1. Nujnost zadrževanja vode
Vse vrste podlag, ki za gradnjo potrebujejo malto, imajo določeno stopnjo vpojnosti vode. Ko osnovna plast vpije vodo iz malte, se gradbenost malte poslabša, v hujših primerih pa cementni material v malti ne bo popolnoma hidriran, kar ima za posledico nizko trdnost, zlasti trdnost stiku med strjeno malto in osnovno plastjo, zaradi česar malta razpoka in odpade. Če ima ometna malta ustrezno sposobnost zadrževanja vode, lahko ne le učinkovito izboljša gradbene lastnosti malte, temveč tudi oteži vpijanje vode v malti v osnovno plast in zagotovi zadostno hidratacijo cementa.
2. Težave s tradicionalnimi metodami zadrževanja vode
Tradicionalna rešitev je zalivanje podlage, vendar je nemogoče zagotoviti, da je podlaga enakomerno navlažena. Idealni cilj hidratacije cementne malte na podlagi je, da produkt hidratacije cementa absorbira vodo skupaj s podlago, prodre v podlago in tvori učinkovito "ključno povezavo" s podlago, da se doseže zahtevana trdnost vezi. Zalivanje neposredno na površino podlage bo povzročilo resno razpršitev absorpcije vode podlage zaradi razlik v temperaturi, času zalivanja in enakomernosti zalivanja. Podlaga ima manjšo absorpcijo vode in bo še naprej absorbirala vodo iz malte. Preden se cementna hidratacija nadaljuje, se voda absorbira, kar vpliva na hidratacijo cementa in prodiranje produktov hidratacije v matrico; podlaga ima veliko absorpcijo vode in voda iz malte teče proti podlagi. Hitrost migracije medija je počasna, med malto in matrico pa se tvori celo plast, bogata z vodo, kar vpliva tudi na trdnost vezi. Zato uporaba običajne metode zalivanja podlage ne bo le učinkovito rešila problema visoke absorpcije vode v podlago stene, temveč bo vplivala tudi na trdnost vezi med malto in podlago, kar bo povzročilo votline in razpoke.
3. Zahteve različnih malt za zadrževanje vode
Spodaj so predlagane ciljne vrednosti stopnje zadrževanja vode za ometne malte, ki se uporabljajo na določenem območju in na območjih s podobnimi temperaturnimi in vlažnimi pogoji.
①Mala za omet z visoko vpojnostjo vode
Visoko vpojne podlage, ki jih predstavlja zračen beton, vključno z različnimi lahkimi predelnimi ploščami, bloki itd., imajo značilnosti velike vpojnosti vode in dolge obstojnosti. Malta za omet, ki se uporablja za tovrstno osnovno plast, mora imeti stopnjo zadrževanja vode najmanj 88 %.
②Mala za omet z nizko vpojnostjo vode
Podlage z nizko vpojnostjo vode, kot jih predstavlja lito betonsko litje, vključno s polistirenskimi ploščami za izolacijo zunanjih sten itd., imajo relativno majhno vpojnost vode. Malta za omet, ki se uporablja za takšne podlage, mora imeti stopnjo zadrževanja vode najmanj 88 %.
③Tankoslojna malta za omet
Tankoslojni omet se nanaša na ometno konstrukcijo z debelino plasti med 3 in 8 mm. Ta vrsta ometne konstrukcije zaradi tanke plasti zlahka izgublja vlago, kar vpliva na obdelavnost in trdnost. Malta, ki se uporablja za to vrsto ometa, ima stopnjo zadrževanja vode najmanj 99 %.
④Debeloslojna malta za omet
Debeloslojni omet se nanaša na ometno konstrukcijo, pri kateri je debelina ene plasti ometa med 8 mm in 20 mm. Pri tej vrsti ometa zaradi debele plasti ometa voda ne izgublja zlahka, zato stopnja zadrževanja vode v ometni malti ne sme biti manjša od 88 %.
⑤Vodoodporni kit
Vodoodporni kit se uporablja kot ultra tanek material za omet, splošna debelina konstrukcije pa je med 1 in 2 mm. Takšni materiali zahtevajo izjemno visoke lastnosti zadrževanja vode, da se zagotovi njihova obdelovalnost in trdnost oprijema. Stopnja zadrževanja vode pri kitih ne sme biti manjša od 99 %, stopnja zadrževanja vode pri kitih za zunanje stene pa mora biti večja kot pri kitih za notranje stene.
4. Vrste materialov za zadrževanje vode
Celulozni eter
1) Metilcelulozni eter (MC)
2) Hidroksipropil metilcelulozni eter (HPMC)
3) Hidroksietilcelulozni eter (HEC)
4) Karboksimetil celulozni eter (CMC)
5) Hidroksietil metilcelulozni eter (HEMC)
Škrobni eter
1) Modificiran škrobni eter
2) Guarjev eter
Modificirano zgoščevalec za zadrževanje mineralne vode (montmorilonit, bentonit itd.)
