1. Nødvendigheten av vannretensjon
Alle typer underlag som krever mørtel til konstruksjon har en viss grad av vannabsorpsjon. Etter at basislaget absorberer vannet i mørtelen, vil mørtelens konstruksjonsevne svekkes, og i alvorlige tilfeller vil sementmaterialet i mørtelen ikke bli fullstendig hydrert, noe som resulterer i lav styrke, spesielt grenseflatestyrken mellom den herdede mørtelen og basislaget, noe som fører til at mørtelen sprekker og faller av. Hvis pussmørtelen har passende vannretensjonsevne, kan den ikke bare effektivt forbedre mørtelens konstruksjonsytelse, men også gjøre det vanskelig for basislaget å absorbere vannet i mørtelen og sikre tilstrekkelig hydrering av sementen.
2. Problemer med tradisjonelle vannretensjonsmetoder
Den tradisjonelle løsningen er å vanne underlaget, men det er umulig å sikre at underlaget fuktes jevnt. Det ideelle målet for hydrering av sementmørtel på underlaget er at sementhydreringsproduktet absorberer vann sammen med underlaget, trenger inn i underlaget og danner en effektiv "nøkkelforbindelse" med underlaget, for å oppnå den nødvendige bindingsstyrken. Vanning direkte på overflaten av underlaget vil forårsake alvorlig spredning i vannabsorpsjonen av underlaget på grunn av forskjeller i temperatur, vanningstid og vanningsjevnhet. Underlaget har mindre vannabsorpsjon og vil fortsette å absorbere vannet i mørtelen. Før sementhydreringen fortsetter, absorberes vannet, noe som påvirker sementhydreringen og penetreringen av hydreringsprodukter inn i matrisen; underlaget har et stort vannabsorpsjon, og vannet i mørtelen strømmer til underlaget. Den middels migrasjonshastigheten er lav, og det dannes til og med et vannrikt lag mellom mørtelen og matrisen, noe som også påvirker bindingsstyrken. Derfor vil bruk av vanlig grunnvanningsmetoden ikke bare ikke effektivt løse problemet med høy vannabsorpsjon i veggbasen, men det vil også påvirke bindingsstyrken mellom mørtelen og basen, noe som resulterer i hulring og sprekkdannelser.
3. Krav til forskjellige mørtler for vannretensjon
Målene for vannretensjonsgrad for pussmørtelprodukter som brukes i et bestemt område og i områder med lignende temperatur- og fuktighetsforhold er foreslått nedenfor.
①Mørtel for pussing med høy vannabsorpsjon
Underlag med høy vannabsorpsjon representert av luftbåren betong, inkludert ulike lette skillevegger, blokker osv., har egenskapene stor vannabsorpsjon og lang holdbarhet. Pussingsmørtelen som brukes til denne typen basislag, bør ha en vannretensjonsgrad på ikke mindre enn 88 %.
② Lavvannsabsorberende underlagspussemørtel
Lavvannsabsorberende underlag representert ved plasstøpt betong, inkludert polystyrenplater for ytterveggisolering osv., har relativt lav vannabsorpsjon. Pussmørtelen som brukes til slike underlag bør ha en vannretensjonsgrad på ikke mindre enn 88 %.
③Tynt lag med pussingsmørtel
Tynnsjiktpussing refererer til pusskonstruksjoner med en pusstykkelse på mellom 3 og 8 mm. Denne typen pusskonstruksjon mister lett fuktighet på grunn av det tynne pusssjiktet, noe som påvirker bearbeidbarheten og styrken. For mørtelen som brukes til denne typen pussing, er vannretensjonsgraden ikke mindre enn 99 %.
④Tykk lag med pussingsmørtel
Tykksjiktpussing refererer til pusskonstruksjoner der tykkelsen på ett pusslag er mellom 8 mm og 20 mm. Denne typen pusskonstruksjon mister ikke lett vann på grunn av det tykke pusslaget, så vannretensjonsgraden til pussmørtelen bør ikke være mindre enn 88 %.
⑤Vannbestandig kitt
Vannbestandig sparkelmasse brukes som et ultratynt pussmateriale, og den generelle konstruksjonstykkelsen er mellom 1 og 2 mm. Slike materialer krever ekstremt høye vannretensjonsegenskaper for å sikre bearbeidbarhet og heftstyrke. For sparkelmassematerialer bør vannretensjonsgraden ikke være mindre enn 99 %, og vannretensjonsgraden for sparkelmasse for yttervegger bør være høyere enn for sparkelmasse for innervegger.
