1. Potreba zadržiavania vody
Všetky druhy podkladov, ktoré vyžadujú maltu na stavbu, majú určitý stupeň nasiakavosti. Po absorbovaní vody z malty základnou vrstvou sa zhorší jej konštrukčná schopnosť a v závažných prípadoch cementový materiál v malte nie je úplne hydratovaný, čo má za následok nízku pevnosť, najmä pevnosť rozhrania medzi vytvrdnutou maltou a základnou vrstvou, čo spôsobuje praskanie a odlupovanie malty. Ak má omietková malta vhodnú schopnosť zadržiavať vodu, môže nielen účinne zlepšiť stavebné vlastnosti malty, ale tiež sťažiť absorpciu vody z malty základnou vrstvou a zabezpečiť dostatočnú hydratáciu cementu.
2. Problémy s tradičnými metódami zadržiavania vody
Tradičným riešením je zalievanie podkladu vodou, ale nie je možné zabezpečiť, aby bol podklad rovnomerne navlhčený. Ideálnym cieľom hydratácie cementovej malty na podklade je, aby produkt hydratácie cementu absorboval vodu spolu s podkladom, prenikol do podkladu a vytvoril s ním účinné „kľúčové spojenie“, aby sa dosiahla požadovaná pevnosť spoja. Priame zalievanie povrchu podkladu spôsobí výrazný rozptyl v absorpcii vody podkladu v dôsledku rozdielov v teplote, čase zalievania a rovnomernosti zalievania. Podklad má menšiu absorpciu vody a bude naďalej absorbovať vodu z malty. Predtým, ako začne hydratácia cementu, sa voda absorbuje, čo ovplyvňuje hydratáciu cementu a prenikanie produktov hydratácie do matrice; podklad má vysokú absorpciu vody a voda z malty steká do podkladu. Rýchlosť migrácie média je pomalá a medzi maltou a matricou sa dokonca vytvorí vrstva bohatá na vodu, čo tiež ovplyvňuje pevnosť spoja. Preto použitie bežnej metódy zavlažovania podkladu nielenže účinne nevyrieši problém vysokej nasiakavosti podkladu steny, ale ovplyvní aj pevnosť spoja medzi maltou a podkladom, čo bude mať za následok dutiny a praskanie.
3. Požiadavky rôznych mált na zadržiavanie vody
Cieľové hodnoty miery zadržiavania vody pre omietkové malty používané v určitej oblasti a v oblastiach s podobnými teplotnými a vlhkostnými podmienkami sú navrhnuté nižšie.
①Vysoko nasiakavá omietková malta na podklad
Vysoko nasiakavé podklady, ktoré predstavuje prevzdušnený betón, vrátane rôznych ľahkých priečkových dosiek, tvárnic atď., sa vyznačujú vysokou nasiakavosťou a dlhou životnosťou. Omietková malta použitá pre tento druh základnej vrstvy by mala mať mieru zadržiavania vody najmenej 88 %.
②Nízko nasiakavá omietková malta na podklad
Podklady s nízkou nasiakavosťou, ako je liaty betón, vrátane polystyrénových dosiek na izoláciu vonkajších stien atď., majú relatívne malú nasiakavosť. Omietková malta použitá na takéto podklady by mala mať mieru zadržiavania vody najmenej 88 %.
③Tenkovrstvová omietková malta
Tenkovrstvové omietanie označuje omietanie s hrúbkou vrstvy omietky medzi 3 a 8 mm. Tento druh omietania ľahko stráca vlhkosť kvôli tenkej vrstve omietky, čo ovplyvňuje spracovateľnosť a pevnosť. Malta použitá na tento typ omietky má mieru zadržiavania vody najmenej 99 %.
④Hrubovrstvová omietková malta
Hrubovrstvová omietka sa vzťahuje na omietkovú konštrukciu, kde hrúbka jednej vrstvy omietky je medzi 8 mm a 20 mm. Pri tomto druhu omietkovej konštrukcie ľahko nestráca voda kvôli hrubej vrstve omietky, takže miera zadržiavania vody v omietkovej malte by nemala byť nižšia ako 88 %.
