Tipurile de aditivi utilizați în mod obișnuit în construirea mortarelor uscate, caracteristicile lor de performanță, mecanismul de acțiune și influența lor asupra performanței mortarelor uscate. A fost discutat cu emfază efectul de îmbunătățire al agenților de reținere a apei, cum ar fi eterul de celuloză și eterul de amidon, pulberea de latex redispersabilă și materialele fibroase asupra performanței mortarelor uscate.
Aditivii joacă un rol cheie în îmbunătățirea performanței mortarului uscat pentru construcții, însă adăugarea de mortar uscat face ca costul materialelor pentru mortarul uscat să fie semnificativ mai mare decât cel al mortarului tradițional, care reprezintă peste 40% din costul materialelor pentru mortarul uscat. În prezent, o parte considerabilă a aditivului este furnizată de producători străini, iar dozajul de referință al produsului este, de asemenea, furnizat de furnizor. Drept urmare, costul produselor de mortar uscat rămâne ridicat și este dificil să se popularizeze mortarele obișnuite pentru zidărie și tencuială în cantități mari și pe suprafețe largi; produsele de pe piața de lux sunt controlate de companii străine, iar producătorii de mortar uscat au profituri mici și o toleranță slabă la prețuri; Există o lipsă de cercetare sistematică și țintită privind aplicarea produselor farmaceutice, iar formulele străine sunt urmate orbește.
Pe baza motivelor menționate mai sus, această lucrare analizează și compară câteva proprietăți de bază ale aditivilor utilizați în mod obișnuit și, pe această bază, studiază performanța mortarelor uscate care utilizează aditivi.
1 agent de reținere a apei
Agentul de reținere a apei este un aditiv cheie pentru îmbunătățirea performanței de retenție a apei în mortarul uscat și este, de asemenea, unul dintre aditivii cheie pentru determinarea costului materialelor de mortar uscat.
1. Eter de hidroxipropil metil celuloză (HPMC)
Hidroxipropilmetilceluloza este un termen general pentru o serie de produse formate prin reacția celulozei alcaline cu un agent de eterificare în anumite condiții. Celuloza alcalină este înlocuită cu diferiți agenți de eterificare pentru a obține diferiți eteri de celuloză. Conform proprietăților de ionizare ale substituenților, eterii de celuloză pot fi împărțiți în două categorii: ionici (cum ar fi carboximetilceluloza) și neionici (cum ar fi metilceluloza). În funcție de tipul de substituent, eterul de celuloză poate fi împărțit în monoeter (cum ar fi metilceluloza) și eter mixt (cum ar fi hidroxipropilmetilceluloza). În funcție de solubilitatea diferită, poate fi împărțit în solubil în apă (cum ar fi hidroxietilceluloza) și solubil în solvent organic (cum ar fi etilceluloza) etc. Mortarul uscat este în principal celuloză solubilă în apă, iar celuloza solubilă în apă este împărțită în celuloză instant și celuloză cu dizolvare întârziată tratată la suprafață.
Mecanismul de acțiune al eterului de celuloză în mortar este următorul:
(1) Hidroxipropilmetilceluloza este ușor solubilă în apă rece și va întâmpina dificultăți la dizolvarea în apă fierbinte. Cu toate acestea, temperatura sa de gelificare în apă fierbinte este semnificativ mai mare decât cea a metilcelulozei. Solubilitatea în apă rece este, de asemenea, mult îmbunătățită în comparație cu metilceluloza.
(2) Vâscozitatea hidroxipropilmetilcelulozei este legată de greutatea sa moleculară, iar cu cât greutatea moleculară este mai mare, cu atât vâscozitatea este mai mare. Temperatura îi afectează, de asemenea, vâscozitatea, pe măsură ce temperatura crește, vâscozitatea scade. Cu toate acestea, vâscozitatea sa ridicată are un efect de temperatură mai mic decât metilceluloza. Soluția sa este stabilă atunci când este depozitată la temperatura camerei.
(3) Retenția de apă a hidroxipropilmetilcelulozei depinde de cantitatea adăugată, de vâscozitate etc., iar rata de retenție a apei sub aceeași cantitate adăugată este mai mare decât cea a metilcelulozei.
(4) Hidroxipropilmetilceluloza este stabilă în fața acizilor și a bazelor, iar soluția sa apoasă este foarte stabilă în intervalul pH=2~12. Soda caustică și apa de var au un efect redus asupra performanței sale, dar bazele îi pot accelera dizolvarea și îi pot crește vâscozitatea. Hidroxipropilmetilceluloza este stabilă în fața sărurilor comune, dar atunci când concentrația soluției saline este mare, vâscozitatea soluției de hidroxipropilmetilceluloză tinde să crească.
(5) Hidroxipropilmetilceluloza poate fi amestecată cu compuși polimerici solubili în apă pentru a forma o soluție uniformă și cu vâscozitate mai mare. Cum ar fi alcoolul polivinilic, eterul de amidon, guma vegetală etc.
