Celluloseetere i flislim

1 Innledning

Sementbasert flislim er for tiden den største bruksområdet for spesiell tørrblandet mørtel, som består av sement som hovedsementbasert materiale og supplert med graderte tilslag, vannholdende midler, tidlig styrkemidler, latekspulver og andre organiske eller uorganiske tilsetningsstoffer. Vanligvis trenger den bare å blandes med vann når den brukes. Sammenlignet med vanlig sementmørtel kan den forbedre bindingsstyrken mellom kledningsmaterialet og underlaget betraktelig, og har god sklisikring og utmerket vann- og vannavstøtende egenskaper. Den brukes hovedsakelig til å lime dekorative materialer som innvendige og utvendige veggfliser, gulvfliser osv. Det er mye brukt i innvendige og utvendige vegger, gulv, bad, kjøkken og andre bygningsdekorasjonssteder. Det er for tiden det mest brukte flislimingsmaterialet.

Vanligvis når vi vurderer ytelsen til et flislim, legger vi ikke bare vekt på dets driftsytelse og anti-glideevne, men også på dets mekaniske styrke og åpningstid. Celluloseeter i flislim påvirker ikke bare de reologiske egenskapene til porselenslimet, for eksempel jevn drift, heftevne osv., men har også sterk innflytelse på de mekaniske egenskapene til flislimet.

2. Virkningen på åpningstiden til flislim

Når gummipulver og celluloseeter sameksisterer i våt mørtel, viser noen datamodeller at gummipulver har sterkere kinetisk energi til å feste seg til sementhydreringsprodukter, og celluloseeter finnes mer i interstitiell væske, noe som påvirker mørtelens viskositet og herdetid mer. Overflatespenningen til celluloseeter er høyere enn for gummipulver, og mer celluloseeteranriking på mørtelgrensesnittet vil være gunstig for dannelsen av hydrogenbindinger mellom baseoverflaten og celluloseeteren.

I den våte mørtelen fordamper vannet i mørtelen, og celluloseeteren anrikes på overflaten, og det dannes en film på mørtelens overflate i løpet av 5 minutter, noe som vil redusere den påfølgende fordampningshastigheten ettersom mer vann fjernes fra den tykkere mørtelen. En del av det migrerer til det tynnere mørtellaget, og filmen som dannes i begynnelsen oppløses delvis, og vannmigrasjonen vil føre til mer celluloseeteranriking på mørteloverflaten.

Derfor har filmdannelsen av celluloseeter på mørteloverflaten stor innflytelse på mørtelens ytelse. 1) Den dannede filmen er for tynn og vil bli oppløst to ganger, noe som ikke kan begrense fordampningen av vann og redusere styrken. 2) Den dannede filmen er for tykk, konsentrasjonen av celluloseeter i mørtelens mellomliggende væske er høy, og viskositeten er høy, så det er ikke lett å bryte overflatefilmen når flisene limes. Det kan sees at celluloseeterens filmdannende egenskaper har større innvirkning på åpningstiden. Typen celluloseeter (HPMC, HEMC, MC, etc.) og graden av foretring (substitusjonsgrad) påvirker direkte celluloseeterens filmdannende egenskaper, samt filmens hardhet og seighet.

3. Innflytelsen på strekkfastheten

I tillegg til å gi mørtelen de ovennevnte gunstige egenskapene, forsinker celluloseeter også hydreringskinetikken til sement. Denne retarderende effekten skyldes hovedsakelig adsorpsjonen av celluloseetermolekyler på ulike mineralfaser i sementsystemet som hydreres, men generelt sett er det enighet om at celluloseetermolekyler hovedsakelig adsorberes på vann som CSH og kalsiumhydroksid. På kjemiske produkter adsorberes det sjelden på den opprinnelige mineralfasen av klinker. I tillegg reduserer celluloseeter mobiliteten til ioner (Ca2+, SO42-, …) i poreløsningen på grunn av den økte viskositeten til poreløsningen, og forsinker dermed hydreringsprosessen ytterligere.

Viskositet er en annen viktig parameter som representerer de kjemiske egenskapene til celluloseeter. Som nevnt ovenfor påvirker viskositeten hovedsakelig vannretensjonskapasiteten og har også en betydelig effekt på bearbeidbarheten til den ferske mørtelen. Eksperimentelle studier har imidlertid funnet at viskositeten til celluloseeter nesten ikke har noen effekt på sementens hydreringskinetikk. Molekylvekt har liten effekt på hydrering, og den maksimale forskjellen mellom forskjellige molekylvekter er bare 10 min. Derfor er ikke molekylvekt en nøkkelparameter for å kontrollere sementens hydrering.

Retardasjonen av celluloseeter avhenger av dens kjemiske struktur, og den generelle trenden konkluderer med at for MHEC, jo høyere metyleringsgrad, desto mindre er den retarderende effekten av celluloseeter. I tillegg er den retarderende effekten av hydrofil substitusjon (som substitusjon til HEC) sterkere enn den av hydrofob substitusjon (som substitusjon til MH, MHEC, MHPC). Den retarderende effekten av celluloseeter påvirkes hovedsakelig av to parametere, typen og mengden av substituentgrupper.

Våre systematiske eksperimenter fant også at innholdet av substituenter spiller en viktig rolle i den mekaniske styrken til flislim. Vi evaluerte ytelsen til HPMC med forskjellige grader av substitusjon i flislim, og testet effekten av celluloseetere som inneholder forskjellige grupper under forskjellige herdeforhold på effekter på mekaniske egenskaper til flislim.

I testen vurderer vi HPMC, som er en sammensatt eter, så vi må sette de to bildene sammen. For HPMC trenger den en viss grad av absorpsjon for å sikre vannløselighet og lysgjennomgang. Vi kjenner innholdet av substituenter. Det bestemmer også geltemperaturen til HPMC, som også bestemmer bruksmiljøet til HPMC. På denne måten er gruppeinnholdet i HPMC som vanligvis er anvendelig også innrammet innenfor et område. Hvordan kombinere metoksy og hydroksypropoksy i dette området for å oppnå best mulig effekt er innholdet i vår forskning. Figur 2 viser at innenfor et visst område vil en økning i innholdet av metoksylgrupper føre til en nedadgående trend i uttrekksstyrken, mens en økning i innholdet av hydroksypropoksylgrupper vil føre til en økning i uttrekksstyrken. Det er en lignende effekt for åpningstider.

Endringstrenden i mekanisk styrke under åpentid er i samsvar med den under normale temperaturforhold. HPMC med høyt metoksyl (DS)-innhold og lavt hydroksypropoksyl (MS)-innhold har god seighet i filmen, men det vil påvirke den våte mørtelens fukteegenskaper tvert imot.


Publisert: 09.01.2023