4. Typer vannholdende materialer
Celluloseeter
1) Metylcelluloseeter (MC)
2) Hydroksypropylmetylcelluloseeter (HPMC)
3) Hydroksyetylcelluloseeter (HEC)
4) Karboksymetylcelluloseeter (CMC)
5) Hydroksyetylmetylcelluloseeter (HEMC)
Stivelseseter
1) Modifisert stivelseseter
2) Guareter
Modifisert mineralvannholdig fortykningsmiddel (montmorillonitt, bentonitt, etc.)
Fem, det følgende fokuserer på ytelsen til ulike materialer
1. Celluloseeter
1.1 Oversikt over celluloseeter
Celluloseeter er en generell betegnelse for en rekke produkter dannet ved reaksjon av alkalicellulose og foretringsmiddel under visse forhold. Ulike celluloseetere oppnås fordi alkalifiber erstattes av forskjellige foretringsmidler. I henhold til ioniseringsegenskapene til substituentene kan celluloseetere deles inn i to kategorier: ioniske, som karboksymetylcellulose (CMC), og ikke-ioniske, som metylcellulose (MC).
I henhold til typene substituenter kan celluloseetere deles inn i monoetere, som metylcelluloseeter (MC), og blandede etere, som hydroksyetylkarboksymetylcelluloseeter (HECMC). I henhold til de forskjellige løsningsmidlene den løses opp i, kan den deles inn i to typer: vannløselige og organiske løsningsmiddelløselige.
1.2 Hovedcellulosevarianter
Karboksymetylcellulose (CMC), praktisk substitusjonsgrad: 0,4–1,4; foretringsmiddel, monooksyeddiksyre; løsemiddel, vann;
Karboksymetylhydroksyetylcellulose (CMHEC), praktisk substitusjonsgrad: 0,7–1,0; foretringsmiddel, monooksyeddiksyre, etylenoksid; løsemiddel, vann;
Metylcellulose (MC), praktisk substitusjonsgrad: 1,5–2,4; foretringsmiddel, metylklorid; løsemiddel, vann;
Hydroksyetylcellulose (HEC), praktisk substitusjonsgrad: 1,3–3,0; foretringsmiddel, etylenoksid; løsemiddel, vann;
Hydroksyetylmetylcellulose (HEMC), praktisk substitusjonsgrad: 1,5–2,0; foretringsmiddel, etylenoksid, metylklorid; løsemiddel, vann;
Hydroksypropylcellulose (HPC), praktisk substitusjonsgrad: 2,5–3,5; foretringsmiddel, propylenoksid; løsemiddel, vann;
Hydroksypropylmetylcellulose (HPMC), praktisk substitusjonsgrad: 1,5–2,0; foretringsmiddel, propylenoksid, metylklorid; løsemiddel, vann;
Etylcellulose (EC), praktisk substitusjonsgrad: 2,3–2,6; foretringsmiddel, monokloretan; oppløsningsmiddel, organisk løsningsmiddel;
Etylhydroksyetylcellulose (EHEC), praktisk substitusjonsgrad: 2,4–2,8; foretringsmiddel, monokloretan, etylenoksid; løsemiddel, organisk løsemiddel;
1.3 Egenskaper til cellulose
1.3.1 Metylcelluloseeter (MC)
①Metylcellulose er løselig i kaldt vann, og det vil være vanskelig å løse opp i varmt vann. Den vandige løsningen er svært stabil i området pH = 3-12. Den har god kompatibilitet med stivelse, guargummi, etc. og mange overflateaktive stoffer. Når temperaturen når geleringstemperaturen, skjer gelering.
② Vannretensjonen til metylcellulose avhenger av tilsatt mengde, viskositet, partikkelfinhet og oppløsningshastighet. Generelt sett, hvis tilsatt mengde er stor, er finheten liten, og viskositeten er stor, er vannretensjonen høy. Blant disse har tilsatt mengde størst innvirkning på vannretensjonen, og den laveste viskositeten er ikke direkte proporsjonal med nivået av vannretensjon. Oppløsningshastigheten avhenger hovedsakelig av graden av overflatemodifisering av cellulosepartiklene og partikkelfinheten. Blant celluloseetere har metylcellulose en høyere vannretensjonshastighet.
③Temperaturendringer vil påvirke vannretensjonen til metylcellulose alvorlig. Generelt sett, jo høyere temperatur, desto dårligere er vannretensjonen. Hvis mørteltemperaturen overstiger 40 °C, vil vannretensjonen til metylcellulose være svært dårlig, noe som vil påvirke mørtelens konstruksjon alvorlig.
④ Metylcellulose har en betydelig innvirkning på konstruksjonen og vedheftingen av mørtel. «Vedheft» refererer her til den vedheftende kraften som kjennes mellom arbeiderens påføringsverktøy og veggunderlaget, det vil si mørtelens skjærmotstand. Vedheftingen er høy, mørtelens skjærmotstand er stor, og arbeiderne trenger mer styrke under bruk, og mørtelens konstruksjonsytelse blir dårlig. Metylcellulosevedheftingen er på et moderat nivå i celluloseeterprodukter.