(6) Hidroxipropilmetilceluloza are o rezistență enzimatică mai bună decât metilceluloza, iar soluția sa este mai puțin probabil să fie degradată de enzime decât metilceluloza.
(7) Aderența hidroxipropilmetilcelulozei la mortarul de construcție este mai mare decât cea a metilcelulozei.
2. Metilceluloză (MC)
După ce bumbacul rafinat este tratat cu alcali, eterul de celuloză este produs printr-o serie de reacții cu clorură de metan ca agent de eterificare. În general, gradul de substituție este de 1,6~2,0, iar solubilitatea este, de asemenea, diferită în funcție de grade de substituție. Acesta aparține eterilor de celuloză neionici.
(1) Metilceluloza este solubilă în apă rece și se dizolvă dificil în apă fierbinte. Soluția sa apoasă este foarte stabilă în intervalul de pH = 3 ~ 12. Are o bună compatibilitate cu amidonul, guma de guar etc. și cu mulți surfactanți. Gelificarea are loc atunci când temperatura atinge temperatura de gelificare.
(2) Retenția de apă a metilcelulozei depinde de cantitatea adăugată, vâscozitatea, finețea particulelor și rata de dizolvare. În general, dacă cantitatea adăugată este mare, finețea este mică, iar vâscozitatea este mare, rata de retenție a apei este mare. Dintre acestea, cantitatea adăugată are cel mai mare impact asupra ratei de retenție a apei, iar nivelul vâscozității nu este direct proporțional cu nivelul ratei de retenție a apei. Rata de dizolvare depinde în principal de gradul de modificare a suprafeței particulelor de celuloză și de finețea particulelor. Printre eterii de celuloză menționați mai sus, metilceluloza și hidroxipropilmetilceluloza au rate de retenție a apei mai mari.
(3) Schimbările de temperatură vor afecta serios rata de retenție a apei din metilceluloză. În general, cu cât temperatura este mai mare, cu atât retenția de apă este mai mare. Dacă temperatura mortarului depășește 40°C, retenția de apă din metilceluloză va fi redusă semnificativ, afectând serios construcția mortarului.
(4) Metilceluloza are un efect semnificativ asupra construcției și aderenței mortarului. „Aderența” aici se referă la forța de aderență resimțită între unealta de aplicare a lucrătorului și substratul peretelui, adică rezistența la forfecare a mortarului. Aderența este ridicată, rezistența la forfecare a mortarului este mare, iar rezistența necesară lucrătorilor în procesul de utilizare este, de asemenea, mare, iar performanța de construcție a mortarului este slabă. Aderența metilcelulozei este la un nivel moderat în produsele pe bază de eter de celuloză.
3. Hidroxietilceluloză (HEC)
Este fabricat din bumbac rafinat, tratat cu alcali și reacționat cu oxid de etilenă ca agent de eterificare în prezența acetonei. Gradul de substituție este în general de 1,5~2,0. Are o hidrofilicitate puternică și absoarbe ușor umezeala.
(1) Hidroxietilceluloza este solubilă în apă rece, dar este dificil de dizolvat în apă fierbinte. Soluția sa este stabilă la temperaturi ridicate, fără a forma gel. Poate fi utilizată mult timp la temperaturi ridicate în mortar, dar retenția de apă este mai mică decât cea a metilcelulozei.
(2) Hidroxietilceluloza este stabilă în general față de acizi și alcali. Alcalii îi pot accelera dizolvarea și îi pot crește ușor vâscozitatea. Dispersabilitatea sa în apă este puțin mai slabă decât cea a metilcelulozei și hidroxipropilmetilcelulozei.
(3) Hidroxietilceluloza are o bună performanță anti-curgere pentru mortar, dar are un timp de întârziere mai lung pentru ciment.
(4) Performanța hidroxietilcelulozei produse de unele întreprinderi autohtone este evident mai mică decât cea a metilcelulozei din cauza conținutului ridicat de apă și a conținutului ridicat de cenușă.
Eter de amidon
Eterii de amidon utilizați în mortare sunt modificați din polimeri naturali ai unor polizaharide. Cum ar fi cartofii, porumbul, maniocul, boabele de guar și așa mai departe.
1. Amidon modificat
Eterul de amidon modificat din cartofi, porumb, manioc etc. are o retenție de apă semnificativ mai mică decât eterul de celuloză. Datorită gradului diferit de modificare, stabilitatea la acid și alcali este diferită. Unele produse sunt potrivite pentru utilizarea în mortare pe bază de gips, în timp ce altele pot fi utilizate în mortare pe bază de ciment. Aplicarea eterului de amidon în mortar este utilizată în principal ca agent de îngroșare pentru a îmbunătăți proprietatea anti-lăsare a mortarului, a reduce aderența mortarului umed și a prelungi timpul de deschidere.
