Vrste dodatkov, ki se običajno uporabljajo pri gradnji suho mešanih malt, njihove lastnosti delovanja, mehanizem delovanja in njihov vpliv na delovanje suho mešanih maltnih izdelkov. Posebno pozornost je namenil izboljšanju učinka vodoodpornih sredstev, kot so celulozni eter in škrobni eter, redisperzibilni lateks v prahu in vlaknasti materiali, na delovanje suho mešane malte.
Dodatki igrajo ključno vlogo pri izboljšanju učinkovitosti suho mešane gradbene malte, vendar dodatek suhe mešanice malte znatno poviša stroške materiala za suho mešane malte v primerjavi s tradicionalno malto, ki predstavlja več kot 40 % stroškov materiala za suho mešanico malte. Trenutno precejšen del dodatkov dobavljajo tuji proizvajalci, dobavitelj pa zagotavlja tudi referenčni odmerek izdelka. Posledično so stroški suho mešanih malt še vedno visoki in je težko popularizirati navadne zidarske in ometne malte z velikimi količinami in na širokih območjih; visokokakovostne tržne izdelke nadzorujejo tuja podjetja, proizvajalci suho mešanice malte pa imajo nizek dobiček in slabo cenovno toleranco; primanjkuje sistematičnih in ciljno usmerjenih raziskav o uporabi farmacevtskih izdelkov, tuje formule pa se slepo upoštevajo.
Na podlagi zgoraj navedenih razlogov ta članek analizira in primerja nekatere osnovne lastnosti pogosto uporabljenih dodatkov ter na tej podlagi preučuje delovanje suho mešanih maltnih izdelkov z uporabo dodatkov.
1 sredstvo za zadrževanje vode
Sredstvo za zadrževanje vode je ključni dodatek za izboljšanje učinkovitosti zadrževanja vode suho mešane malte in je tudi eden ključnih dodatkov za določanje stroškov suho mešanih maltnih materialov.
1. Hidroksipropil metilcelulozni eter (HPMC)
Hidroksipropil metilceluloza je splošen izraz za vrsto produktov, ki nastanejo z reakcijo alkalne celuloze in eterifikacijskega sredstva pod določenimi pogoji. Alkalno celulozo nadomestimo z različnimi eterifikacijskimi sredstvi, da dobimo različne celulozne etre. Glede na ionizacijske lastnosti substituentov lahko celulozne etre razdelimo v dve kategoriji: ionske (kot je karboksimetilceluloza) in neionske (kot je metilceluloza). Glede na vrsto substituenta lahko celulozni eter razdelimo na monoeter (kot je metilceluloza) in mešani eter (kot je hidroksipropil metilceluloza). Glede na različno topnost ga lahko razdelimo na vodotopne (kot je hidroksietilceluloza) in organske topne (kot je etilceluloza) itd. Suho mešana malta je v glavnem iz vodotopne celuloze, vodotopna celuloza pa se deli na instantno in površinsko obdelano s podaljšanim raztapljanjem.
Mehanizem delovanja celuloznega etra v malti je naslednji:
(1) Hidroksipropil metilceluloza je zlahka topna v hladni vodi, v vroči vodi pa se bo težko raztopila. Vendar je njena temperatura želiranja v vroči vodi bistveno višja kot pri metilcelulozi. Tudi topnost v hladni vodi je v primerjavi z metilcelulozo močno izboljšana.
(2) Viskoznost hidroksipropil metilceluloze je povezana z njeno molekulsko maso, in večja kot je molekulska masa, višja je viskoznost. Temperatura vpliva tudi na njeno viskoznost, saj se z naraščanjem temperature viskoznost zmanjšuje. Vendar pa ima njena visoka viskoznost manjši temperaturni učinek kot metilceluloza. Njena raztopina je stabilna pri shranjevanju pri sobni temperaturi.
(3) Zadrževanje vode hidroksipropil metilceluloze je odvisno od količine dodane snovi, viskoznosti itd., stopnja zadrževanja vode pri enaki količini dodane snovi pa je višja kot pri metilcelulozi.
(4) Hidroksipropil metilceluloza je stabilna na kisline in alkalije, njena vodna raztopina pa je zelo stabilna v območju pH = 2~12. Kavstična soda in apnena voda le malo vplivata na njeno delovanje, vendar lahko alkalije pospešijo njeno raztapljanje in povečajo njeno viskoznost. Hidroksipropil metilceluloza je stabilna na navadne soli, vendar se pri visoki koncentraciji raztopine soli viskoznost raztopine hidroksipropil metilceluloze ponavadi poveča.
(5) Hidroksipropil metilcelulozo lahko zmešamo z vodotopnimi polimernimi spojinami, da tvorimo enakomerno raztopino z višjo viskoznostjo. Na primer s polivinil alkoholom, škrobnim eterjem, rastlinskim gumijem itd.