⑤Vodoodolný tmel
Vodoodolný tmel sa používa ako ultratenký omietkový materiál a všeobecná hrúbka konštrukcie je medzi 1 a 2 mm. Takéto materiály vyžadujú extrémne vysoké vlastnosti zadržiavania vody, aby sa zabezpečila ich spracovateľnosť a pevnosť spoja. Miera zadržiavania vody tmelu by nemala byť nižšia ako 99 % a miera zadržiavania vody tmelu na vonkajšie steny by mala byť vyššia ako u tmelu na vnútorné steny.
4. Druhy materiálov zadržiavajúcich vodu
éter celulózy
1) Éter metylcelulózy (MC)
2) Hydroxypropylmetylcelulózový éter (HPMC)
3) Hydroxyetylcelulózový éter (HEC)
4) Éter karboxymetylcelulózy (CMC)
5) Hydroxyetylmetylcelulózový éter (HEMC)
Škrobový éter
1) Modifikovaný škrobový éter
2) Guarový éter
Modifikované zahusťovadlo zadržiavajúce minerálnu vodu (montmorillonit, bentonit atď.)
Po piate, nasledujúce sa zameriava na výkon rôznych materiálov
1. Éter celulózy
1.1 Prehľad celulózového éteru
Éter celulózy je všeobecný termín pre sériu produktov, ktoré vznikajú reakciou alkalickej celulózy a éterifikačného činidla za určitých podmienok. Rôzne étery celulózy sa získavajú nahradením alkalických vlákien rôznymi éterifikačnými činidlami. Podľa ionizačných vlastností ich substituentov možno étery celulózy rozdeliť do dvoch kategórií: iónové, ako je karboxymetylcelulóza (CMC), a neiónové, ako je metylcelulóza (MC).
Podľa typu substituentov možno étery celulózy rozdeliť na monoétery, ako napríklad éter metylcelulózy (MC), a zmiešané étery, ako napríklad éter hydroxyetylkarboxymetylcelulózy (HECMC). Podľa rôznych rozpúšťadiel, v ktorých sa rozpúšťajú, ich možno rozdeliť na dva typy: rozpustné vo vode a rozpustné v organických rozpúšťadlách.
1.2 Hlavné odrody celulózy
Karboxymetylcelulóza (CMC), praktický stupeň substitúcie: 0,4 – 1,4; éterifikačné činidlo, kyselina monooxyoctová; rozpúšťadlo, voda;
Karboxymetylhydroxyetylcelulóza (CMHEC), praktický stupeň substitúcie: 0,7 – 1,0; éterifikačné činidlo, kyselina monooxyoctová, etylénoxid; rozpúšťadlo, voda;
Metylcelulóza (MC), praktický stupeň substitúcie: 1,5 – 2,4; éterifikačné činidlo, metylchlorid; rozpúšťadlo, voda;
Hydroxyetylcelulóza (HEC), praktický stupeň substitúcie: 1,3 – 3,0; éterifikačné činidlo, etylénoxid; rozpúšťadlo, voda;
Hydroxyetylmetylcelulóza (HEMC), praktický stupeň substitúcie: 1,5 – 2,0; éterifikačné činidlo, etylénoxid, metylchlorid; rozpúšťadlo, voda;
Hydroxypropylcelulóza (HPC), praktický stupeň substitúcie: 2,5 – 3,5; éterifikačné činidlo, propylénoxid; rozpúšťadlo, voda;
Hydroxypropylmetylcelulóza (HPMC), praktický stupeň substitúcie: 1,5 – 2,0; éterifikačné činidlo, propylénoxid, metylchlorid; rozpúšťadlo, voda;
Etylcelulóza (EC), praktický stupeň substitúcie: 2,3 – 2,6; éterifikačné činidlo, monochlóretán; rozpúšťadlo, organické rozpúšťadlo;
Etylhydroxyetylcelulóza (EHEC), praktický stupeň substitúcie: 2,4 – 2,8; éterifikačné činidlo, monochlóretán, etylénoxid; rozpúšťadlo, organické rozpúšťadlo;
1.3 Vlastnosti celulózy
1.3.1 Metylcelulózový éter (MC)
①Metylcelulóza je rozpustná v studenej vode, ale v horúcej vode sa ťažko rozpúšťa. Jej vodný roztok je veľmi stabilný v rozmedzí pH = 3 – 12. Má dobrú kompatibilitu so škrobom, guarovou gumou atď. a mnohými povrchovo aktívnymi látkami. Keď teplota dosiahne teplotu gélovania, dochádza ku gélovaniu.