1.3.2 Hydroksypropylmetylcelluloseeter (HPMC)
Hydroksypropylmetylcellulose er et fiberprodukt hvis produksjon og forbruk har økt raskt de siste årene.
Det er en ikke-ionisk celluloseeter laget av raffinert bomull etter alkalisering, ved bruk av propylenoksid og metylklorid som foretringsmidler, og gjennom en rekke reaksjoner. Substitusjonsgraden er vanligvis 1,5–2,0. Egenskapene er forskjellige på grunn av de forskjellige forholdstallene mellom metoksylinnhold og hydroksypropylinnhold. Høyt metoksylinnhold og lavt hydroksypropylinnhold, ytelsen er nær metylcellulose; lavt metoksylinnhold og høyt hydroksypropylinnhold, ytelsen er nær hydroksypropylcellulose.
①Hydroxypropylmetylcellulose er lettløselig i kaldt vann, og det vil være vanskelig å løse opp i varmt vann. Geleringstemperaturen i varmt vann er imidlertid betydelig høyere enn for metylcellulose. Løseligheten i kaldt vann er også betydelig forbedret sammenlignet med metylcellulose.
② Viskositeten til hydroksypropylmetylcellulose er relatert til dens molekylvekt, og jo høyere molekylvekt, desto høyere viskositet. Temperatur påvirker også viskositeten. Viskositeten synker når temperaturen øker. Men viskositeten påvirkes mindre av temperaturen enn metylcellulose. Løsningen er stabil når den oppbevares ved romtemperatur.
③ Vannretensjonen til hydroksypropylmetylcellulose avhenger av tilsetningsmengden, viskositeten osv., og vannretensjonen under samme tilsetningsmengde er høyere enn for metylcellulose.
④Hydroxypropylmetylcellulose er stabil mot syre og alkali, og den vandige løsningen er svært stabil i området PH=2-12. Kaustisk soda og kalkvann har liten effekt på ytelsen, men alkali kan fremskynde oppløsningen og øke viskositeten noe. Hydroksypropylmetylcellulose er stabil mot vanlige salter, men når konsentrasjonen av saltløsningen er høy, har viskositeten til hydroksypropylmetylcelluloseløsningen en tendens til å øke.
⑤Hydroxypropylmetylcellulose kan blandes med vannløselige polymerer for å danne en jevn og gjennomsiktig løsning med høyere viskositet. Slik som polyvinylalkohol, stivelseseter, vegetabilsk gummi, etc.
⑥ Hydroksypropylmetylcellulose har bedre enzymresistens enn metylcellulose, og løsningen er mindre sannsynlig å bli nedbrutt av enzymer enn metylcellulose.
⑦ Vedheften til hydroksypropylmetylcellulose til mørtelkonstruksjon er høyere enn for metylcellulose.
1.3.3 Hydroksyetylcelluloseeter (HEC)
Den er laget av raffinert bomull behandlet med alkali, og reagert med etylenoksid som eterifiseringsmiddel i nærvær av aceton. Substitusjonsgraden er vanligvis 1,5–2,0. Den har sterk hydrofilisitet og absorberer lett fuktighet.
①Hydroxyethylcellulose er løselig i kaldt vann, men det er vanskelig å løse opp i varmt vann. Løsningen er stabil ved høy temperatur uten å danne gel. Den kan brukes i lang tid under høy temperatur i mørtel, men vannretensjonen er lavere enn metylcellulose.
②Hydroxyethylcellulose er stabil mot generelle syrer og alkalier. Alkali kan akselerere oppløsningen og øke viskositeten litt. Dispergerbarheten i vann er litt dårligere enn for metylcellulose og hydroksypropylmetylcellulose.
③Hydroxyethylcellulose har god sigehemmende effekt for mørtel, men den har en lengre retardasjonstid for sement.
④Ytelsen til hydroksyetylcellulose produsert av noen innenlandske bedrifter er åpenbart lavere enn metylcellulose på grunn av det høye vanninnholdet og askeinnholdet.
1.3.4 Karboksymetylcelluloseeter (CMC) er laget av naturlige fibre (bomull, hamp, etc.) etter alkalibehandling, bruk av natriummonokloracetat som foretringsmiddel, og gjennomgår en rekke reaksjonsbehandlinger for å lage ionisk celluloseeter. Substitusjonsgraden er vanligvis 0,4–1,4, og ytelsen påvirkes i stor grad av substitusjonsgraden.
①Karboksymetylcellulose er svært hygroskopisk, og den vil inneholde en stor mengde vann når den lagres under generelle forhold.