Eterii de amidon sunt adesea utilizați împreună cu celuloza, astfel încât proprietățile și avantajele acestor două produse se completează reciproc. Deoarece produsele pe bază de eter de amidon sunt mult mai ieftine decât eterul de celuloză, aplicarea eterului de amidon în mortar va aduce o reducere semnificativă a costului formulărilor mortarului.
2. Eter de gumă de guar
Eterul de gumă de guar este un tip de eter de amidon cu proprietăți speciale, modificat din boabe de guar naturale. În principal prin reacția de eterificare a gumei de guar și a grupării funcționale acrilice, se formează o structură care conține gruparea funcțională 2-hidroxipropil, adică o structură de poligalactomanoză.
(1) Comparativ cu eterul de celuloză, eterul de gumă de guar este mai solubil în apă. Proprietățile eterilor de guar cu pH constant sunt în esență neafectate.
(2) În condiții de vâscozitate scăzută și dozaj redus, guma de guar poate înlocui eterul de celuloză în cantități egale și are o retenție de apă similară. Însă consistența, anti-curgerea, tixotropia și așa mai departe sunt evident îmbunătățite.
(3) În condiții de vâscozitate ridicată și dozaj mare, guma de guar nu poate înlocui eterul de celuloză, iar utilizarea combinată a celor două va produce o performanță mai bună.
(4) Aplicarea gumei de guar în mortarul pe bază de gips poate reduce semnificativ aderența în timpul construcției și poate face construcția mai netedă. Nu are efecte adverse asupra timpului de întărire și a rezistenței mortarului de gips.
3. Îngroșător modificat care reține apa minerală
Îngroșătorul care reține apa, obținut din minerale naturale prin modificare și compoundare, a fost utilizat în China. Principalele minerale utilizate pentru prepararea îngroșătorilor care rețin apa sunt: sepiolitul, bentonita, montmorillonitul, caolinul etc. Aceste minerale au anumite proprietăți de reținere a apei și de îngroșare prin modificare, cum ar fi agenții de cuplare. Acest tip de îngroșător care reține apa, aplicat pe mortar, are următoarele caracteristici.
(1) Poate îmbunătăți semnificativ performanța mortarului obișnuit și poate rezolva problemele legate de operabilitatea slabă a mortarului de ciment, rezistența scăzută a mortarului amestecat și rezistența slabă la apă.
(2) Se pot formula produse de mortar cu diferite niveluri de rezistență pentru clădiri industriale generale și civile.
(3) Costul materialului este semnificativ mai mic decât cel al eterului de celuloză și al eterului de amidon.
(4) Retenția de apă este mai mică decât cea a agentului organic de retenție a apei, valoarea de contracție uscată a mortarului preparat este mai mare, iar coeziunea este redusă.
Pulbere de cauciuc polimeric redispersabilă
Pulberea de cauciuc redispersabilă este prelucrată prin uscarea prin pulverizare a unei emulsii polimerice speciale. În procesul de prelucrare, coloizii protectori, agenții antiaglomeranți etc. devin aditivi indispensabili. Pulberea de cauciuc uscată este formată din particule sferice de 80~100 mm adunate împreună. Aceste particule sunt solubile în apă și formează o dispersie stabilă, puțin mai mare decât particulele de emulsie originale. Această dispersie va forma o peliculă după deshidratare și uscare. Această peliculă este la fel de ireversibilă ca și formarea generală a peliculei de emulsie și nu se va redispersa atunci când intră în contact cu apa. Dispersii.
Pulberea de cauciuc redispersabilă poate fi împărțită în: copolimer stiren-butadienă, copolimer acid carbonic terțiar-etilenă, copolimer etilen-acetat-acid acetic etc., iar pe baza acestuia se grefează silicon, laurat de vinil etc. pentru a îmbunătăți performanța. Diferite măsuri de modificare fac ca pulberea de cauciuc redispersabilă să aibă proprietăți diferite, cum ar fi rezistența la apă, rezistența la alcalii, rezistența la intemperii și flexibilitatea. Conține laurat de vinil și silicon, ceea ce poate face ca pulberea de cauciuc să aibă o bună hidrofobicitate. Carbonat terțiar de vinil puternic ramificat, cu o valoare Tg scăzută și o bună flexibilitate.
Când aceste tipuri de pulberi de cauciuc sunt aplicate pe mortar, toate au un efect de întârziere asupra timpului de priză al cimentului, dar efectul de întârziere este mai mic decât cel al aplicării directe a unor emulsii similare. Prin comparație, stiren-butadiena are cel mai mare efect de întârziere, iar etilen-acetatul de vinil are cel mai mic efect de întârziere. Dacă doza este prea mică, efectul de îmbunătățire a performanței mortarului nu este evident.
Data publicării: 03 aprilie 2023