1. Necessitas aquae retentionis
Omnia genera fundamentorum quae mortarium ad aedificandum requirunt certum gradum absorptionis aquae habent. Postquam stratum basis aquam in mortario absorbuerit, constructibilitas mortarii deteriorabitur, et in casibus gravibus, materia cementitia in mortario non plene hydratabitur, quod efficit ut fortitudo imminuatur, praesertim fortitudo interfaciei inter mortarium induratum et stratum basis, mortarium findere et decidere faciens. Si mortarium tectorium aptam vim retentionis aquae habet, non solum efficaciam constructionis mortarii efficaciter augere potest, sed etiam aquam in mortario a strato basis difficilem absorptionem facere et sufficientem hydratationem cementi curare.
2. Problemata cum modis traditionalibus aquae retentionis
Solutio tradita est basim rigandam, sed fieri non potest ut basis aequaliter humectetur. Scopus hydratationis optimus mortarii cementi in basi est ut productum hydratationis cementi una cum basi aquam absorbeat, in basim penetret, et "nexum clavem" efficientem cum basi formet, ita ut robur nexus necessarium consequatur. Irrigatio directa in superficiem basis dispersionem gravem in absorptione aquae basis efficiet propter differentias temperaturae, temporis hydratationis, et uniformitatis hydratationis. Basis minorem absorptionem aquae habet et aquam in mortario absorbere perget. Antequam hydratatio cementi procedat, aqua absorbetur, quod hydrationem cementi et penetrationem productorum hydratationis in matricem afficit; basis magnam absorptionem aquae habet, et aqua in mortario ad basim fluit. Celeritas migrationis medii tarda est, et etiam stratum aquosum inter mortarium et matricem formatur, quod etiam robur nexus afficit. Ergo, usus communis methodi irrigationis basis non solum problema magnae absorptionis aquae in basi muri efficaciter solvere non poterit, sed etiam robur nexus inter mortarium et basin afficiet, quod ad cavum et fissuras efficiet.
3. Requisita variorum mortariorum ad aquae retentionem
Scopi retentionis aquae pro mortariis gypsis in certa area et in areis cum similibus condicionibus temperaturae et humiditatis adhibitis infra proponuntur.
①Substratum gypsinum, altae absorptionis aquae
Substrata magnae absorptionis aquae, quae a concreto aere incluso repraesentantur, inter quae variae leves tabulae partitionis, saxa, et cetera, proprietates magnae absorptionis aquae et longae durationis habent. Mortarium tectorium ad hoc genus strati fundamentalis adhibitum rationem retentionis aquae non minus quam 88% habere debet.
②Substratum gypsinum parvae absorptionis aquae
Substrata quae parvam absorptionem aquae ex concreto in situ fuso repraesentant, inter quae tabulae polystyreni ad insulationem parietum externorum, et cetera, absorptionem aquae relative parvam habent. Mortarium gypsarium pro talibus substratis adhibitum rationem retentionis aquae non minus quam 88% habere debet.
③Tegumentum gypsinum tenue
Tectoria tenui strato ad tectoriam structuram refertur cuius crassitudo strati tectorii inter 3 et 8 mm est. Hoc genus tectorii facile humorem amittit propter tenuem stratum tectorii, quod operabilitatem et firmitatem afficit. Pro mortario ad hoc genus tectorii adhibito, eius aquae retentio non minor est quam 99%.
④Crassa strata gypsum mortarii
Tectoria crassa ad structuram tectoriam refertur ubi crassitudo unius strati tectorii inter 8mm et 20mm est. Hoc genus tectorii propter crassitudinem strati tectorii aquam non facile perdit, ergo ratio retentionis aquae in mortario tectorio non minor quam 88% esse debet.
⑤Masticum aquae resistens
Massa glutinosa aquae resistens ut materia tectoria tenuissima adhibetur, cuius crassitudo generalis inter 1 et 2 mm est. Huiusmodi materiae proprietates aquae retinendae altissimas requirunt ut et operabilitas et robur adhaesionis confirmentur. Pro materiis glutinosis, ratio aquae retinendae non minor quam 99% esse debet, et ratio aquae retinendae massae glutinosae pro parietibus exterioribus maior esse debet quam massae glutinosae pro parietibus interioribus.
4. Genera materiarum aquam retinentium
Aether cellulosicus
1) Aether methylcellulosae (MC)
2) Aether Hydroxypropyl Methyl Cellulosus (HPMC)
3) Aether hydroxyethylcellulosae (HEC)
4) Aether carboxymethylcellulosae (CMC)
5) Aether Hydroxyethyl Methyl Cellulosus (HEMC)
Aether amyli
1) Aether amyli modificatus
2) Aether guar
Spissamentum aquam retinens minerale modificatum (montmorillonitum, bentonitum, etc.)
