Sausai maišomame statybiniame skiedinyje dažniausiai naudojamų priedų tipai, jų eksploatacinės charakteristikos, veikimo mechanizmas ir įtaka sausų mišinių gaminių savybėms. Pabrėžtinai buvo aptartas vandenį sulaikančių medžiagų, tokių kaip celiuliozės eteris ir krakmolo eteris, pakartotinai disperguojami latekso milteliai ir pluoštinės medžiagos, gerinantis sausų mišinių savybių poveikis.
Įmaišos vaidina pagrindinį vaidmenį gerinant sauso mišinio statybines savybes, tačiau pridėjus sauso mišinio, sauso mišinio gaminių medžiagų kaina gerokai padidėja, palyginti su tradiciniu skiediniu, kuris sudaro daugiau nei 40 % sauso mišinio medžiagų kainos. Šiuo metu nemažą dalį įmaišų tiekia užsienio gamintojai, o tiekėjas taip pat pateikia ir etaloninę produkto dozę. Dėl to sauso mišinio gaminių kaina išlieka didelė, ir sunku populiarinti įprastus mūro ir tinkavimo skiedinius, kurių kiekiai dideli ir plotai dideli; aukštos klasės rinkos produktus kontroliuoja užsienio įmonės, o sauso mišinio gamintojai gauna mažą pelną ir netoleruoja kainų; trūksta sistemingų ir tikslingų tyrimų apie vaistų taikymą, o aklai vadovaujamasi užsienio formulėmis.
Remiantis minėtomis priežastimis, šiame straipsnyje analizuojamos ir palyginamos kai kurios pagrindinės dažniausiai naudojamų priedų savybės ir, remiantis tuo, tiriamos sausų mišinių, pagamintų naudojant priedus, eksploatacinės savybės.
1 vandenį sulaikanti medžiaga
Vandenį sulaikanti medžiaga yra pagrindinė priemaiša, gerinanti sauso mišinio vandens sulaikymo savybes, ir ji taip pat yra viena iš pagrindinių priedų, lemiančių sauso mišinio medžiagų kainą.
1. Hidroksipropilmetilceliuliozės eteris (HPMC)
Hidroksipropilmetilceliuliozė yra bendrinis terminas, apibūdinantis produktų seriją, susidarančią šarminės celiuliozės ir eterinimo agento reakcijos metu tam tikromis sąlygomis. Šarminė celiuliozė pakeičiama skirtingais eterinimo agentais, siekiant gauti skirtingus celiuliozės eterius. Pagal pakaitų jonizacijos savybes celiuliozės eterius galima suskirstyti į dvi kategorijas: joninius (pvz., karboksimetilceliuliozė) ir nejoninius (pvz., metilceliuliozė). Pagal pakaitų tipą celiuliozės eterius galima suskirstyti į monoeterius (pvz., metilceliuliozė) ir mišrius eterius (pvz., hidroksipropilmetilceliuliozė). Pagal skirtingą tirpumą juos galima suskirstyti į vandenyje tirpius (pvz., hidroksietilceliuliozė) ir organiniuose tirpikliuose tirpius (pvz., etilo celiuliozė) ir kt. Sausai sumaišytas skiedinys daugiausia sudarytas iš vandenyje tirpios celiuliozės, o vandenyje tirpi celiuliozė skirstoma į greito ir paviršiniu būdu apdoroto uždelsto tirpimo.
Celiuliozės eterio veikimo mechanizmas skiedinyje yra toks:
(1) Hidroksipropilmetilceliuliozė lengvai tirpsta šaltame vandenyje ir sunkiai tirpsta karštame vandenyje. Tačiau jos stingimo temperatūra karštame vandenyje yra gerokai aukštesnė nei metilceliuliozės. Tirpumas šaltame vandenyje taip pat yra gerokai geresnis, palyginti su metilceliulioze.
(2) Hidroksipropilmetilceliuliozės klampumas yra susijęs su jos molekuline mase, ir kuo didesnė molekulinė masė, tuo didesnis klampumas. Temperatūra taip pat turi įtakos jos klampumui, kylant temperatūrai, klampumas mažėja. Tačiau didelis klampumas turi mažesnį temperatūros poveikį nei metilceliuliozė. Jos tirpalas yra stabilus laikant kambario temperatūroje.