(6) Hidroksipropil metilceluloza ima boljšo encimsko odpornost kot metilceluloza, njeno raztopino pa encimi manj verjetno razgradijo kot metilcelulozo.
(7) Oprijem hidroksipropil metilceluloze na malto je večji kot pri metilcelulozi.
2. Metilceluloza (MC)
Po obdelavi rafiniranega bombaža z alkalijami se z vrsto reakcij z metan kloridom kot eterifikacijskim sredstvom proizvede celulozni eter. Stopnja substitucije je običajno 1,6~2,0, topnost pa se razlikuje glede na stopnjo substitucije. Spada med neionske celulozne etere.
(1) Metilceluloza je topna v hladni vodi, v vroči vodi pa se težko raztopi. Njena vodna raztopina je zelo stabilna v območju pH = 3~12. Dobro se ujema s škrobom, guar gumijem itd. in številnimi površinsko aktivnimi snovmi. Ko temperatura doseže temperaturo želiranja, pride do želiranja.
(2) Zadrževanje vode metilceluloze je odvisno od količine dodane snovi, viskoznosti, finosti delcev in hitrosti raztapljanja. Na splošno velja, da če je dodana količina velika, finost majhna in viskoznost velika, je stopnja zadrževanja vode visoka. Med njimi ima količina dodane snovi največji vpliv na stopnjo zadrževanja vode, raven viskoznosti pa ni neposredno sorazmerna s stopnjo zadrževanja vode. Stopnja raztapljanja je odvisna predvsem od stopnje površinske modifikacije celuloznih delcev in finosti delcev. Med zgoraj navedenimi celuloznimi etri imata metilceluloza in hidroksipropilmetilceluloza višjo stopnjo zadrževanja vode.
(3) Spremembe temperature bodo resno vplivale na stopnjo zadrževanja vode v metilcelulozi. Na splošno velja, da višja kot je temperatura, slabše je zadrževanje vode. Če temperatura malte preseže 40 °C, se zadrževanje vode v metilcelulozi znatno zmanjša, kar resno vpliva na konstrukcijo malte.
(4) Metilceluloza ima pomemben vpliv na konstrukcijo in oprijem malte. »Oprijem« se tukaj nanaša na oprijemno silo, ki jo delavec čuti med orodjem za nanašanje in stensko podlago, torej na strižno odpornost malte. Oprijemnost je visoka, strižna odpornost malte je velika, trdnost, ki jo delavci potrebujejo med uporabo, je prav tako velika, konstrukcijska učinkovitost malte pa je slaba. Oprijem metilceluloze je pri izdelkih iz celuloznega etra na zmerni ravni.
3. Hidroksietilceluloza (HEC)
Izdelan je iz rafiniranega bombaža, obdelanega z alkalijami, in reagira z etilen oksidom kot eterifikacijskim sredstvom v prisotnosti acetona. Stopnja substitucije je običajno 1,5~2,0. Ima močno hidrofilnost in enostavno absorbira vlago.
(1) Hidroksietilceluloza je topna v hladni vodi, težko pa se raztopi v vroči vodi. Njena raztopina je stabilna pri visoki temperaturi brez želiranja. Lahko se dolgo časa uporablja v malti pri visoki temperaturi, vendar je njeno zadrževanje vode slabše kot pri metilcelulozi.
(2) Hidroksietilceluloza je stabilen na splošno kisline in alkalije. Alkalije lahko pospešijo njegovo raztapljanje in nekoliko povečajo njegovo viskoznost. Njegova disperzibilnost v vodi je nekoliko slabša kot pri metilcelulozi in hidroksipropilmetilcelulozi.
(3) Hidroksietil celuloza ima dobro odpornost proti posedanju malte, vendar ima daljši čas zakasnitve vezanja cementa.
(4) Učinkovitost hidroksietil celuloze, ki jo proizvajajo nekatera domača podjetja, je zaradi visoke vsebnosti vode in pepela očitno nižja od učinkovitosti metil celuloze.
Škrobni eter
Škrobni etri, ki se uporabljajo v maltah, so modificirani iz naravnih polimerov nekaterih polisaharidov, kot so krompir, koruza, kasava, guar in tako naprej.
1. Modificiran škrob
Škrobni eter, modificiran iz krompirja, koruze, kasave itd., ima bistveno nižjo zadrževalnost vode kot celulozni eter. Zaradi različne stopnje modifikacije je stabilnost na kisline in alkalije različna. Nekateri izdelki so primerni za uporabo v maltah na osnovi mavca, drugi pa se lahko uporabljajo v maltah na osnovi cementa. Uporaba škrobnega etra v malti se uporablja predvsem kot zgoščevalec za izboljšanje lastnosti malte proti posedanju, zmanjšanje oprijema mokre malte in podaljšanje časa odpiranja.
