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.
1.1 Celulozni eter
Celulozni eter je splošen izraz za vrsto produktov, ki nastanejo z reakcijo alkalne celuloze in eterifikacijskega sredstva pod določenimi pogoji. Alkalna celuloza se nadomesti z različnimi eterifikacijskimi sredstvi, da se dobijo različni celulozni etri. Glede na ionizacijske lastnosti substituentov lahko celulozne etre razdelimo v dve kategoriji: ionske (kot je karboksimetil celuloza) in neionske (kot je metil celuloza). Glede na vrsto substituenta lahko celulozni eter razdelimo na monoeter (kot je metil celuloza) in mešani eter (kot je hidroksipropil metil celuloza). Glede na različno topnost ga lahko razdelimo na vodotopne (kot je hidroksietil celuloza) in organske topne (kot je etil celuloza) 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) Ko se celulozni eter v malti raztopi v vodi, se zaradi površinske aktivnosti zagotovi učinkovita in enakomerna porazdelitev cementnega materiala v sistemu, celulozni eter pa kot zaščitni koloid "ovije" trdne delce in na njegovi zunanji površini se tvori plast mazalnega filma, zaradi česar je maltni sistem bolj stabilen, poleg tega pa se izboljša tekočnost malte med mešanjem in gladkost gradnje.
(2) Zaradi lastne molekularne strukture raztopina celuloznega etra preprečuje enostavno izgubljanje vode v malti in jo postopoma sprošča v daljšem časovnem obdobju, kar malti zagotavlja dobro zadrževanje vode in obdelovalnost.
1.1.1 Molekulska formula metilceluloze (MC) [C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x
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.
1.1.2 Molekulska formula hidroksipropil metilceluloze (HPMC) je [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x
Hidroksipropil metilceluloza je vrsta celuloze, katere proizvodnja in poraba v zadnjih letih hitro naraščata. Gre za neionski mešani eter celuloze, izdelan iz rafiniranega bombaža po alkalizaciji z uporabo propilen oksida in metil klorida kot sredstva za eterifikacijo, z vrsto reakcij. Stopnja substitucije je običajno 1,2~2,0. Njene lastnosti se razlikujejo zaradi različnih razmerij med vsebnostjo metoksilnih skupin in vsebnostjo hidroksipropilnih skupin.
(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.
1.1.3 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.
1.1.4 Karboksimetilceluloza (CMC) [C6H7O2(OH)2och2COONa]n
Ionski celulozni eter je izdelan iz naravnih vlaken (bombaž itd.) po alkalijski obdelavi z uporabo natrijevega monokloroacetata kot eterifikacijskega sredstva in po vrsti reakcijskih obdelav. Stopnja substitucije je običajno 0,4~1,4, na njegovo delovanje pa močno vpliva stopnja substitucije.
(1) Karboksimetil celuloza je bolj higroskopična in bo pri shranjevanju v splošnih pogojih vsebovala več vode.
(2) Vodna raztopina karboksimetil celuloze ne bo tvorila gela, viskoznost pa se bo z naraščanjem temperature zmanjševala. Ko temperatura preseže 50 °C, je viskoznost nepovratna.
(3) Na njegovo stabilnost močno vpliva pH. Na splošno se lahko uporablja v malti na osnovi mavca, ne pa v malti na osnovi cementa. Pri visoki alkalnosti izgubi viskoznost.
(4) Zadržuje vodo veliko manj kot metilceluloza. Ima zaviralni učinek na malto na osnovi mavca in zmanjšuje njeno trdnost. Vendar pa je cena karboksimetilceluloze bistveno nižja od cene metilceluloze.
Čas objave: 30. marec 2023