Petič, naslednje se osredotoča na delovanje različnih materialov
1. Celulozni eter
1.1 Pregled celuloznega etra
Celulozni eter je splošen izraz za vrsto produktov, ki nastanejo z reakcijo alkalne celuloze in eterifikacijskega sredstva pod določenimi pogoji. Različni celulozni etri nastanejo, ker se alkalna vlakna nadomestijo z različnimi eterifikacijskimi sredstvi. Glede na ionizacijske lastnosti substituentov lahko celulozne etre razdelimo v dve kategoriji: ionske, kot je karboksimetilceluloza (CMC), in neionske, kot je metilceluloza (MC).
Glede na vrsto substituentov lahko celulozne etre razdelimo na monoetre, kot je metilcelulozni eter (MC), in mešane etre, kot je hidroksietil karboksimetilcelulozni eter (HECMC). Glede na različna topila, v katerih se raztopijo, jih lahko razdelimo na dve vrsti: topne v vodi in topne v organskih topilih.
1.2 Glavne vrste celuloze
Karboksimetilceluloza (CMC), praktična stopnja substitucije: 0,4–1,4; sredstvo za eterifikacijo, monooksiocetna kislina; topilo, voda;
Karboksimetil hidroksietil celuloza (CMHEC), praktična stopnja substitucije: 0,7–1,0; sredstvo za eterifikacijo, monooksiocetna kislina, etilen oksid; topilo, voda;
Metilceluloza (MC), praktična stopnja substitucije: 1,5–2,4; sredstvo za eterifikacijo, metil klorid; topilo, voda;
Hidroksietilceluloza (HEC), praktična stopnja substitucije: 1,3–3,0; sredstvo za eterifikacijo, etilen oksid; topilo, voda;
Hidroksietil metilceluloza (HEMC), praktična stopnja substitucije: 1,5–2,0; sredstvo za eterifikacijo, etilen oksid, metil klorid; topilo, voda;
Hidroksipropil celuloza (HPC), praktična stopnja substitucije: 2,5–3,5; sredstvo za eterifikacijo, propilen oksid; topilo, voda;
Hidroksipropil metilceluloza (HPMC), praktična stopnja substitucije: 1,5–2,0; sredstvo za eterifikacijo, propilen oksid, metil klorid; topilo, voda;
Etilceluloza (EC), praktična stopnja substitucije: 2,3–2,6; sredstvo za eterifikacijo, monokloroetan; topilo, organsko topilo;
Etil hidroksietil celuloza (EHEC), praktična stopnja substitucije: 2,4–2,8; sredstvo za eterifikacijo, monokloroetan, etilen oksid; topilo za raztapljanje, organsko topilo;
1.3 Lastnosti celuloze
1.3.1 Metilcelulozni eter (MC)
①Metilceluloza 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.
②Zadrževanje vode metilceluloze je odvisno od količine dodane snovi, viskoznosti, finosti delcev in hitrosti raztapljanja. Na splošno velja, da če je dodana količina velika, je finost majhna in je viskoznost velika, je zadrževanje vode visoko. Med njimi ima količina dodane snovi največji vpliv na zadrževanje vode, najnižja viskoznost pa ni neposredno sorazmerna s stopnjo zadrževanja vode. Hitrost raztapljanja je odvisna predvsem od stopnje površinske modifikacije celuloznih delcev in finosti delcev. Med celuloznimi etri ima metilceluloza višjo stopnjo zadrževanja vode.
③Sprememba temperature bo resno vplivala na stopnjo zadrževanja vode v metilcelulozi. Na splošno velja, da višja kot je temperatura, slabše je zadrževanje vode. Če temperatura malte preseže 40 °C, bo zadrževanje vode v metilcelulozi zelo slabo, kar bo resno vplivalo 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, delavci med uporabo potrebujejo večjo trdnost, zato se konstrukcijske lastnosti malte poslabšajo. Oprijem metilceluloze je pri izdelkih iz celuloznega etra na zmerni ravni.
1.3.2 Hidroksipropil metilcelulozni eter (HPMC)
Hidroksipropil metilceluloza je vlaknin, katerega proizvodnja in poraba v zadnjih letih hitro naraščata.
