1. Vandens sulaikymo būtinybė
Visų tipų pagrindai, kuriems statybai reikalingas skiedinys, turi tam tikrą vandens įgėrimo laipsnį. Kai pagrindinis sluoksnis sugeria vandenį iš skiedinio, skiedinio konstrukcinės savybės pablogėja, o sunkiais atvejais skiedinyje esanti cementinė medžiaga nėra visiškai hidratuota, todėl sumažėja stiprumas, ypač sukietėjusio skiedinio ir pagrindinio sluoksnio sąsajos stiprumas, todėl skiedinys gali įtrūkti ir subyrėti. Jei tinkavimo skiedinys pasižymi tinkamomis vandens sulaikymo savybėmis, jis gali ne tik efektyviai pagerinti skiedinio konstrukcines savybes, bet ir apsunkinti vandens įgėrimą į pagrindinį sluoksnį bei užtikrinti pakankamą cemento hidrataciją.
2. Tradicinių vandens sulaikymo metodų problemos
Tradicinis sprendimas yra palaistyti pagrindą, tačiau neįmanoma užtikrinti, kad pagrindas būtų tolygiai sudrėkintas. Idealus cemento skiedinio hidratacijos tikslas ant pagrindo yra tas, kad cemento hidratacijos produktas sugeria vandenį kartu su pagrindu, įsiskverbia į pagrindą ir sudaro efektyvią „raktinę jungtį“ su pagrindu, kad būtų pasiektas reikiamas sukibimo stiprumas. Laistant tiesiai ant pagrindo paviršiaus, dėl temperatūros, laistymo laiko ir laistymo vienodumo pagrindo vandens įgeriamumas smarkiai išsisklaido. Pagrindas sugeria mažiau vandens ir toliau sugeria vandenį iš skiedinio. Prieš prasidedant cemento hidratacijai, vanduo yra sugeriamas, o tai turi įtakos cemento hidratacijai ir hidratacijos produktų įsiskverbimui į matricą; pagrindas turi didelę vandens įgeriamybę, o vanduo iš skiedinio teka į pagrindą. Vidutinis migracijos greitis yra lėtas, o tarp skiedinio ir matricos susidaro vandeningas sluoksnis, kuris taip pat turi įtakos sukibimo stiprumui. Todėl naudojant įprastą pagrindo laistymo metodą ne tik nepavyks efektyviai išspręsti didelės sienos pagrindo vandens įgeriamumo problemos, bet ir bus paveiktas skiedinio ir pagrindo sukibimo stiprumas, dėl ko atsiras įdubimų ir įtrūkimų.
3. Įvairių skiedinių reikalavimai vandens sulaikymui
Toliau siūlomi tinko skiedinio gaminių, naudojamų tam tikroje vietovėje ir vietovėse, kuriose yra panašios temperatūros ir drėgmės sąlygos, vandens sulaikymo greičio tiksliniai rodikliai.
①Didelės vandens įgeriamumo pagrindo tinkavimo skiedinys
Didelio vandens įgeriamumo pagrindai, tokie kaip orą užpildantis betonas, įskaitant įvairias lengvas pertvarines plokštes, blokelius ir kt., pasižymi dideliu vandens įgeriamumu ir ilgaamžiškumu. Šio tipo pagrindo sluoksniui naudojamo tinko skiedinio vandens sulaikymo rodiklis turi būti ne mažesnis kaip 88 %.
② Mažai vandens įgeriantis pagrindo tinkavimo skiedinys
Mažai vandens įgeriantys pagrindai, tokie kaip monolitinis betonas, įskaitant polistireno plokštes išorinių sienų izoliacijai ir kt., pasižymi santykinai mažu vandens įgeriamumu. Tokiems pagrindams naudojamo tinko skiedinio vandens sulaikymo rodiklis turi būti ne mažesnis kaip 88 %.
③Plonasluoksnis tinkavimo skiedinys
Plonasluoksnis tinkavimas – tai tinko konstrukcija, kurios tinko sluoksnio storis yra nuo 3 iki 8 mm. Dėl plono tinko sluoksnio šio tipo tinko konstrukcija lengvai praranda drėgmę, o tai turi įtakos tinko tinkamumui naudoti ir stiprumui. Šio tipo tinkavimui naudojamo skiedinio vandens sulaikymo rodiklis yra ne mažesnis kaip 99 %.
④Storo sluoksnio tinkavimo skiedinys
Storo sluoksnio tinkavimas – tai tokia tinkavimo konstrukcija, kai vieno tinko sluoksnio storis yra nuo 8 mm iki 20 mm. Dėl storo tinko sluoksnio tokio tipo tinkavimo konstrukcija nelengvai praranda vandenį, todėl tinko skiedinio vandens sulaikymo rodiklis neturėtų būti mažesnis nei 88 %.