Quinque, sequentia in effectu variarum materiarum intenduntur.
1. Aether cellulosicus
1.1 Conspectus Aetheris Cellulosici
Aether cellulosicus est vocabulum generale pro serie productorum formatorum per reactionem cellulosae alcalinae et agentis aetherificationis sub certis condicionibus. Diversi aetheres cellulosici obtinentur quia fibra alcalina variis agentibus aetherificationis substituitur. Secundum proprietates ionizationis substituentium suorum, aetheres cellulosici in duas categorias dividi possunt: ionicos, ut carboxymethylcellulosa (CMC), et nonionicos, ut methylcellulosa (MC).
Secundum genera substituentium, aethera cellulosae in monoethera, ut methylcellulosae aether (MC), et mixta, ut hydroxyethylcarboxymethylcellulosae aether (HECMC), dividi possunt. Secundum varia solventia quae dissolvit, in duo genera dividi potest: in aqua solubilia et in solventibus organicis solubilia.
1.2 Varietates cellulosae principales
Carboxymethylcellulosa (CMC), gradus substitutionis practicus: 0.4-1.4; agens etherificationis, acidum monooxyaceticum; solvens dissolvens, aqua;
Carboxymethylhydroxyethylcellulosa (CMHEC), gradus substitutionis practicus: 0.7-1.0; agens etherificationis, acidum monooxyaceticum, oxydum aethyleni; solvens dissolvens, aqua.
Methylcellulosa (MC), gradus substitutionis practicus: 1.5-2.4; agens etherificationis, methylchloridum; solvens dissolvens, aqua;
Hydroxyethylcellulosa (HEC), gradus substitutionis practicus: 1.3-3.0; agens etherificationis, ethylenum oxidum; solvens dissolvens, aqua.
Hydroxyethylmethylcellulosa (HEMC), gradus substitutionis practicus: 1.5-2.0; agens etherificationis, ethyleni oxidum, methylchloridum; solvens dissolvens, aqua.
Hydroxypropylcellulosa (HPC), gradus substitutionis practicus: 2.5-3.5; agens etherificationis, propyleni oxidum; solvens dissolvens, aqua;
Hydroxypropylmethylcellulosa (HPMC), gradus substitutionis practicus: 1.5-2.0; agens etherificationis, propyleni oxidum, methylchloridum; solvens dissolvens, aqua;
Aethylcellulosa (EC), gradus substitutionis practicus: 2.3-2.6; agens etherificationis, monochloroethanum; solvens dissolvens, solvens organicum;
Aethylhydroxyethylcellulosa (EHEC), gradus substitutionis practicus: 2.4-2.8; agens etherificationis, monochloroethanum, oxydum aethyleni; solvens dissolvens, solvens organicum;
1.3 Proprietates cellulosae
1.3.1 Aether methylcellulosae (MC)
Methylcellulosa in aqua frigida solubilis est, et in aqua calida difficulter dissolvitur. Solutio eius aquosa in pH 3-12 valde stabilis est. Bona compatibilitas cum amylo, gummi guar, et aliis, et multis surfactantibus habet. Cum temperatura temperaturam gelationis attingit, gelatio fit.
②Aquae retentio methylcellulosae a quantitate addita, viscositate, subtilitate particularum et celeritate dissolutionis pendet. Generaliter, si quantitas addita magna est, subtilitas parva est, et viscositas magna est, aquae retentio alta est. Inter haec, quantitas additae maximum momentum in retentionem aquae habet, et minima viscositas non directe proportionalis est gradui retentionis aquae. Celeritas dissolutionis maxime pendet a gradu modificationis superficialis particularum cellulosae et subtilitate particularum. Inter aethera cellulosae, methylcellulosa maiorem ratem retentionis aquae habet.
③Mutatio temperaturae graviter aquae retentionem in methylcellulosa afficit. Generaliter, quo altior temperatura, eo peior aquae retentio. Si temperatura mortarii 40°C excedit, aquae retentio in methylcellulosa erit pessima, quod graviter constructionem mortarii afficiet.
④ Methylcellulosa vim magnam in constructionem et adhaesionem mortarii habet. "Adhaesio" hic ad vim adhaesivam inter instrumentum applicatorium operarii et substratum parietis sentitam refertur, id est, resistentiam tonsionis mortarii. Adhaesivitas alta est, resistentia tonsionis mortarii magna est, et operarii plus roboris in usu requirunt, et efficacia constructionis mortarii deterior fit. Adhaesio methylcellulosae in productis cellulosae aethereis moderata est.
