1. Necesitatea retenției de apă
Toate tipurile de baze care necesită mortar pentru construcție au un anumit grad de absorbție a apei. După ce stratul de bază absoarbe apa din mortar, constructibilitatea mortarului se va deteriora, iar în cazuri grave, materialul cimentos din mortar nu va fi complet hidratat, rezultând o rezistență scăzută, în special rezistența la interfața dintre mortarul întărit și stratul de bază, provocând fisurarea și desprinderea mortarului. Dacă mortarul de tencuială are o performanță adecvată de retenție a apei, acesta nu numai că poate îmbunătăți eficient performanța de construcție a mortarului, dar poate și îngreuna absorbția apei din mortar de către stratul de bază și poate asigura o hidratare suficientă a cimentului.
2. Probleme cu metodele tradiționale de retenție a apei
Soluția tradițională este udarea bazei, dar este imposibil să se asigure că baza este umezită uniform. Ținta ideală de hidratare a mortarului de ciment pe bază este ca produsul de hidratare a cimentului să absoarbă apa odată cu baza, să pătrundă în bază și să formeze o „legătură cheie” eficientă cu baza, astfel încât să se obțină rezistența de legătură necesară. Udarea directă pe suprafața bazei va provoca o dispersie serioasă a absorbției de apă a bazei din cauza diferențelor de temperatură, a timpului de udare și a uniformității udării. Baza are o absorbție mai mică de apă și va continua să absoarbă apa din mortar. Înainte de hidratarea cimentului, apa este absorbită, ceea ce afectează hidratarea cimentului și penetrarea produselor de hidratare în matrice; baza are o absorbție mare de apă, iar apa din mortar curge către bază. Viteza medie de migrare este lentă și se formează chiar și un strat bogat în apă între mortar și matrice, ceea ce afectează și rezistența de legătură. Prin urmare, utilizarea metodei obișnuite de udare a bazei nu numai că nu va rezolva eficient problema absorbției ridicate de apă a bazei peretelui, dar va afecta și rezistența lipirii dintre mortar și bază, rezultând scobituri și crăpături.
3. Cerințe ale diferitelor mortare pentru reținerea apei
Mai jos sunt propuse obiectivele privind rata de retenție a apei pentru produsele de mortar de tencuială utilizate într-o anumită zonă și în zone cu condiții similare de temperatură și umiditate.
①Mortar de tencuială cu absorbție ridicată a apei
Substraturile cu absorbție ridicată a apei, reprezentate de beton antrenat de aer, inclusiv diverse plăci de compartimentare ușoare, blocuri etc., au caracteristici de absorbție mare a apei și durată lungă de viață. Mortarul de tencuială utilizat pentru acest tip de strat de bază trebuie să aibă o rată de retenție a apei de cel puțin 88%.
②Mortar de tencuială pentru substrat cu absorbție redusă de apă
Substraturile cu absorbție scăzută a apei, reprezentate de betonul turnat pe loc, inclusiv plăcile de polistiren pentru izolația pereților exteriori etc., au o absorbție de apă relativ mică. Mortarul de tencuială utilizat pentru astfel de substraturi trebuie să aibă o rată de retenție a apei de cel puțin 88%.
③Mortar de tencuială în strat subțire
Tencuiala în strat subțire se referă la construcția de tencuială cu o grosime a stratului de tencuială între 3 și 8 mm. Acest tip de construcție de tencuială pierde ușor umiditate datorită stratului subțire de tencuială, ceea ce afectează lucrabilitatea și rezistența. Mortarul utilizat pentru acest tip de tencuială are o rată de retenție a apei de cel puțin 99%.
④Mortar de tencuială în strat gros
Tencuiala în strat gros se referă la construcția de tencuială în care grosimea unui strat de tencuială este între 8 mm și 20 mm. Acest tip de construcție de tencuială nu pierde ușor apă datorită stratului gros de tencuială, așadar rata de retenție a apei a mortarului de tencuială nu trebuie să fie mai mică de 88%.
⑤Chit rezistent la apă
Chitul rezistent la apă este utilizat ca material de tencuială ultra-subțire, iar grosimea generală a construcției este între 1 și 2 mm. Astfel de materiale necesită proprietăți extrem de ridicate de retenție a apei pentru a le asigura lucrabilitatea și rezistența la lipire. În cazul materialelor chituite, rata de retenție a apei nu trebuie să fie mai mică de 99%, iar rata de retenție a apei a chitului pentru pereții exteriori trebuie să fie mai mare decât cea a chitului pentru pereții interiori.
4. Tipuri de materiale care rețin apa
Eter de celuloză
1) Eter de metilceluloză (MC)
2) Eter de hidroxipropil metil celuloză (HPMC)
3) Eter de hidroxietilceluloză (HEC)
4) Eter de carboximetilceluloză (CMC)
5) Eter de hidroxietil metil celuloză (HEMC)
Eter de amidon
1) Eter de amidon modificat
2) Eter de guar
Îngroșător mineral modificat care reține apa (montmorillonit, bentonită etc.)