②Retencia vody v metylcelulóze závisí od pridaného množstva, viskozity, jemnosti častíc a rýchlosti rozpúšťania. Vo všeobecnosti platí, že ak je pridané množstvo veľké, jemnosť je malá a viskozita je veľká, retencia vody je vysoká. Spomedzi nich má pridané množstvo najväčší vplyv na retenciu vody a najnižšia viskozita nie je priamo úmerná úrovni retencie vody. Rýchlosť rozpúšťania závisí hlavne od stupňa povrchovej modifikácie celulózových častíc a jemnosti častíc. Spomedzi éterov celulózy má metylcelulóza vyššiu mieru retencie vody.
③Zmena teploty vážne ovplyvní mieru zadržiavania vody metylcelulózou. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je teplota, tým horšia je zadržiavanie vody. Ak teplota malty prekročí 40 °C, zadržiavanie vody metylcelulózou bude veľmi nízke, čo vážne ovplyvní konštrukciu malty.
④ Metylcelulóza má významný vplyv na konštrukciu a priľnavosť malty. „Priľnavosť“ sa tu vzťahuje na adhéznu silu medzi aplikačným nástrojom pracovníka a podkladom steny, teda na šmykovú odolnosť malty. Priľnavosť je vysoká, šmyková odolnosť malty je veľká a pracovníci potrebujú počas používania väčšiu pevnosť, čo má za následok zhoršenie stavebných vlastností malty. Priľnavosť metylcelulózy je v produktoch z éteru celulózy na strednej úrovni.
1.3.2 Hydroxypropylmetylcelulózový éter (HPMC)
Hydroxypropylmetylcelulóza je vláknitý produkt, ktorého produkcia a spotreba v posledných rokoch rýchlo rastú.
Je to neiónový zmesný éter celulózy vyrobený z rafinovanej bavlny po alkalizácii s použitím propylénoxidu a metylchloridu ako éterifikačných činidiel a prostredníctvom série reakcií. Stupeň substitúcie je vo všeobecnosti 1,5-2,0. Jeho vlastnosti sa líšia v dôsledku rôznych pomerov obsahu metoxylových skupín a hydroxypropylových skupín. Vysoký obsah metoxylových skupín a nízky obsah hydroxypropylových skupín má vlastnosti blízke metylcelulóze; nízky obsah metoxylových skupín a vysoký obsah hydroxypropylových skupín má vlastnosti blízke hydroxypropylcelulóze.
①Hydroxypropylmetylcelulóza je ľahko rozpustná v studenej vode a ťažko sa rozpúšťa v horúcej vode. Jej teplota želatínovania v horúcej vode je však výrazne vyššia ako u metylcelulózy. Rozpustnosť v studenej vode je tiež výrazne lepšia v porovnaní s metylcelulózou.
② Viskozita hydroxypropylmetylcelulózy súvisí s jej molekulovou hmotnosťou a čím vyššia je molekulová hmotnosť, tým vyššia je viskozita. Teplota tiež ovplyvňuje jej viskozitu, so zvyšujúcou sa teplotou sa viskozita znižuje. Jej viskozita je však menej ovplyvnená teplotou ako viskozita metylcelulózy. Jej roztok je stabilný pri skladovaní pri izbovej teplote.
③Retencia vody hydroxypropylmetylcelulózy závisí od jej pridaného množstva, viskozity atď. a jej miera retencie vody pri rovnakom pridanom množstve je vyššia ako u metylcelulózy.
④Hydroxypropylmetylcelulóza je stabilná voči kyselinám a zásadám a jej vodný roztok je veľmi stabilný v rozmedzí pH = 2 – 12. Hydroxypropylmetylcelulóza a vápenná voda majú malý vplyv na jej účinnosť, ale zásady môžu urýchliť jej rozpúšťanie a mierne zvýšiť jej viskozitu. Hydroxypropylmetylcelulóza je stabilná voči bežným soliam, ale keď je koncentrácia soľného roztoku vysoká, viskozita roztoku hydroxypropylmetylcelulózy má tendenciu sa zvyšovať.