5 Vandeniui atsparus glaistas
Vandeniui atsparus glaistas naudojamas kaip itin plona tinkavimo medžiaga, o bendras konstrukcijos storis yra nuo 1 iki 2 mm. Tokioms medžiagoms reikalingos itin didelės vandens sulaikymo savybės, kad būtų užtikrintas jų tinkamumas naudoti ir sukibimo stiprumas. Glaistymo medžiagų vandens sulaikymo rodiklis neturėtų būti mažesnis nei 99 %, o išorinių sienų glaisto vandens sulaikymo rodiklis turėtų būti didesnis nei vidinių sienų glaisto.
4. Vandenį sulaikančių medžiagų tipai
Celiuliozės eteris
1) Metilceliuliozės eteris (MC)
2) Hidroksipropilmetilceliuliozės eteris (HPMC)
3) Hidroksietilceliuliozės eteris (HEC)
4) Karboksimetilceliuliozės eteris (CMC)
5) Hidroksietilmetilceliuliozės eteris (HEMC)
Krakmolo eteris
1) Modifikuotas krakmolo eteris
2) Guaro eteris
Modifikuotas mineralinis vandenį sulaikantis tirštiklis (montmorilonitas, bentonitas ir kt.)
Penkta, toliau daugiausia dėmesio skiriama įvairių medžiagų eksploatacinėms savybėms
1. Celiuliozės eteris
1.1 Celiuliozės eterio apžvalga
Celiuliozės eteris yra bendrinis terminas, apibūdinantis produktų seriją, susidarančią šarminės celiuliozės ir eterinimo agento reakcijos metu tam tikromis sąlygomis. Skirtingi celiuliozės eteriai gaunami, nes šarminis pluoštas pakeičiamas skirtingais eterinimo agentais. Pagal pakaitų jonizacijos savybes celiuliozės eterius galima suskirstyti į dvi kategorijas: joninius, tokius kaip karboksimetilceliuliozė (CMC), ir nejoninius, tokius kaip metilceliuliozė (MC).
Pagal pakaitų tipus celiuliozės eterius galima suskirstyti į monoeterius, tokius kaip metilceliuliozės eteris (MC), ir mišrius eterius, tokius kaip hidroksietilkarboksimetilceliuliozės eteris (HECMC). Pagal tirpiklius, kuriuose jie tirpsta, juos galima suskirstyti į du tipus: tirpius vandenyje ir tirpius organiniuose tirpikliuose.
1.2 Pagrindinės celiuliozės rūšys
Karboksimetilceliuliozė (CMC), praktinis pakeitimo laipsnis: 0,4–1,4; eterinimo agentas – monooksiacto rūgštis; tirpiklis – vanduo;
Karboksimetilhidroksietilceliuliozė (CMHEC), praktinis pakeitimo laipsnis: 0,7–1,0; eterinimo agentas – monooksiacto rūgštis, etileno oksidas; tirpiklis – vanduo;
Metilceliuliozė (MC), praktinis pakeitimo laipsnis: 1,5–2,4; eterinimo agentas – metilchloridas; tirpiklis – vanduo;
Hidroksietilceliuliozė (HEC), praktinis pakeitimo laipsnis: 1,3–3,0; eterinimo agentas – etileno oksidas; tirpiklis – vanduo;
Hidroksietilmetilceliuliozė (HEMC), praktinis pakeitimo laipsnis: 1,5–2,0; eterinimo agentas – etileno oksidas, metilchloridas; tirpiklis – vanduo;
Hidroksipropilceliuliozė (HPC), praktinis pakeitimo laipsnis: 2,5–3,5; eterinimo agentas – propileno oksidas; tirpiklis – vanduo;
Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC), praktinis pakeitimo laipsnis: 1,5–2,0; eterinimo agentas – propileno oksidas, metilo chloridas; tirpiklis – vanduo;
Etilceliuliozė (EC), praktinis pakeitimo laipsnis: 2,3–2,6; eterinimo agentas – monochloretanas; tirpiklis – organinis tirpiklis;
Etilhidroksietilceliuliozė (EHEC), praktinis pakeitimo laipsnis: 2,4–2,8; eterinimo agentas, monochloretanas, etileno oksidas; tirpiklis, organinis tirpiklis;
1.3 Celiuliozės savybės
1.3.1 Metilceliuliozės eteris (MC)
①Metilceliuliozė tirpsta šaltame vandenyje ir sunkiai ištirpsta karštame vandenyje. Jos vandeninis tirpalas yra labai stabilus pH = 3–12 diapazone. Ji gerai suderinama su krakmolu, guaro derva ir kt. bei daugeliu paviršinio aktyvumo medžiagų. Kai temperatūra pasiekia stingimo temperatūrą, prasideda stingimas.