Cinci, următoarele se concentrează pe performanța diferitelor materiale
1. Eter de celuloză
1.1 Prezentare generală a eterului de celuloză
Eterul de celuloză este un termen general pentru o serie de produse formate prin reacția dintre celuloza alcalină și un agent de eterificare în anumite condiții. Diferiți eteri de celuloză sunt obținuți deoarece fibrele alcaline sunt înlocuite cu diferiți agenți de eterificare. Conform proprietăților de ionizare ale substituenților săi, eterii de celuloză pot fi împărțiți în două categorii: ionici, cum ar fi carboximetilceluloza (CMC), și neionici, cum ar fi metilceluloza (MC).
Conform tipurilor de substituenți, eterii de celuloză pot fi împărțiți în monoeteri, cum ar fi eterul de metilceluloză (MC), și eteri micști, cum ar fi eterul de hidroxietil carboximetilceluloză (HECMC). În funcție de diferiții solvenți pe care îi dizolvă, aceștia pot fi împărțiți în două tipuri: solubili în apă și solubili în solvent organic.
1.2 Principalele varietăți de celuloză
Carboximetilceluloză (CMC), grad practic de substituție: 0,4-1,4; agent de eterificare, acid monooxiacetic; solvent de dizolvare, apă;
Carboximetilhidroxietilceluloză (CMHEC), grad practic de substituție: 0,7-1,0; agent de eterificare, acid monooxiacetic, oxid de etilenă; solvent de dizolvare, apă;
Metilceluloză (MC), grad practic de substituție: 1,5-2,4; agent de eterificare, clorură de metil; solvent de dizolvare, apă;
Hidroxietilceluloză (HEC), grad practic de substituție: 1,3-3,0; agent de eterificare, oxid de etilenă; solvent de dizolvare, apă;
Hidroxietilmetilceluloză (HEMC), grad practic de substituție: 1,5-2,0; agent de eterificare, oxid de etilenă, clorură de metil; solvent de dizolvare, apă;
Hidroxipropilceluloză (HPC), grad practic de substituție: 2,5-3,5; agent de eterificare, oxid de propilenă; solvent de dizolvare, apă;
Hidroxipropilmetilceluloză (HPMC), grad practic de substituție: 1,5-2,0; agent de eterificare, oxid de propilenă, clorură de metil; solvent de dizolvare, apă;
Etilceluloză (EC), grad practic de substituție: 2,3-2,6; agent de eterificare, monocloroetan; solvent de dizolvare, solvent organic;
Etilhidroxietilceluloză (EHEC), grad practic de substituție: 2,4-2,8; agent de eterificare, monocloroetan, oxid de etilenă; solvent de dizolvare, solvent organic;
1.3 Proprietățile celulozei
1.3.1 Eter de metilceluloză (MC)
Metilceluloza este solubilă în apă rece și se dizolvă dificil în apă fierbinte. Soluția sa apoasă este foarte stabilă în intervalul 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, vâscozitate, finețea particulelor și rata de dizolvare. În general, dacă cantitatea adăugată este mare, finețea este mică, iar dacă vâscozitatea este mare, retenția de apă este mare. Dintre acestea, cantitatea adăugată are cel mai mare impact asupra retenției de apă, iar cea mai mică vâscozitate nu este direct proporțională cu nivelul 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, metilceluloza are o rată de retenție a apei mai mare.
③Schimbarea temperaturii va afecta serios rata de retenție a apei de către 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 de către metilceluloză va fi foarte slabă, ceea ce va afecta serios structura mortarului.
④ Metilceluloza are un impact semnificativ asupra construcției și aderenței mortarului. „Aderența” aici se referă la forța de aderență resimțită între unealta de aplicare a muncitorului și substratul peretelui, adică rezistența la forfecare a mortarului. Aderența este ridicată, rezistența la forfecare a mortarului este mare, iar muncitorii au nevoie de mai multă rezistență în timpul utilizării, iar performanța de construcție a mortarului devine slabă. Aderența metilcelulozei este la un nivel moderat în produsele pe bază de eter de celuloză.
1.3.2 Eter de hidroxipropil metil celuloză (HPMC)
Hidroxipropilmetilceluloza este un produs fibros a cărui producție și consum au crescut rapid în ultimii ani.
Este un eter mixt de celuloză neionic, obținut din bumbac rafinat după alcalinizare, utilizând oxid de propilenă și clorură de metil ca agenți de eterificare, printr-o serie de reacții. Gradul de substituție este în general de 1,5-2,0. Proprietățile sale sunt diferite datorită raporturilor diferite dintre conținutul de metoxil și conținutul de hidroxipropil. Conținutul ridicat de metoxil și conținutul scăzut de hidroxipropil au performanțe apropiate de cele ale metilcelulozei; conținutul scăzut de metoxil și conținutul ridicat de hidroxipropil au performanțe apropiate de cele ale hidroxipropilcelulozei.
①Hidroxipropilmetilceluloza este ușor solubilă în apă rece și dificil de dizolvat 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. Dar vâscozitatea sa este mai puțin afectată de temperatură decât metilceluloza. Soluția sa este stabilă atunci când este depozitată la temperatura camerei.
