асса, метилцеллюлозаның суды ұстап тұруы өте нашар болады, бұл ерітіндінің құрылымына айтарлықтай әсер етеді.
④ Метилцеллюлоза ерітіндінің құрылымы мен адгезиясына айтарлықтай әсер етеді. Мұндағы «адгезия» жұмысшының аппликатор құралы мен қабырға негізі арасында сезілетін адгезия күшін, яғни ерітіндінің ығысу кедергісін білдіреді. Адгезия жоғары, ерітіндінің ығысу кедергісі жоғары, жұмысшылар пайдалану кезінде көбірек беріктік қажет етеді, ал ерітіндінің құрылымдық өнімділігі нашарлайды. Целлюлоза эфир өнімдерінде метилцеллюлозаның адгезиясы орташа деңгейде болады.
1.3.2 Гидроксипропил метилцеллюлоза эфирі (HPMC)
Гидроксипропил метилцеллюлозасы - соңғы жылдары өндірісі мен тұтынуы тез артып келе жатқан талшықты өнім.
Бұл тазартылған мақтадан сілтілеуден кейін, пропилен оксиді мен метилхлоридті эфирлеу агенттері ретінде пайдаланып және бірқатар реакциялар арқылы жасалған иондық емес целлюлоза аралас эфирі. Орын басу дәрежесі әдетте 1,5-2,0 құрайды. Оның қасиеттері метоксил мөлшері мен гидроксипропил мөлшерінің әртүрлі қатынасына байланысты әртүрлі. Метоксил мөлшері жоғары және гидроксипропил мөлшері төмен, өнімділігі метилцеллюлозаға жақын; метоксил мөлшері төмен және гидроксипропил мөлшері жоғары, өнімділігі гидроксипропилцеллюлозаға жақын.
①Гидроксипропил метилцеллюлозасы суық суда оңай ериді, ал ыстық суда еруі қиын болады. Бірақ оның ыстық судағы гельдену температурасы метилцеллюлозаға қарағанда айтарлықтай жоғары. Суық судағы ерігіштігі метилцеллюлозамен салыстырғанда айтарлықтай жақсарған.
2 Гидроксипропил метилцеллюлозаның тұтқырлығы оның молекулалық салмағына байланысты, ал молекулалық салмағы неғұрлым жоғары болса, тұтқырлығы соғұрлым жоғары болады. Температура оның тұтқырлығына да әсер етеді, температура жоғарылаған сайын тұтқырлық төмендейді. Бірақ оның тұтқырлығына метилцеллюлозаға қарағанда температура аз әсер етеді. Оның ерітіндісі бөлме температурасында сақталған кезде тұрақты болады.
③Гидроксипропил метилцеллюлозаның суды ұстауы оның қосылу мөлшеріне, тұтқырлығына және т.б. байланысты, ал сол қосылған мөлшердегі суды ұстау жылдамдығы метилцеллюлозаға қарағанда жоғары.
④Гидроксипропил метилцеллюлозасы қышқыл мен сілтіге тұрақты, ал оның сулы ерітіндісі рН=2-12 аралығында өте тұрақты. Каустикалық сода мен әк суы оның жұмысына аз әсер етеді, бірақ сілті оның еруін тездетіп, тұтқырлығын аздап арттыра алады. Гидроксипропил метилцеллюлозасы қарапайым тұздарға тұрақты, бірақ тұз ерітіндісінің концентрациясы жоғары болған кезде гидроксипропил метилцеллюлоза ерітіндісінің тұтқырлығы артады.
⑤Гидроксипропил метилцеллюлозасын суда еритін полимерлермен араластырып, тұтқырлығы жоғары біркелкі және мөлдір ерітінді түзуге болады. Мысалы, поливинил спирті, крахмал эфирі, өсімдік шайыры және т.б.
⑥ Гидроксипропил метилцеллюлозасы метилцеллюлозаға қарағанда ферменттерге төзімділігі жоғары, ал оның ерітіндісінің метилцеллюлозаға қарағанда ферменттермен ыдырауы ықтималдығы аз.
⑦Гидроксипропил метилцеллюлозаның ерітінді конструкциясына адгезиясы метилцеллюлозаға қарағанда жоғары.