②Metilceliuliozės vandens sulaikymas priklauso nuo jos pridėto kiekio, klampumo, dalelių smulkumo ir tirpimo greičio. Paprastai, jei pridėtas kiekis yra didelis, smulkumas yra mažas, o klampumas yra didelis, vandens sulaikymas yra didelis. Iš jų pridėto kiekio poveikis vandens sulaikymui yra didžiausias, o mažiausias klampumas nėra tiesiogiai proporcingas vandens sulaikymo lygiui. Tirpimo greitis daugiausia priklauso nuo celiuliozės dalelių paviršiaus modifikavimo laipsnio ir dalelių smulkumo. Iš celiuliozės eterių metilceliuliozė pasižymi didesniu vandens sulaikymo greičiu.
③ Temperatūros pokytis smarkiai paveiks metilceliuliozės vandens sulaikymo greitį. Paprastai kuo aukštesnė temperatūra, tuo blogesnis vandens sulaikymas. Jei skiedinio temperatūra viršija 40 °C, metilceliuliozės vandens sulaikymas bus labai prastas, o tai smarkiai paveiks skiedinio konstrukciją.
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. Lipnumas yra didelis, skiedinio atsparumas šlyčiai yra didelis, darbuotojams reikia daugiau tvirtumo naudojimo metu, todėl skiedinio konstrukcijos charakteristikos tampa prastos. Metilceliuliozės sukibimas celiuliozės eterio produktuose yra vidutinio lygio.
1.3.2 Hidroksipropilmetilceliuliozės eteris (HPMC)
Hidroksipropilmetilceliuliozė yra pluošto produktas, kurio gamyba ir vartojimas pastaraisiais metais sparčiai auga.
Tai nejoninis celiuliozės mišrusis eteris, pagamintas iš rafinuotos medvilnės po šarminimo, naudojant propileno oksidą ir metilchloridą kaip eterinimo agentus ir vykdant seriją reakcijų. Pakeitimo laipsnis paprastai yra 1,5–2,0. Jo savybės skiriasi dėl skirtingo metoksilo ir hidroksipropilo kiekio santykio. Didelis metoksilo ir mažas hidroksipropilo kiekis lemia artimą metilceliuliozės savybę; mažas metoksilo ir didelis hidroksipropilo kiekis lemia artimą hidroksipropilceliuliozės savybę.
①Hidroksipropilmetilceliuliozė lengvai tirpsta šaltame vandenyje ir sunkiai ištirpsta karštame vandenyje. Tačiau jos stingimo temperatūra karštame vandenyje yra žymiai 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 jos klampumui temperatūra daro mažesnę įtaką nei metilceliuliozės. Jos tirpalas yra stabilus laikant kambario temperatūroje.
③Hidroksipropilmetilceliuliozės vandens sulaikymas priklauso nuo jos pridėto kiekio, klampumo ir kt., o jos vandens sulaikymo greitis esant tokiam pačiam pridėtam kiekiui yra didesnis nei metilceliuliozės.
④Hidroksipropilmetilceliuliozė yra atspari rūgštims ir šarmams, o jos vandeninis tirpalas yra labai stabilus pH = 2–12 diapazone. Kaustinė soda ir kalkių vanduo mažai veikia jos veikimą, tačiau šarmai gali pagreitinti jos tirpimą ir šiek tiek 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 polimerais, tokiais kaip polivinilo alkoholis, krakmolo eteris, augalinė derva ir kt., kad susidarytų vienodas ir skaidrus didesnio klampumo tirpalas.
6. Hidroksipropilmetilceliuliozė yra atsparesnė fermentams nei metilceliuliozė, o jos tirpalą fermentai skaido rečiau nei metilceliuliozės tirpalą.
⑦Hidroksipropilmetilceliuliozės sukibimas su skiedinio konstrukcija yra didesnis nei metilceliuliozės.
1.3.3 Hidroksietilceliuliozės eteris (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.
①Hidroksietilceliuliozė 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 išlaikymas yra mažesnis nei metilceliuliozės.
②Hidroksietilceliuliozė 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.
③Hidroksietilceliuliozė pasižymi geromis skiedinio atsparumo dulkėms savybėmis, tačiau cemento džiūvimo laikas yra ilgesnis.
④Kai kurių vietinių įmonių gaminamos hidroksietilceliuliozės našumas yra akivaizdžiai mažesnis nei metilceliuliozės dėl didelio vandens kiekio ir didelio pelenų kiekio.
1.3.4 Karboksimetilceliuliozės eteris (CMC) gaminamas iš natūralių pluoštų (medvilnės, kanapių ir kt.), apdorotų šarmais, naudojant natrio monochloracetatą kaip eterinimo agentą ir atliekant keletą reakcijos apdorojimų, kad būtų pagamintas joninis celiuliozės eteris. Pakeitimo laipsnis paprastai yra 0,4–1,4, o jo veikimui labai įtakos turi pakeitimo laipsnis.