(3) Hidroksipropilmetilceliuliozės vandens sulaikymas priklauso nuo jos įpylimo kiekio, klampumo ir kt., o jos vandens sulaikymo greitis, esant tokiam pačiam įpylimo kiekiui, yra didesnis nei metilceliuliozės.
(4) Hidroksipropilmetilceliuliozė yra atspari rūgštims ir šarmams, o jos vandeninis tirpalas yra labai stabilus pH = 2–12 intervale. Kaustinė soda ir kalkių vanduo mažai veikia jos veikimą, tačiau šarmai gali pagreitinti jos tirpimą ir padidinti klampumą. Hidroksipropilmetilceliuliozė yra atspari įprastoms druskoms, tačiau esant didelei druskos tirpalo koncentracijai, hidroksipropilmetilceliuliozės tirpalo klampumas linkęs didėti.
(5) Hidroksipropilmetilceliuliozė gali būti maišoma su vandenyje tirpiais polimeriniais junginiais, tokiais kaip polivinilo alkoholis, krakmolo eteris, augalinė derva ir kt., kad susidarytų vienodas ir didesnio klampumo tirpalas.
(6) Hidroksipropilmetilceliuliozė yra atsparesnė fermentams nei metilceliuliozė, o jos tirpalą fermentai skaido rečiau nei metilceliuliozės tirpalą.
(7) Hidroksipropilmetilceliuliozės sukibimas su skiedinio konstrukcija yra geresnis nei metilceliuliozės.
2. Metilceliuliozė (MC)
Rafinuotai medvilnei apdorojus šarmu, vykstant eilei reakcijų su metano chloridu kaip eterinimo agentu, susidaro celiuliozės eteris. Paprastai pakeitimo laipsnis yra 1,6–2,0, o tirpumas taip pat skiriasi priklausomai nuo pakeitimo laipsnio. Jis priklauso nejoniniams celiuliozės eteriams.
(1) Metilceliuliozė tirpsta šaltame vandenyje ir sunkiai tirpsta karštame vandenyje. Jos vandeninis tirpalas yra labai stabilus pH = 3–12 intervale. Ji gerai suderinama su krakmolu, guaro derva ir kt. bei daugeliu paviršinio aktyvumo medžiagų. Kai temperatūra pasiekia želatinizacijos temperatūrą, prasideda želatinizacijos procesas.
(2) Metilceliuliozės vandens sulaikymas priklauso nuo jos pridėto kiekio, klampumo, dalelių smulkumo ir tirpimo greičio. Paprastai, jei pridėtas kiekis yra didelis, smulkumas mažas, o klampumas didelis, vandens sulaikymo greitis yra didelis. Iš jų didžiausią įtaką vandens sulaikymo greičiui turi pridėto kiekio kiekis, o klampumo lygis nėra tiesiogiai proporcingas vandens sulaikymo greičiui. Tirpimo greitis daugiausia priklauso nuo celiuliozės dalelių paviršiaus modifikavimo laipsnio ir dalelių smulkumo. Iš minėtų celiuliozės eterių metilceliuliozė ir hidroksipropilmetilceliuliozė pasižymi didesniu vandens sulaikymo greičiu.
(3) Temperatūros pokyčiai daro didelę įtaką metilceliuliozės vandens sulaikymo greičiui. Paprastai kuo aukštesnė temperatūra, tuo blogesnis vandens sulaikymas. Jei skiedinio temperatūra viršija 40 °C, metilceliuliozės vandens sulaikymas žymiai sumažėja, o tai daro didelę įtaką skiedinio konstrukcijai.
