1 Inleiding
Cementgebonden tegellijm is momenteel de meest gebruikte vorm van speciale droogmengmortel. Deze mortel bestaat uit cement als hoofdbestanddeel, aangevuld met verschillende soorten toeslagmateriaal, waterbindende middelen, verhardingsmiddelen, latexpoeder en andere organische of anorganische additieven. Voor gebruik hoeft de lijm alleen met water te worden gemengd. In vergelijking met gewone cementmortel verbetert deze lijm de hechtsterkte tussen het bekledingsmateriaal en de ondergrond aanzienlijk. Bovendien biedt de lijm een goede slipweerstand en uitstekende water- en slijtvastheid. De lijm wordt voornamelijk gebruikt voor decoratieve materialen zoals binnen- en buitenmuurtegels, vloertegels, enzovoort. De toepassing ervan is wijdverbreid in binnen- en buitenmuren, vloeren, badkamers, keukens en andere ruimtes in gebouwen. Het is momenteel de meest gebruikte lijm voor tegels.
Bij het beoordelen van de prestaties van tegellijm letten we doorgaans niet alleen op de verwerkingseigenschappen en de antislipwerking, maar ook op de mechanische sterkte en de open tijd. Cellulose-ether in tegellijm beïnvloedt niet alleen de reologische eigenschappen van de tegellijm, zoals de soepele verwerking en de hechting met een mes, maar heeft ook een sterke invloed op de mechanische eigenschappen van de tegellijm.
2. De invloed van tegellijm op de open tijd
Wanneer rubberpoeder en cellulose-ether samen voorkomen in natte mortel, tonen sommige datamodellen aan dat rubberpoeder een sterkere kinetische energie heeft om zich te hechten aan cementhydratatieproducten, en dat cellulose-ether zich meer in de interstitiële vloeistof bevindt, wat een grotere invloed heeft op de viscositeit en de uithardingstijd van de mortel. De oppervlaktespanning van cellulose-ether is hoger dan die van rubberpoeder, en een hogere concentratie cellulose-ether aan het grensvlak van de mortel bevordert de vorming van waterstofbruggen tussen het basisoppervlak en de cellulose-ether.
In de natte mortel verdampt het water, waardoor de cellulose-ether zich aan het oppervlak ophoopt. Binnen 5 minuten vormt zich een film op het morteloppervlak, die de daaropvolgende verdampingssnelheid verlaagt. Naarmate er meer water uit de dikkere mortellaag wordt verwijderd, migreert een deel ervan naar de dunnere mortellaag. De aanvankelijk gevormde film lost gedeeltelijk op en de watermigratie zorgt voor een verdere ophoping van cellulose-ether aan het morteloppervlak.
De filmvorming van cellulose-ether op het morteloppervlak heeft daarom een grote invloed op de prestaties van de mortel. 1) Als de gevormde film te dun is, lost deze tweemaal op, waardoor de verdamping van water niet wordt beperkt en de sterkte afneemt. 2) Als de gevormde film te dik is, is de concentratie cellulose-ether in de interstitiële vloeistof van de mortel hoog en de viscositeit hoog, waardoor de oppervlaktefilm moeilijk te breken is tijdens het plakken van de tegels. Het is duidelijk dat de filmvormende eigenschappen van cellulose-ether een grote invloed hebben op de open tijd. Het type cellulose-ether (HPMC, HEMC, MC, enz.) en de mate van verethering (substitutiegraad) beïnvloeden direct de filmvormende eigenschappen van cellulose-ether, en de hardheid en taaiheid van de film.
3. De invloed op de treksterkte
Naast de bovengenoemde gunstige eigenschappen die cellulose-ether aan mortel verleent, vertraagt het ook de hydratatiekinetiek van cement. Dit vertragende effect is voornamelijk te danken aan de adsorptie van cellulose-ethermoleculen aan verschillende minerale fasen in het te hydrateren cementsysteem. Over het algemeen wordt aangenomen dat cellulose-ethermoleculen voornamelijk worden geadsorbeerd aan water, zoals CSH en calciumhydroxide. Op de chemische producten wordt het zelden geadsorbeerd aan de oorspronkelijke minerale fase van klinker. Bovendien vermindert cellulose-ether de mobiliteit van ionen (Ca2+, SO42-, …) in de poriënoplossing door de verhoogde viscositeit van de poriënoplossing, waardoor het hydratatieproces verder wordt vertraagd.
Viscositeit is een andere belangrijke parameter die de chemische eigenschappen van cellulose-ether weergeeft. Zoals hierboven vermeld, beïnvloedt de viscositeit voornamelijk het waterretentievermogen en heeft het ook een significant effect op de verwerkbaarheid van de verse mortel. Experimentele studies hebben echter aangetoond dat de viscositeit van cellulose-ether vrijwel geen effect heeft op de hydratatiekinetiek van cement. Het molecuulgewicht heeft weinig invloed op de hydratatie, en het maximale verschil tussen verschillende molecuulgewichten bedraagt slechts 10 minuten. Daarom is het molecuulgewicht geen sleutelparameter voor het beheersen van de cementhydratatie.
De vertragende werking van cellulose-ether hangt af van de chemische structuur ervan. De algemene trend is dat, voor MHEC, hoe hoger de methyleringsgraad, hoe minder vertragend effect de cellulose-ether heeft. Bovendien is het vertragende effect van hydrofiele substitutie (zoals substitutie naar HEC) sterker dan dat van hydrofobe substitutie (zoals substitutie naar MH, MHEC, MHPC). Het vertragende effect van cellulose-ether wordt hoofdzakelijk beïnvloed door twee parameters: het type en de hoeveelheid substituentgroepen.
Uit onze systematische experimenten bleek tevens dat het gehalte aan substituenten een belangrijke rol speelt in de mechanische sterkte van tegellijmen. We hebben de prestaties van HPMC met verschillende substitutiegraden in tegellijmen geëvalueerd en het effect van cellulose-ethers met verschillende groepen onder verschillende uithardingsomstandigheden op de mechanische eigenschappen van tegellijmen onderzocht.
In de test beschouwen we HPMC, een samengestelde ether, dus moeten we de twee afbeeldingen combineren. HPMC heeft een bepaalde mate van absorptie nodig om de wateroplosbaarheid en lichtdoorlatendheid te garanderen. We weten dat het gehalte aan substituenten ook de geleertemperatuur van HPMC bepaalt, wat op zijn beurt de gebruiksomgeving van HPMC bepaalt. Op deze manier wordt het gehalte aan groepen dat doorgaans toepasbaar is in HPMC ook binnen een bepaald bereik afgebakend. Binnen dit bereik onderzoeken we hoe we methoxy- en hydroxypropoxygroepen het beste kunnen combineren om het optimale effect te bereiken. Figuur 2 laat zien dat binnen een bepaald bereik een toename van het gehalte aan methoxygroepen leidt tot een afname van de uittreksterkte, terwijl een toename van het gehalte aan hydroxypropoxygroepen leidt tot een toename van de uittreksterkte. Er is een vergelijkbaar effect voor de openingstijden.
De veranderingstrend van de mechanische sterkte onder open omstandigheden is consistent met die onder normale temperatuursomstandigheden. HPMC met een hoog methoxylgehalte (DS) en een laag hydroxypropoxylgehalte (MS) heeft een goede taaiheid van de film, maar dit heeft een tegengesteld effect op de bevochtigingseigenschappen van het natte mortelmateriaal.
Geplaatst op: 9 januari 2023