①Karboksimetilceliuliozė yra labai higroskopiška ir, laikant įprastomis sąlygomis, joje bus daug vandens.
②Hidroksimetilceliuliozės vandeninis tirpalas nesudarys gelio, o klampumas mažės kylant temperatūrai. Kai temperatūra viršija 50 ℃, klampumas tampa negrįžtamas.
③ Jo stabilumui didelę įtaką daro pH. Paprastai jį galima naudoti gipso pagrindu pagamintame skiedinyje, bet ne cemento pagrindu pagamintame skiedinyje. Kai jis labai šarminis, jis praranda klampumą.
④ Jo vandens sulaikymas yra daug mažesnis nei metilceliuliozės. Jis lėtina gipso pagrindo skiedinio gipso stingimą ir mažina jo stiprumą. Tačiau karboksimetilceliuliozės kaina yra žymiai mažesnė nei metilceliuliozės.
2. Modifikuotas krakmolo eteris
Krakmolo eteriai, dažniausiai naudojami skiediniuose, yra modifikuoti iš natūralių kai kurių polisacharidų polimerų. Pavyzdžiui, bulvių, kukurūzų, manijokų, guaro pupelių ir kt., jie modifikuojami į įvairius modifikuotus krakmolo eterius. Skiediniuose dažniausiai naudojami krakmolo eteriai yra hidroksipropilo krakmolo eteris, hidroksimetilo krakmolo eteris ir kt.
Paprastai iš bulvių, kukurūzų ir maniokų modifikuoti krakmolo eteriai pasižymi žymiai mažesniu vandens sulaikymu nei celiuliozės eteriai. Dėl skirtingo modifikavimo laipsnio jie pasižymi skirtingu stabilumu rūgštims ir šarmams. Kai kurie produktai tinka naudoti gipso pagrindu pagamintuose skiediniuose, o kiti negali būti naudojami cemento pagrindu pagamintuose skiediniuose. Krakmolo eteris skiedinyje daugiausia naudojamas kaip tirštiklis, siekiant pagerinti skiedinio atsparumą slūgimui, sumažinti šlapio skiedinio sukibimą ir pailginti atidarymo laiką.
Krakmolo eteriai dažnai naudojami kartu su celiulioze, todėl abu produktai turi vienas kitą papildančias savybes ir pranašumus. Kadangi krakmolo eterių produktai yra daug pigesni nei celiuliozės eteriai, krakmolo eterio naudojimas skiedinyje žymiai sumažins skiedinio formulių kainą.
3. Guaro dervos eteris
Guaro dervos eteris yra eterifikuotas polisacharidas, pasižymintis ypatingomis savybėmis, pagamintas iš natūralių guaro pupelių. Daugiausia vykstant eterinimo reakcijai tarp guaro dervos ir akrilinių funkcinių grupių, susidaro struktūra, turinti 2-hidroksipropilo funkcines grupes, t. y. poligalaktomanozės struktūra.
①Palyginti su celiuliozės eteriu, guaro dervos eteris lengviau tirpsta vandenyje. pH iš esmės neturi įtakos guaro dervos eterio veikimui.
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.
③Didelės klampos ir didelės dozės sąlygomis guaro derva negali pakeisti celiuliozės eterio, o mišrus abiejų naudojimas užtikrins geresnį našumą.
④Guaro 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.
5. Kai guaro derva dedama į cemento pagrindu pagamintą mūro ir tinkavimo skiedinį, ji gali tokiu pat kiekiu pakeisti celiuliozės eterį ir suteikti skiediniui geresnį atsparumą įdubimui, tiksotropiją ir konstrukcijos lygumą.
6. Didelio klampumo ir vandens sulaikymo medžiagų turinčiame skiedinyje guaro derva ir celiuliozės eteris veiks kartu, kad pasiektų puikių rezultatų.
⑦ Guaro derva taip pat gali būti naudojama tokiuose produktuose kaip plytelių klijai, savaime išsilyginančios grunto medžiagos, vandeniui atsparus glaistas ir polimerinis skiedinys sienų izoliacijai.
4. 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 mišinio stiprumo ir prasto atsparumo vandeniui problemas.
② Galima formuoti skirtingo stiprumo skiedinio gaminius bendrosios paskirties pramoniniams ir civiliniams pastatams.
③Medžiagų kaina yra maža.
4. Vandens sulaikymas yra mažesnis nei organinių vandens sulaikymo medžiagų, o paruošto skiedinio sausojo susitraukimo vertė yra santykinai didelė, o sanglaudis sumažėja.
Įrašo laikas: 2023 m. kovo 3 d.