1.3.3 Гидроксиэтилцеллюлоза эфирі (ГЭК)
Ол сілтілікпен өңделген тазартылған мақтадан жасалған және ацетонның қатысуымен этилен оксидімен этерификация агенті ретінде әрекеттеседі. Алмастыру дәрежесі әдетте 1,5-2,0 құрайды. Ол күшті гидрофильділікке ие және ылғалды оңай сіңіреді.
1 Гидроксиэтилцеллюлоза суық суда ериді, бірақ ыстық суда еруі қиын. Оның ерітіндісі жоғары температурада тұрақты, гель түзбейді. Оны ерітіндіде жоғары температурада ұзақ уақыт қолдануға болады, бірақ оның суды ұстауы метилцеллюлозаға қарағанда төмен.
2 Гидроксиэтилцеллюлоза жалпы қышқыл мен сілтіге төзімді. Сілті оның еруін тездетіп, тұтқырлығын аздап арттыра алады. Оның судағы дисперсиясы метилцеллюлоза мен гидроксипропилметилцеллюлозаға қарағанда сәл нашар.
③Гидроксиэтилцеллюлоза ерітінді үшін жақсы салбырауға қарсы қасиеттерге ие, бірақ цемент үшін оның баяулау уақыты ұзағырақ.
④Кейбір отандық кәсіпорындар шығаратын гидроксиэтилцеллюлозаның өнімділігі метилцеллюлозаға қарағанда судың көптігі мен күлдің көптігіне байланысты төмен екені анық.
1.3.4 Карбоксиметилцеллюлоза эфирі (КМТ) сілтімен өңдеуден кейін табиғи талшықтардан (мақта, қарасора және т.б.) жасалады, натрий монохлорацетат этерификация агенті ретінде қолданылады және иондық целлюлоза эфирін жасау үшін бірқатар реакциялық өңдеулерден өтеді. Алмастыру дәрежесі әдетте 0,4-1,4 құрайды, және оның өнімділігіне алмастыру дәрежесі үлкен әсер етеді.
①Карбоксиметилцеллюлоза өте гигроскопиялық және жалпы жағдайда сақталған кезде көп мөлшерде су болады.
2 Гидроксиметилцеллюлозаның сулы ерітіндісі гель түзбейді, ал тұтқырлық температураның жоғарылауымен төмендейді. Температура 50 ℃-тан асқанда, тұтқырлық қайтымсыз болады.
③ Оның тұрақтылығына рН қатты әсер етеді. Әдетте, оны гипс негізіндегі ерітіндіде қолдануға болады, бірақ цемент негізіндегі ерітіндіде қолдануға болмайды. Жоғары сілтілі болған кезде тұтқырлығы жоғалады.
④ Оның суды ұстау қабілеті метилцеллюлозаға қарағанда әлдеқайда төмен. Ол гипс негізіндегі ерітіндіге баяулататын әсер етеді және беріктігін төмендетеді. Дегенмен, карбоксиметилцеллюлозаның бағасы метилцеллюлозаға қарағанда айтарлықтай төмен.
2. Модификацияланған крахмал эфирі
Әдетте ерітінділерде қолданылатын крахмал эфирлері кейбір полисахаридтердің табиғи полимерлерінен модификацияланған. Мысалы, картоп, жүгері, маниок, гуар бұршақтары және т.б. әртүрлі модификацияланған крахмал эфирлеріне модификацияланған. Ерітінділерде жиі қолданылатын крахмал эфирлеріне гидроксипропил крахмал эфирі, гидроксиметил крахмал эфирі және т.б. жатады.
Әдетте, картоптан, жүгеріден және маниоктан модификацияланған крахмал эфирлерінің суды ұстау қабілеті целлюлоза эфирлеріне қарағанда айтарлықтай төмен. Модификация дәрежесі әртүрлі болғандықтан, ол қышқыл мен сілтіге әртүрлі тұрақтылық көрсетеді. Кейбір өнімдер гипс негізіндегі ерітінділерде қолдануға жарамды, ал басқаларын цемент негізіндегі ерітінділерде қолдануға болмайды. Крахмал эфирін ерітіндіге қолдану негізінен ерітіндінің салбырауға қарсы қасиетін жақсарту, дымқыл ерітіндінің адгезиясын азайту және ашылу уақытын ұзарту үшін қоюландырғыш ретінде қолданылады.