③ Retenția de apă a hidroxipropilmetilcelulozei depinde de cantitatea adăugată, vâscozitate etc., iar rata de retenție a apei sub aceeași cantitate adăugată este mai mare decât cea a metilcelulozei.
④Hidroxipropilmetilceluloza 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 ușor vâscozitatea. Hidroxipropilmetilceluloza este stabilă în fața sărurilor comune, dar atunci când concentrația soluției saline este mare, vâscozitatea soluției de hidroxipropilmetilceluloză tinde să crească.
⑤Hidroxipropilmetilceluloza poate fi amestecată cu polimeri solubili în apă pentru a forma o soluție uniformă și transparentă 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.
1.3.3 Eter de hidroxietilceluloză (HEC)
Este fabricat din bumbac rafinat, tratat cu alcali și reacționat cu oxid de etilen 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.
①Hidroxietilceluloza 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.
②Hidroxietilceluloza 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.
③Hidroxietilceluloza are o bună performanță anti-curgere pentru mortar, dar are un timp de întârziere mai lung pentru ciment.
④Performanța hidroxietilcelulozei produse de unele întreprinderi autohtone este evident mai mică decât cea a metilcelulozei datorită conținutului ridicat de apă și a conținutului ridicat de cenușă.
1.3.4 Eterul carboximetilceluloză (CMC) este fabricat din fibre naturale (bumbac, cânepă etc.) după tratament alcalin, folosind monocloroacetat de sodiu ca agent de eterificare și supus unei serii de tratamente de reacție pentru a obține eter ionic de celuloză. Gradul de substituție este în general de 0,4-1,4, iar performanța sa este influențată în mare măsură de gradul de substituție.
①Carboximetilceluloza este foarte higroscopică și va conține o cantitate mare de apă atunci când este depozitată în condiții generale.
②Soluția apoasă de hidroximetilceluloză nu va produce gel, iar vâscozitatea va scădea odată cu creșterea temperaturii. Când temperatura depășește 50 ℃, vâscozitatea este ireversibilă.
③ Stabilitatea sa este influențată în mare măsură de pH. În general, poate fi utilizat în mortare pe bază de gips, dar nu și în mortare pe bază de ciment. Când este foarte alcalin, își pierde vâscozitatea.
④ Retenția sa de apă este mult mai mică decât cea a metilcelulozei. Are un efect retardant asupra mortarului pe bază de gips și îi reduce rezistența. Cu toate acestea, prețul carboximetilcelulozei este semnificativ mai mic decât cel al metilcelulozei.
2. Eter de amidon modificat
Eterii de amidon utilizați în general în mortare sunt modificați din polimeri naturali ai unor polizaharide. Cum ar fi cartofii, porumbul, maniocul, boabele de guar etc. sunt modificați în diverși eteri de amidon modificați. Eterii de amidon utilizați în mod obișnuit în mortare sunt eterul hidropropil amidon, eterul hidrometil amidon etc.
În general, eterii de amidon modificați din cartofi, porumb și manioc au o retenție de apă semnificativ mai mică decât eterii de celuloză. Datorită gradului diferit de modificare, prezintă o stabilitate diferită la acid și alcali. Unele produse sunt potrivite pentru utilizarea în mortare pe bază de gips, în timp ce altele nu 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, rezultând proprietăți complementare și avantaje ale celor două produse. Deoarece produsele pe bază de eter de amidon sunt mult mai ieftine decât eterul de celuloză, aplicarea eterului de amidon în mortar va duce la o reducere semnificativă a costurilor formulărilor mortarului.
3. Eter de gumă de guar
Eterul de gumă de guar este un tip de polizaharidă eterificată cu proprietăți speciale, modificată din boabe de guar naturale. În principal prin reacția de eterificare dintre guma de guar și grupările funcționale acrilice, se formează o structură care conține grupări funcționale 2-hidroxipropil, adică o structură de poligalactomanoză.
①Comparativ cu eterul de celuloză, eterul de gumă de guar se dizolvă mai ușor în apă. PH-ul nu are practic niciun efect asupra performanței eterului de gumă de guar.
②În 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.
③În 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.
④Aplicarea 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 rezistenței mortarului de gips.
5. Atunci când guma de guar este aplicată pe mortare de zidărie și tencuială pe bază de ciment, aceasta poate înlocui eterul de celuloză în cantități egale și poate conferi mortarului o rezistență mai bună la lăsare, tixotropie și netezime a construcției.
⑥În mortarul cu vâscozitate ridicată și conținut ridicat de agent de reținere a apei, guma de guar și eterul de celuloză vor acționa împreună pentru a obține rezultate excelente.
⑦ Guma de guar poate fi utilizată și în produse precum adezivi pentru plăci, agenți autonivelanți pentru pământ, chit rezistent la apă și mortar polimeric pentru izolarea pereților.
4. Agent de îngroșare 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 și civile generale.
③Costul materialelor este scăzut.
④ Retenția de apă este mai mică decât cea a agenților organici de retenție a apei, iar valoarea contracției uscate a mortarului preparat este relativ mare, iar coeziunea este redusă.
Data publicării: 03 martie 2023