(4) Metilceliuliozė daro didelę įtaką skiedinio konstrukcijai ir sukibimui. „Sukibimas“ čia reiškia sukibimo jėgą, jaučiamą tarp darbuotojo įrankio ir sienos pagrindo, t. y. skiedinio atsparumą šlyčiai. Sukibimas yra didelis, skiedinio atsparumas šlyčiai yra didelis, o darbuotojams reikalingas stiprumas naudojimo procese taip pat yra didelis, o skiedinio konstrukcinės savybės yra prastos. Metilceliuliozės sukibimas celiuliozės eterio produktuose yra vidutinis.
3. Hidroksietilceliuliozė (HEC)
Jis pagamintas iš rafinuotos medvilnės, apdorotos šarmu ir reaguojančios su etileno oksidu kaip eterinimo agentu acetono akivaizdoje. Pakeitimo laipsnis paprastai yra 1,5–2,0. Jis pasižymi stipriu hidrofiliškumu ir lengvai sugeria drėgmę.
(1) Hidroksietilceliuliozė tirpsta šaltame vandenyje, bet sunkiai tirpsta karštame vandenyje. Jos tirpalas yra stabilus aukštoje temperatūroje, nesudaro stingulio. Ją galima ilgą laiką naudoti skiedinyje aukštoje temperatūroje, tačiau jos vandens sulaikymas yra mažesnis nei metilceliuliozės.
(2) Hidroksietilceliuliozė yra atspari bendroms rūgštims ir šarmams. Šarmai gali pagreitinti jos tirpimą ir šiek tiek padidinti klampumą. Jos dispersiškumas vandenyje yra šiek tiek blogesnis nei metilceliuliozės ir hidroksipropilmetilceliuliozės.
(3) Hidroksietilceliuliozė pasižymi geromis savybėmis, apsaugančiomis nuo skiedinio sulinkimo, tačiau cemento džiūvimo laikas yra ilgesnis.
(4) Kai kurių vietinių įmonių gaminamos hidroksietilceliuliozės našumas yra akivaizdžiai mažesnis nei metilceliuliozės dėl didelio vandens kiekio ir didelio pelenų kiekio.
Krakmolo eteris
Grąžinėse medžiagose naudojami krakmolo eteriai yra modifikuoti iš natūralių kai kurių polisacharidų polimerų, tokių kaip bulvės, kukurūzai, manijokas, guaro pupelės ir kt.
1. Modifikuotas krakmolas
Iš bulvių, kukurūzų, manijokų ir kt. modifikuotas krakmolo eteris sulaiko vandenį žymiai mažiau nei celiuliozės eteris. Dėl skirtingo modifikavimo laipsnio skiriasi ir atsparumas rūgštims bei šarmams. Kai kurie produktai tinka naudoti gipso pagrindu pagamintuose skiediniuose, o kiti – cemento pagrindu pagamintuose skiediniuose. Krakmolo eteris skiedinyje daugiausia naudojamas kaip tirštiklis, siekiant pagerinti skiedinio atsparumą slūgimui, sumažinti šlapio skiedinio sukibimą ir pailginti jo veikimo laiką.
Krakmolo eteriai dažnai naudojami kartu su celiulioze, todėl šių dviejų produktų savybės ir privalumai vienas kitą papildo. Kadangi krakmolo eterių produktai yra daug pigesni nei celiuliozės eteriai, krakmolo eterio naudojimas skiedinyje žymiai sumažins skiedinio formulių kainą.
2. Guaro dervos eteris
Guaro dervos eteris yra krakmolo eterio rūšis, pasižyminti ypatingomis savybėmis, modifikuota iš natūralių guaro pupelių. Guaro dervos ir akrilo funkcinės grupės eterinimo reakcijos metu susidaro struktūra, turinti 2-hidroksipropilo funkcinę grupę, t. y. poligalaktomanozės struktūra.
(1) Palyginti su celiuliozės eteriu, guaro dervos eteris geriau tirpsta vandenyje. pH guaro eterių savybės iš esmės nepasikeičia.
(2) Esant mažam klampumui ir mažoms dozėms, guaro derva gali pakeisti celiuliozės eterį tokiu pat kiekiu ir turi panašų vandens sulaikymą. Tačiau konsistencija, atsparumas deformacijai, tiksotropija ir kiti privalumai akivaizdžiai pagerėja.