1.3.2 Aether Hydroxypropyl Methyl Cellulosus (HPMC)
Hydroxypropylmethylcellulosa est productum fibrosum cuius productio et consumptio annis proximis celeriter augentur.
Aether mixtus cellulosae non-ionicae est, ex gossypio purificato post alcalisationem factus, oxido propylenico et methylchloridis ut agentibus etherificationis utentibus, et per seriem reactionum. Gradus substitutionis plerumque 1.5-2.0 est. Proprietates eius propter diversas rationes methoxyli et hydroxypropylorum differunt. Si methoxyli altum est, hydroxypropylorum parvum, effectus methylcellulosae proximus est; methoxyli parvum, hydroxypropylorum altum, effectus hydroxypropylcellulosae proximus est.
①Hydroxypropylmethylcellulosa facile in aqua frigida solubilis est, et difficulter in aqua calida dissolvitur. Sed temperatura gelationis eius in aqua calida significanter altior est quam methylcellulosae. Solubilitas etiam in aqua frigida comparata cum methylcellulosa valde augetur.
② Viscositas hydroxypropylmethylcellulosae cum pondere eius moleculari coniungitur, et quo maius pondus moleculare, eo maior viscositas. Temperatura etiam viscositatem eius afficit, cum temperatura crescit, viscositas decrescit. Sed viscositas eius minus a temperatura afficitur quam methylcellulosa. Solutio eius stabilis est cum temperatura ambiente servatur.
③Retentio aquae in hydroxypropylmethylcellulosa a quantitate addita, viscositate, etc. pendet, et ratio retentionis aquae sub eadem quantitate addita maior est quam in methylcellulosa.
④Hydroxypropylmethylcellulosa stabilis est acidis et alcali, et eius solutio aquosa valde stabilis est in spatio pH=2-12. Soda caustica et aqua calcis parum afficiunt eius actionem, sed alcali possunt accelerare eius dissolutionem et paulum augere viscositatem. Hydroxypropylmethylcellulosa stabilis est salibus communibus, sed cum concentratio solutionis salinae alta est, viscositas solutionis hydroxypropylmethylcellulosae augeri solet.
⑤Hydroxypropylmethylcellulosum cum polymeris aquasolubilibus misceri potest ut solutio uniformis et pellucida viscositate maiori formetur, ut exempli gratia, alcohol polyvinylicus, aether amyli, gummi vegetabilis, et cetera.
⑥ Hydroxypropylmethylcellulosa meliorem resistentiam enzymaticam quam methylcellulosa habet, et eius solutio minus probabile est ut ab enzymis degradetur quam methylcellulosa.
⑦ Adhaesio hydroxypropylmethylcellulosae ad structuram mortarii altior est quam methylcellulosae.
1.3.3 Aether hydroxyethylcellulosae (HEC)
Ex bombacio refinato, alcali tractato, cum oxido aethyleno, ut agente aetherificationis, in praesentia acetoni, reagit. Gradus substitutionis plerumque 1.5-2.0 est. Hydrophiliam magnam habet et facile humorem absorbet.
①Hydroxyethylcellulosa in aqua frigida solubilis est, sed in aqua calida difficulter dissolvitur. Solutio eius in alta temperatura stabilis est sine gelatina. Diu in mortario sub alta temperatura adhiberi potest, sed retentio aquae minor est quam methylcellulosae.
②Hydroxyethylcellulosa stabilis est acidis generalibus et alcali. Alcali dissolutionem eius accelerare et viscositatem paulum augere possunt. Dispersibilitas eius in aqua paulo peior est quam methylcellulosae et hydroxypropylmethylcellulosae.
③Hydroxyethylcellulosa bonam vim anti-sacchationis in mortario habet, sed longius tempus retardationis in cemento habet.
④Efficacia hydroxyethylcellulosae a quibusdam inceptis domesticis productae manifeste inferior est quam methylcellulosae propter magnum aquae contentum et magnum cineris contentum.
1.3.4 Aether carboxymethylcellulosae (CMC) ex fibris naturalibus (gossypio, cannabe, etc.) post curationem alcalinam, adhibito natrio monochloroacetato ut agente etherificationis, et per seriem reactionum ad aetherem cellulosae ionicum efficiendum fit. Gradus substitutionis plerumque 0.4-1.4 est, et eius efficacia a gradu substitutionis magnopere afficitur.
①Carboxymethylcellulosa valde hygroscopica est, et magnam aquae copiam continebit cum sub condicionibus generalibus servatur.
② Solutio aquosa hydroxymethylcellulosae gel non producet, et viscositas cum temperatura crescente decrescet. Cum temperatura 50°C excedit, viscositas irreversibilis est.