⑤Hydroxypropylmetylcelulóza sa môže zmiešať s vo vode rozpustnými polymérmi za vzniku jednotného a transparentného roztoku s vyššou viskozitou. Ako napríklad polyvinylalkohol, éter škrobu, rastlinná guma atď.
⑥ Hydroxypropylmetylcelulóza má lepšiu odolnosť voči enzýmom ako metylcelulóza a jej roztok je menej náchylný na degradáciu enzýmami ako metylcelulóza.
⑦Priľnavosť hydroxypropylmetylcelulózy k maltovej konštrukcii je vyššia ako priľnavosť metylcelulózy.
1.3.3 Hydroxyetylcelulózový éter (HEC)
Vyrába sa z rafinovanej bavlny upravenej alkáliou a reaguje s etylénoxidom ako éterifikačným činidlom v prítomnosti acetónu. Stupeň substitúcie je zvyčajne 1,5-2,0. Má silnú hydrofilnosť a ľahko absorbuje vlhkosť.
①Hydroxyetylcelulóza je rozpustná v studenej vode, ale ťažko sa rozpúšťa v horúcej vode. Jej roztok je stabilný pri vysokej teplote bez gélovania. Môže sa dlhodobo používať v malte pri vysokej teplote, ale jej retencia vody je nižšia ako u metylcelulózy.
②Hydroxyetylcelulóza je stabilná voči všeobecným kyselinám a zásadám. Zásady môžu urýchliť jej rozpúšťanie a mierne zvýšiť jej viskozitu. Jej dispergovateľnosť vo vode je o niečo horšia ako u metylcelulózy a hydroxypropylmetylcelulózy.
③Hydroxyetylcelulóza má dobrý protistekavý účinok na maltu, ale má dlhší čas spomalenia tuhnutia cementu.
④Výkon hydroxyetylcelulózy vyrábanej niektorými domácimi podnikmi je zjavne nižší ako výkon metylcelulózy kvôli jej vysokému obsahu vody a vysokému obsahu popola.
1.3.4 Éter karboxymetylcelulózy (CMC) sa vyrába z prírodných vlákien (bavlna, konope atď.) po alkalickej úprave s použitím monochlóracetanu sodného ako éterifikačného činidla a následne sa podrobí sérii reakčných spracovaní za vzniku iónového éteru celulózy. Stupeň substitúcie je vo všeobecnosti 0,4 – 1,4 a jeho výkon je výrazne ovplyvnený stupňom substitúcie.
①Karboxymetylcelulóza je vysoko hygroskopická a pri skladovaní za bežných podmienok obsahuje veľké množstvo vody.
②Vodný roztok hydroxymetylcelulózy netvorí gél a viskozita sa znižuje so zvyšujúcou sa teplotou. Keď teplota prekročí 50 ℃, viskozita je nezvratná.
③ Jeho stabilita je výrazne ovplyvnená pH. Vo všeobecnosti sa môže použiť v maltách na báze sadry, ale nie v maltách na báze cementu. Pri vysokej zásaditosti stráca viskozitu.
④ Jeho retencia vody je oveľa nižšia ako u metylcelulózy. Má spomaľovací účinok na maltu na báze sadry a znižuje jej pevnosť. Cena karboxymetylcelulózy je však výrazne nižšia ako cena metylcelulózy.
2. Modifikovaný škrobový éter
Étery škrobu, ktoré sa bežne používajú v maltách, sú modifikované z prírodných polymérov niektorých polysacharidov. Napríklad zemiaky, kukurica, maniok, guarové bôby atď. sa modifikujú na rôzne modifikované étery škrobu. Étery škrobu bežne používané v maltách sú hydroxypropyléter škrobu, hydroxymetyléter škrobu atď.