(3) Esant dideliam klampumui ir didelėms dozėms, guaro derva negali pakeisti celiuliozės eterio, o mišrus abiejų naudojimas užtikrins geresnį našumą.
(4) Guaro dervos naudojimas gipso pagrindu pagamintame skiedinyje gali žymiai sumažinti sukibimą statybos metu ir padaryti konstrukciją lygesnę. Tai neturi neigiamos įtakos gipso skiedinio stingimo laikui ir stiprumui.
3. Modifikuotas mineralinį vandenį sulaikantis tirštiklis
Kinijoje buvo pritaikytas vandenį sulaikantis tirštiklis, pagamintas iš natūralių mineralų modifikavimo ir maišymo būdu. Pagrindiniai mineralai, naudojami vandenį sulaikantiems tirštikliams gaminti, yra: sepiolitas, bentonitas, montmorilonitas, kaolinas ir kt. Šie mineralai pasižymi tam tikromis vandenį sulaikančiomis ir tirštinančiomis savybėmis dėl modifikavimo, pavyzdžiui, rišamųjų medžiagų. Šio tipo vandenį sulaikantis tirštiklis, naudojamas skiediniui, pasižymi šiomis savybėmis.
(1) Tai gali žymiai pagerinti įprasto skiedinio eksploatacines savybes ir išspręsti prasto cemento skiedinio eksploatavimo, mažo mišraus skiedinio stiprumo ir prasto atsparumo vandeniui problemas.
(2) Galima formuluoti skirtingo stiprumo skiedinio gaminius bendrosios paskirties pramoniniams ir civiliniams pastatams.
(3) Medžiagos kaina yra žymiai mažesnė nei celiuliozės eterio ir krakmolo eterio.
(4) Vandens sulaikymas yra mažesnis nei organinio vandens sulaikymo agento, paruošto skiedinio sausojo susitraukimo vertė yra didesnė, o sanglaudumas sumažėja.
Pakartotinai disperguojami polimeriniai gumos milteliai
Pakartotinai disperguojami gumos milteliai apdorojami purškiant džiovinant specialią polimerinę emulsiją. Apdorojimo procese apsauginis koloidas, lipnumą reguliuojanti medžiaga ir kt. tampa nepakeičiamais priedais. Džiovinti gumos milteliai yra keletas 80–100 mm dydžio sferinių dalelių, surinktų kartu. Šios dalelės tirpsta vandenyje ir sudaro stabilią dispersiją, šiek tiek didesnę nei pradinės emulsijos dalelės. Ši dispersija po dehidratacijos ir džiovinimo suformuoja plėvelę. Ši plėvelė yra tokia pat negrįžtama kaip ir įprasta emulsijos plėvelė ir nesusimaišo su vandeniu. Dispersijos.
Redispersiniai gumos milteliai gali būti skirstomi į: stireno-butadieno kopolimerą, tretinio anglies rūgšties etileno kopolimerą, etileno-acetato acto rūgšties kopolimerą ir kt., o remiantis šiais priedais, siekiant pagerinti jų savybes, į juos įterpiami silikonai, vinilo lauratai ir kt. Įvairios modifikavimo priemonės leidžia redispersiniams gumos milteliams pasižymėti skirtingomis savybėmis, tokiomis kaip atsparumas vandeniui, šarmams, oro sąlygoms ir lankstumas. Sudėtyje yra vinilo laurato ir silikono, kurie gali suteikti gumos milteliams gerą hidrofobiškumą. Labai šakotas vinilo tretinis karbonatas, turintis mažą Tg vertę ir gerą lankstumą.
Kai šie gumos milteliai užtepami ant skiedinio, jie visi lėtina cemento stingimo laiką, tačiau lėtinantis poveikis yra mažesnis nei tiesiogiai užtepus panašių emulsijų. Palyginimui, stireno-butadieno emulsija turi didžiausią lėtinantį poveikį, o etileno-vinilo acetato emulsija – mažiausią. Jei dozė per maža, skiedinio savybių gerinimo poveikis nėra akivaizdus.
Įrašo laikas: 2023 m. balandžio 3 d.