② Vandig løsning av hydroksymetylcellulose vil ikke danne gel, og viskositeten vil avta med økende temperatur. Når temperaturen overstiger 50 ℃, er viskositeten irreversibel.
③ Stabiliteten påvirkes i stor grad av pH. Generelt kan den brukes i gipsbasert mørtel, men ikke i sementbasert mørtel. Når den er svært alkalisk, mister den viskositet.
④ Vannretensjonen er mye lavere enn for metylcellulose. Den har en retarderende effekt på gipsbasert mørtel og reduserer dens styrke. Prisen på karboksymetylcellulose er imidlertid betydelig lavere enn for metylcellulose.
2. Modifisert stivelseseter
Stivelsesetere som vanligvis brukes i mørtel er modifisert fra naturlige polymerer av noen polysakkarider. Slik som potet, mais, kassava, guarbønner, osv. er modifisert til forskjellige modifiserte stivelsesetere. Stivelseseterne som vanligvis brukes i mørtel er hydroksypropylstivelseseter, hydroksymetylstivelseseter, osv.
Generelt har stivelsesetere modifisert fra poteter, mais og kassava betydelig lavere vannretensjon enn celluloseetere. På grunn av den ulik grad av modifisering viser den ulik stabilitet mot syre og alkali. Noen produkter er egnet for bruk i gipsbaserte mørtel, mens andre ikke kan brukes i sementbaserte mørtel. Påføring av stivelseseter i mørtel brukes hovedsakelig som et fortykningsmiddel for å forbedre mørtelens sigehemmende egenskaper, redusere vedheftingen til våt mørtel og forlenge åpningstiden.
Stivelsesetere brukes ofte sammen med cellulose, noe som resulterer i komplementære egenskaper og fordeler ved de to produktene. Siden stivelseseterprodukter er mye billigere enn celluloseeter, vil bruk av stivelseseter i mørtel føre til en betydelig reduksjon i kostnadene for mørtelformuleringer.
3. Guargummeter
Guargummeter er en type foretret polysakkarid med spesielle egenskaper, som er modifisert fra naturlige guarbønner. Hovedsakelig gjennom foretringsreaksjonen mellom guargummi og akrylfunksjonelle grupper dannes en struktur som inneholder 2-hydroksypropylfunksjonelle grupper, som er en polygalaktomannosestruktur.
①Sammenlignet med celluloseeter er guargummeter lettere å løse opp i vann. pH-verdien har i utgangspunktet ingen effekt på guargummeterens ytelse.
② Under forhold med lav viskositet og lav dosering kan guargummi erstatte celluloseeter i samme mengde, og har lignende vannretensjon. Men konsistensen, anti-sig, tiksotropi og så videre forbedres tydelig.
③ Under forhold med høy viskositet og stor dosering kan ikke guargummi erstatte celluloseeter, og blandet bruk av de to vil gi bedre ytelse.
④Påføring av guargummi i gipsbasert mørtel kan redusere heften betydelig under konstruksjonen og gjøre konstruksjonen jevnere. Det har ingen negativ effekt på herdetiden og styrken til gipsmørtelen.
⑤ Når guargummi påføres sementbasert mur- og pussmørtel, kan det erstatte celluloseeter i en like stor mengde, og gi mørtelen bedre sigemotstand, tiksotropi og glatt konstruksjon.
⑥I mørtel med høy viskositet og høyt innhold av vannretensjonsmiddel vil guargummi og celluloseeter virke sammen for å oppnå utmerkede resultater.
⑦ Guargummi kan også brukes i produkter som flislim, selvutjevnende midler til bakken, vannavstøtende kitt og polymermørtel for veggisolasjon.
4. Modifisert mineralvannholdig fortykningsmiddel
Vannlagrende fortykningsmiddel laget av naturlige mineraler gjennom modifisering og blanding har blitt brukt i Kina. De viktigste mineralene som brukes til å lage vannlagrende fortykningsmidler er: sepiolitt, bentonitt, montmorillonitt, kaolin, etc. Disse mineralene har visse vannlagrende og fortykkende egenskaper gjennom modifisering, for eksempel koblingsmidler. Denne typen vannlagrende fortykningsmiddel som påføres mørtel har følgende egenskaper.
① Det kan forbedre ytelsen til vanlig mørtel betydelig, og løse problemene med dårlig brukbarhet av sementmørtel, lav styrke av blandet mørtel og dårlig vannmotstand.
② Mørtelprodukter med ulik styrke for generelle industri- og sivile bygninger kan formuleres.
③ Materialkostnadene er lave.
④ Vannretensjonen er lavere enn for organiske vannretensjonsmidler, og tørrkrympingsverdien til den fremstilte mørtelen er relativt stor, og kohesjonen er redusert.
Publisert: 03.03.2023