Modifikované étery škrobu zo zemiakov, kukurice a manioku majú vo všeobecnosti výrazne nižšiu retenciu vody ako étery celulózy. Vzhľadom na rozdielny stupeň modifikácie vykazujú rôznu stabilitu voči kyselinám a zásadám. Niektoré produkty sú vhodné na použitie v maltách na báze sadry, zatiaľ čo iné sa nemôžu použiť v maltách na báze cementu. Aplikácia éteru škrobu v maltách sa používa hlavne ako zahusťovadlo na zlepšenie protistekavých vlastností malty, zníženie priľnavosti mokrej malty a predĺženie doby schnutia.
Étery škrobu sa často používajú spolu s celulózou, čo vedie k doplnkovým vlastnostiam a výhodám týchto dvoch produktov. Keďže produkty na báze éterov škrobu sú oveľa lacnejšie ako étery celulózy, použitie éteru škrobu v maltách prinesie výrazné zníženie nákladov na maltové receptúry.
3. Éter guarovej gumy
Éter guarovej gumy je druh éterifikovaného polysacharidu so špeciálnymi vlastnosťami, ktorý sa modifikuje z prírodných guarových bôbov. Hlavne éterifikačnou reakciou medzi guarovou gumou a akrylovými funkčnými skupinami sa vytvára štruktúra obsahujúca 2-hydroxypropylové funkčné skupiny, čo je polygalaktomanózová štruktúra.
①V porovnaní s éterom celulózy sa éter guarovej gumy ľahšie rozpúšťa vo vode. Hodnota pH v podstate nemá žiadny vplyv na vlastnosti éteru guarovej gumy.
②Za podmienok nízkej viskozity a nízkeho dávkovania môže guarová guma nahradiť éter celulózy v rovnakom množstve a má podobnú retenciu vody. Konzistencia, odolnosť voči stekaniu, tixotropia atď. sa však evidentne zlepšia.
③Za podmienok vysokej viskozity a veľkého dávkovania guarová guma nemôže nahradiť éter celulózy a kombinované použitie oboch zložiek prinesie lepší výkon.
④Aplikácia guarovej gumy v malte na báze sadry môže výrazne znížiť priľnavosť počas výstavby a zabezpečiť hladší výsledok. Nemá nepriaznivý vplyv na čas tuhnutia a pevnosť sadrovej malty.
⑤ Keď sa guarová guma aplikuje na cementovú murovaciu a omietkovú maltu, môže nahradiť éter celulózy v rovnakom množstve a dodať malte lepšiu odolnosť voči stekaniu, tixotropiu a hladkosť konštrukcie.
⑥V malte s vysokou viskozitou a vysokým obsahom vodozadržiavacieho činidla bude guarová guma a éter celulózy spolupracovať na dosiahnutí vynikajúcich výsledkov.
⑦ Guarová guma sa môže použiť aj v produktoch, ako sú lepidlá na dlaždice, samonivelačné hmoty na zem, vodeodolný tmel a polymérna malta na izoláciu stien.
4. Modifikované zahusťovadlo zadržiavajúce minerálnu vodu
V Číne sa používa zahusťovadlo zadržiavajúce vodu vyrobené z prírodných minerálov modifikáciou a zmiešaním. Hlavné minerály používané na prípravu zahusťovadiel zadržiavajúcich vodu sú: sepiolit, bentonit, montmorillonit, kaolín atď. Tieto minerály majú určité vlastnosti zadržiavania vody a zahusťovania vďaka modifikácii, ako sú napríklad spojovacie činidlá. Tento druh zahusťovadla zadržiavajúceho vodu aplikovaného na maltu má nasledujúce vlastnosti.
① Môže výrazne zlepšiť výkonnosť bežnej malty a vyriešiť problémy so zlou funkčnosťou cementovej malty, nízkou pevnosťou zmiešanej malty a slabou odolnosťou voči vode.
② Je možné vyrobiť maltové výrobky s rôznymi úrovňami pevnosti pre všeobecné priemyselné a občianske budovy.
③Náklady na materiál sú nízke.
④ Retencia vody je nižšia ako u organických činidiel zadržiavajúcich vodu a hodnota zmršťovania za sucha pripravenej malty je relatívne veľká a súdržnosť je znížená.
Čas uverejnenia: 03.03.2023