③ Stabilitas eius magnopere afficitur a pH. Generaliter, in mortario gypso fundato adhiberi potest, sed non in mortario cementicio. Cum valde alcalinum est, viscositatem perdit.
④ Aquae retentio eius multo minor est quam methylcellulosae. Mortarium gypsum retinere potest et eius firmitatem minuit. Pretium autem carboxymethylcellulosae multo inferius est quam methylcellulosae.
2. Aether amyli modificatus
Aethera amyli, quae in mortariis vulgo adhibentur, ex polymeris naturalibus quorundam polysaccharidorum modificantur. Exempli gratia, solanum tuberosum, frumentum Indicum, iucca, fabae guar, et cetera, in varia aethera amyli modificata modificantur. Aethera amyli quae in mortario vulgo adhibentur sunt aether hydroxypropyl amyli, aether hydroxymethyl amyli, et cetera.
Generaliter, aethera amyli ex solanis, frumento, et iuca modificata retentionem aquae significanter minorem habent quam aethera cellulosae. Propter diversum gradum modificationis, stabilitatem erga acidum et alcali diversam ostendit. Quaedam producta ad usum in mortariis gypsis fundatis apta sunt, alia autem in mortariis cementis fundatis adhiberi non possunt. Applicatio aetheris amyli in mortario praecipue ut spissator adhibetur ad proprietatem anti-flascivitatis mortarii emendandam, adhaesionem mortarii humidi minuendam, et tempus aperitionis prolongandum.
Aethera amyli saepe cum cellulosa adhibentur, unde proprietates et commoda duorum productorum complementariae sunt. Cum producta aetheris amyli multo viliora sint quam aether cellulosae, applicatio aetheris amyli in mortario significantem reductionem in pretio formularum mortarii afferet.
3. Aether gummi guar
Aether gummi guar est genus polysaccharidi aetherificati proprietatibus specialibus praediti, quod ex fabis guar naturalibus modificatum est. Praecipue per reactionem aetherificationis inter gummi guar et greges functionales acrylicos, structura continens greges functionales 2-hydroxypropyl formatur, quae est structura polygalactomannosa.
① Comparatus cum aethere cellulosae, aether gummi guar facilius in aqua dissolvitur. pH fere nullum effectum in aethere gummi guar habet.
②Sub condicionibus viscositatis humilis et dosis humilis, gummi guar aethere cellulosae pari quantitate substituere potest, et similem aquae retentionem habet. Sed constantia, resistentia-sagificationis, thixotropia et cetera manifeste augentur.
③Sub condicionibus viscositatis altae et dosis magnae, gummi guar aethere cellulosae substituere non potest, et usus mixtus utriusque meliorem efficaciam producet.
④Applicatio gummi guar in mortario gypso fundato adhaesionem in constructione significanter minuere et constructionem leniorem reddere potest. Nullum effectum adversum in tempus solidificationis et firmitatem mortarii gypsi habet.
5. Cum gummi guar ad mortarium cementitium et tectorium adhibetur, aethere cellulosae aequali quantitate substituere potest, et mortarium meliorem resistentiam flacciditatis, thixotropiam et levitatem constructionis praebere.
6. In mortario cum magna viscositate et alto contento agentis aquae retinentis, gummi guar et aether cellulosae una operabuntur ad optima consequenda.
⑦ Gummi guar etiam in productis ut glutino tegularum, agentibus autolibrandis solum, glutine aquae resistente, et mortario polymero ad insulationem parietum adhiberi potest.
4. Spissamentum aquam mineralem retinens modificatum
Inspissator aquam retinens, ex mineralibus naturalibus per modificationem et mixturam factus, in Sinis adhibitus est. Mineralia principalia ad spissatores aquam retinentes parandos adhibita sunt: sepiolita, bentonita, montmorillonita, kaolinum, et cetera. Haec mineralia proprietates quasdam aquam retinentes et spissantes, per modificationem, ut puta agentes copulantes, habent. Hoc genus spissatoris aquam retinens, mortario applicatum, sequentes proprietates habet.
① Potest insigniter augere efficaciam mortarii ordinarii, et solvere problemata malae operabilitatis mortarii cementi, humilis firmitatis mortarii mixti, et parvae resistentiae aquae.
② Mortaria cum variis gradibus roboris pro aedificiis industrialibus et civilibus generalibus formulari possunt.
③Pretium materiae humilis est.
④ Aquae retentio minor est quam agentium organicorum aquae retinentium, et valor contractionis siccae mortarii praeparati relative magnus est, et cohaesio imminuta est.
Tempus publicationis: III Martii, MMXXIII