Крахмал эфирлері көбінесе целлюлозамен бірге қолданылады, бұл екі өнімнің бірін-бірі толықтыратын қасиеттері мен артықшылықтарын береді. Крахмал эфирі өнімдері целлюлоза эфиріне қарағанда әлдеқайда арзан болғандықтан, крахмал эфирін ерітіндіге қолдану ерітінді құрамдарының құнын айтарлықтай төмендетеді.
3. Гуар шайыры эфирі
Гуар шайыры эфирі - табиғи гуар бұршақтарынан модификацияланған ерекше қасиеттері бар эфирленген полисахаридтің бір түрі. Негізінен гуар шайыры мен акрил функционалды топтары арасындағы эфирлену реакциясы арқылы 2-гидроксипропил функционалды топтары бар құрылым түзіледі, ол полигалактоманноза құрылымы болып табылады.
1 Целлюлоза эфирімен салыстырғанда, гуар шайыры эфирі суда оңай ериді. РН негізінен гуар шайыры эфирінің жұмысына әсер етпейді.
2 Тұтқырлығы төмен және мөлшері аз болған жағдайда, гуар шайыры целлюлоза эфирін тең мөлшерде алмастыра алады және суды ұстап тұру қабілеті ұқсас, бірақ консистенциясы, салбырауына қарсылығы, тиксотропиясы және т.б. айқын жақсарады.
③Жоғары тұтқырлық және үлкен мөлшерде гуар шайыры целлюлоза эфирін алмастыра алмайды, ал екеуін аралас қолдану жақсы өнімділікке әкеледі.
④Гипс негізіндегі ерітіндіге гуар шайырын қолдану құрылыс кезіндегі адгезияны айтарлықтай азайтып, құрылымды тегіс етеді. Бұл гипс ерітіндісінің қату уақыты мен беріктігіне теріс әсер етпейді.
⑤ Гуар шайыры цемент негізіндегі қалау және сылақ ерітіндісіне қолданылған кезде, ол целлюлоза эфирін тең мөлшерде алмастыра алады және ерітіндіге жақсы майысуға төзімділік, тиксотропия және тегіс құрылым береді.
⑥Тұтқырлығы жоғары және су ұстағыш агенттің көп мөлшері бар ерітіндіде гуар шайыры мен целлюлоза эфирі бірге жұмыс істеп, тамаша нәтижелерге қол жеткізеді.
⑦ Гуар шайырын плитка желімдері, жерге тегістейтін агенттер, су өткізбейтін шпатлевка және қабырға оқшаулауына арналған полимерлі ерітінді сияқты өнімдерде де қолдануға болады.
4. Модификацияланған минералды суды ұстайтын қоюландырғыш
Табиғи минералдардан модификациялау және қосылыстау арқылы жасалған су ұстайтын қоюландырғыш Қытайда қолданылған. Су ұстайтын қоюландырғыштарды дайындау үшін қолданылатын негізгі минералдар: сепиолит, бентонит, монтмориллонит, каолин және т.б. Бұл минералдар байланыстырушы агенттер сияқты модификациялау арқылы белгілі бір су ұстайтын және қоюландыратын қасиеттерге ие. Ерітіндіге қолданылатын су ұстайтын қоюландырғыштың бұл түрі келесі сипаттамаларға ие.
1 Бұл кәдімгі ерітіндінің өнімділігін айтарлықтай жақсарта алады және цемент ерітіндісінің нашар жұмыс істеу қабілеті, аралас ерітіндінің төмен беріктігі және суға төзімділігінің нашарлығы мәселелерін шеше алады.
2 Жалпы өнеркәсіптік және азаматтық ғимараттарға арналған әртүрлі беріктік деңгейлері бар ерітінді бұйымдарын жасауға болады.
③ Материалдың құны төмен.
④ Суды ұстау органикалық суды ұстайтын агенттерге қарағанда төмен, ал дайындалған ерітіндінің құрғақ шөгу мәні салыстырмалы түрде жоғары және бірізділік төмендейді.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 3 наурыз