Škrobni etri se pogosto uporabljajo skupaj s celulozo, tako da se lastnosti in prednosti teh dveh izdelkov medsebojno dopolnjujejo. Ker so izdelki iz škrobnih etrov veliko cenejši od celuloznih etrov, bo uporaba škrobnega etra v malti znatno znižala stroške formulacij malte.
2. Eter guar gumija
Eter guar gumija je vrsta škrobnega etra s posebnimi lastnostmi, ki je modificiran iz naravnih guar zrn. Predvsem z reakcijo eterifikacije guar gumija in akrilne funkcionalne skupine nastane struktura, ki vsebuje 2-hidroksipropilno funkcionalno skupino, ki je poligalaktomanozna struktura.
(1) V primerjavi s celuloznim etrom je eter guar gumija bolj topen v vodi. Lastnosti guar etrov se pri različnih vrednostih pH v bistvu ne spremenijo.
(2) V pogojih nizke viskoznosti in nizkega odmerka lahko guar gumi v enaki količini nadomesti celulozni eter in ima podobno zadrževanje vode. Vendar se očitno izboljšajo konsistenca, odpornost proti posedanju, tiksotropnost in tako naprej.
(3) V pogojih visoke viskoznosti in velikega odmerka guar gumi ne more nadomestiti celuloznega etra, mešana uporaba obeh pa bo prinesla boljše delovanje.
(4) Uporaba guar gumija v malti na osnovi mavca lahko znatno zmanjša oprijem med gradnjo in naredi konstrukcijo bolj gladko. Ne vpliva negativno na čas vezanja in trdnost mavčne malte.
3. Modificirano zgoščevalec za zadrževanje mineralne vode
Zgoščevalec za zadrževanje vode, izdelan iz naravnih mineralov z modifikacijo in mešanjem, se uporablja na Kitajskem. Glavni minerali, ki se uporabljajo za pripravo zgoščevalcev za zadrževanje vode, so: sepiolit, bentonit, montmorilonit, kaolin itd. Ti minerali imajo določene lastnosti zadrževanja vode in zgoščevanja, ki jih pridobivajo z modifikacijo, na primer s spojnimi sredstvi. Ta vrsta zgoščevalca za zadrževanje vode, ki se uporablja za malto, ima naslednje značilnosti.
(1) Lahko znatno izboljša delovanje navadne malte in reši težave slabe uporabnosti cementne malte, nizke trdnosti mešane malte in slabe vodoodpornosti.
(2) Za splošne industrijske in civilne stavbe je mogoče pripraviti maltne izdelke z različnimi stopnjami trdnosti.
(3) Stroški materiala so bistveno nižji od stroškov celuloznega etra in škrobnega etra.
(4) Zadrževanje vode je nižje kot pri organskem sredstvu za zadrževanje vode, vrednost suhega krčenja pripravljene malte je večja, kohezija pa zmanjšana.
Redisperzibilni polimerni gumijasti prah
Redisperzibilni gumijasti prah se predeluje s sušenjem z razprševanjem posebne polimerne emulzije. Med postopkom predelave postanejo zaščitni koloid, sredstvo proti sprijemanju itd. nepogrešljivi dodatki. Posušen gumijasti prah je sestavljen iz nekaj sferičnih delcev velikosti 80~100 mm, zbranih skupaj. Ti delci so topni v vodi in tvorijo stabilno disperzijo, ki je nekoliko večja od delcev prvotne emulzije. Ta disperzija bo po dehidraciji in sušenju tvorila film. Ta film je tako nepovraten kot splošna tvorba emulzijskega filma in se ne bo ponovno dispergiral, ko pride v stik z vodo. Disperzije.
Redisperzibilni gumijasti prah lahko razdelimo na: stiren-butadien kopolimer, terciarni kopolimer ogljikove kisline in etilena, kopolimer etilen-acetata in ocetne kisline itd., na podlagi tega pa se za izboljšanje učinkovitosti cepijo silikon, vinil lavrat itd. Različni modifikacijski ukrepi dajejo redisperzibilnemu gumijastemu prahu različne lastnosti, kot so vodoodpornost, odpornost na alkalije, vremenske vplive in fleksibilnost. Vsebuje vinil lavrat in silikon, zaradi česar ima gumijasti prah dobro hidrofobnost. Visoko razvejan vinil terciarni karbonat ima nizko vrednost Tg in dobro fleksibilnost.
Ko se te vrste gumijastih praškov nanesejo na malto, imajo vsi zaviralni učinek na čas vezanja cementa, vendar je zaviralni učinek manjši kot pri neposrednem nanosu podobnih emulzij. V primerjavi s tem ima stiren-butadien največji zaviralni učinek, etilen-vinil acetat pa najmanjši zaviralni učinek. Če je odmerek premajhen, učinek izboljšanja lastnosti malte ni očiten.
Čas objave: 3. april 2023