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. 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.
2. Hidroksipropilmetilceluloza (HPMC)
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.
3. Hidroksietil celuloza (HEC)
Izdelan je iz rafiniranega bombaža, obdelanega z alkalijo, 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.
4. Karboksimetil celuloza (CMC)
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.
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.
Polipropilenska vlakna
Polipropilenska vlakna so izdelana iz polipropilena kot surovine in ustrezne količine modifikatorja. Premer vlaken je običajno približno 40 mikronov, natezna trdnost je 300~400 MPa, elastični modul je ≥3500 MPa, končni raztezek pa je 15~18 %. Njegove značilnosti delovanja:
(1) Polipropilenska vlakna so enakomerno porazdeljena v tridimenzionalnih naključnih smereh v malti in tvorijo mrežast ojačitveni sistem. Če na vsako tono malte dodamo 1 kg polipropilenskih vlaken, lahko dobimo več kot 30 milijonov monofilamentnih vlaken.
(2) Dodajanje polipropilenskih vlaken malti lahko učinkovito zmanjša razpoke zaradi krčenja malte v plastičnem stanju, ne glede na to, ali so te razpoke vidne ali ne. Prav tako lahko znatno zmanjša površinsko krvavitev in posedanje agregata sveže malte.
(3) Pri telesu, utrjenem z malto, lahko polipropilenska vlakna znatno zmanjšajo število deformacijskih razpok. To pomeni, da ko telo, utrjeno z malto, ustvari napetost zaradi deformacije, se lahko upre napetosti in jih prenese. Ko telo, utrjeno z malto, razpoka, lahko pasivira koncentracijo napetosti na konici razpoke in omeji širjenje razpoke.
(4) Učinkovita disperzija polipropilenskih vlaken pri proizvodnji malte bo postala težaven problem. Oprema za mešanje, vrsta in odmerjanje vlaken, razmerje malte in njeni procesni parametri bodo postali pomembni dejavniki, ki vplivajo na disperzijo.
sredstvo za vlečenje zraka
Zračno sredstvo je vrsta površinsko aktivne snovi, ki lahko s fizikalnimi metodami tvori stabilne zračne mehurčke v svežem betonu ali malti. Vključuje predvsem: kolofonijo in njene termične polimere, neionske površinsko aktivne snovi, alkilbenzen sulfonate, lignosulfonate, karboksilne kisline in njihove soli itd.
Za pripravo ometnih in zidarskih malt se pogosto uporabljajo aerantna sredstva. Zaradi dodatka aerantnega sredstva se lahko obnašanje malte nekoliko spremeni.
(1) Zaradi vnosa zračnih mehurčkov se lahko poveča enostavnost in konstrukcija sveže mešane malte ter zmanjša krvavitev.
(2) Že sama uporaba sredstva za vlečenje zraka zmanjša trdnost in elastičnost kalupa v malti. Če se sredstvo za vlečenje zraka in sredstvo za zmanjšanje vode uporabljata skupaj in je razmerje ustrezno, se trdnost ne bo zmanjšala.
(3) Lahko znatno izboljša odpornost strjene malte proti zmrzovanju, izboljša neprepustnost malte in izboljša odpornost strjene malte proti eroziji.
(4) Sredstvo za vezavo zraka bo povečalo vsebnost zraka v malti, kar bo povečalo krčenje malte, vrednost krčenja pa je mogoče ustrezno zmanjšati z dodajanjem sredstva za zmanjšanje vode.
Ker je količina dodanega aeranta zelo majhna in običajno predstavlja le nekaj deset tisočink celotne količine cementnih materialov, je treba zagotoviti, da se med proizvodnjo malte natančno odmeri in vmeša; dejavniki, kot so načini mešanja in čas mešanja, bodo resno vplivali na količino aeranta. Zato je v trenutnih domačih proizvodnih in gradbenih pogojih dodajanje aeranta v malto potrebno veliko eksperimentalnega dela.
sredstvo za zgodnjo utrjevanje
Za izboljšanje zgodnje trdnosti betona in malte se pogosto uporabljajo sulfatni agensi za zgodnjo trdnost, vključno z natrijevim sulfatom, natrijevim tiosulfatom, aluminijevim sulfatom in kalijevim aluminijevim sulfatom.
Na splošno se pogosto uporablja brezvodni natrijev sulfat, njegov odmerek pa je nizek in učinek zgodnje trdnosti je dober, če pa je odmerek prevelik, bo v poznejši fazi povzročil ekspanzijo in razpoke, hkrati pa bo prišlo do vračanja alkalij, kar bo vplivalo na videz in učinek površinske dekorativne plasti.
Kalcijev format je tudi dobro sredstvo proti zmrzovanju. Ima dober učinek zgodnje trdnosti, manj stranskih učinkov, dobro združljivost z drugimi dodatki in številne lastnosti je boljši od sulfatnih sredstev za zgodnjo trdnost, vendar je cena višja.
antifriz
Če se malta uporablja pri negativni temperaturi in se ne sprejmejo ukrepi proti zmrzovanju, bo prišlo do poškodb zaradi zmrzali in trdnost strjenega telesa bo uničena. Sredstvo proti zmrzovanju preprečuje poškodbe zaradi zmrzovanja na dva načina: preprečevanje zmrzovanja in izboljšanje zgodnje trdnosti malte.
Med pogosto uporabljenimi sredstvi proti zmrzovanju imata kalcijev nitrit in natrijev nitrit najboljši učinek proti zmrzovanju. Ker kalcijev nitrit ne vsebuje kalijevih in natrijevih ionov, lahko zmanjša pojav alkalijskega agregata, ko se uporablja v betonu, vendar je njegova obdelavnost nekoliko slabša, ko se uporablja v malti, medtem ko ima natrijev nitrit boljšo obdelavnost. Za zadovoljive rezultate se uporablja sredstvo proti zmrzovanju v kombinaciji s sredstvom za zgodnje utrjevanje in reduktorjem vode. Ko se suho mešana malta z antifrizom uporablja pri ultra nizki negativni temperaturi, je treba temperaturo mešanice ustrezno zvišati, na primer z mešanjem s toplo vodo.
Če je količina antifriza prevelika, bo to v kasnejši fazi zmanjšalo trdnost malte, površina strjene malte pa bo imela težave, kot je vračanje alkalij, kar bo vplivalo na videz in učinek površinske dekorativne plasti.
Čas objave: 16. januar 2023