Gre za neionski mešani eter celuloze, izdelan iz rafiniranega bombaža po alkalizaciji, pri čemer se kot eterifikacijska sredstva uporabljata propilen oksid in metil klorid, in to z vrsto reakcij. Stopnja substitucije je običajno 1,5-2,0. Njegove lastnosti se razlikujejo zaradi različnih razmerij med vsebnostjo metoksilnih skupin in vsebnostjo hidroksipropilnih skupin. Visoka vsebnost metoksilnih skupin in nizka vsebnost hidroksipropilnih skupin imata podobne lastnosti kot metilceluloza; nizka vsebnost metoksilnih skupin in visoka vsebnost hidroksipropilnih skupin pa ima podobne lastnosti kot hidroksipropilceluloza.
①Hidroksipropil metilceluloza je zlahka topna v hladni vodi, težko pa se raztopi v vroči vodi. Vendar je njena temperatura želiranja v vroči vodi bistveno višja kot pri metilcelulozi. Topnost v hladni vodi je v primerjavi z metilcelulozo tudi močno izboljšana.
② Viskoznost hidroksipropil metilceluloze je povezana z njeno molekulsko maso, in višja kot je molekulska masa, višja je viskoznost. Temperatura vpliva tudi na njeno viskoznost, z naraščanjem temperature se viskoznost zmanjšuje. Vendar pa je njena viskoznost manj odvisna od temperature kot pri metilcelulozi. Njena raztopina je stabilna, če jo shranjujemo pri sobni temperaturi.
③Zadrževanje 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.
4Hidroksipropil 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 nekoliko povečajo njeno viskoznost. Hidroksipropil metilceluloza je stabilna na navadne soli, vendar se pri visoki koncentraciji raztopine soli viskoznost raztopine hidroksipropil metilceluloze ponavadi poveča.
⑤Hidroksipropil metilcelulozo lahko zmešamo z vodotopnimi polimeri, da tvorimo enakomerno in prozorno raztopino z višjo viskoznostjo. Na primer s polivinil alkoholom, škrobnim eterjem, rastlinskim gumijem itd.
⑥ Hidroksipropil metilceluloza ima boljšo encimsko odpornost kot metilceluloza, njena raztopina pa se manj verjetno razgradi z encimi kot metilceluloza.
Adhezija hidroksipropil metilceluloze na malto je višja kot pri metilcelulozi.
1.3.3 Hidroksietilcelulozni eter (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.
①Hidroksietilceluloza 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.
②Hidroksietilceluloza je odporna na splošne kisline in alkalije. Alkalije lahko pospešijo njeno raztapljanje in nekoliko povečajo njeno viskoznost. Njena disperzibilnost v vodi je nekoliko slabša kot pri metilcelulozi in hidroksipropilmetilcelulozi.
③Hidroksietilceluloza ima dobro odpornost proti posedanju malte, vendar ima daljši čas zakasnitve strjevanja cementa.
④Učinkovitost hidroksietil celuloze, ki jo proizvajajo nekatera domača podjetja, je zaradi visoke vsebnosti vode in pepela očitno nižja od učinkovitosti metil celuloze.
1.3.4 Karboksimetilcelulozni eter (CMC) je izdelan iz naravnih vlaken (bombaž, konoplja itd.) po alkalijski obdelavi z uporabo natrijevega monokloroacetata kot eterifikacijskega sredstva in po vrsti reakcijskih obdelav za tvorbo ionskega celuloznega etra. Stopnja substitucije je običajno 0,4–1,4, na njegovo delovanje pa močno vpliva stopnja substitucije.
①Karboksimetil celuloza je zelo higroskopična in bo pri skladiščenju v splošnih pogojih vsebovala veliko količino vode.
②Vodna raztopina hidroksimetilceluloze ne tvori gela, viskoznost pa se z naraščanjem temperature zmanjšuje. Ko temperatura preseže 50 ℃, 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 Njegova zadrževalnost vode je veliko nižja kot pri metilcelulozi. Ima zaviralni učinek na malto na osnovi mavca in zmanjšuje njeno trdnost. Vendar pa je cena karboksimetilceluloze bistveno nižja od cene metilceluloze.
2. Modificiran škrobni eter
Škrobni etri, ki se običajno uporabljajo v maltah, so modificirani iz naravnih polimerov nekaterih polisaharidov. Na primer krompir, koruza, kasava, gvar fižol itd., se modificirajo v različne modificirane škrobne etre. Škrobni etri, ki se običajno uporabljajo v maltah, so hidroksipropil škrobni eter, hidroksimetil škrobni eter itd.
Na splošno imajo modificirani škrobni etri iz krompirja, koruze in kasave bistveno nižjo zadrževanje vode kot celulozni etri. Zaradi različne stopnje modifikacije kažejo različno stabilnost na kisline in alkalije. Nekateri izdelki so primerni za uporabo v maltah na osnovi mavca, drugi pa se ne morejo uporabljati 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, kar ima za posledico dopolnilne lastnosti in prednosti obeh izdelkov. Ker so izdelki iz škrobnih etrov veliko cenejši od celuloznega etra, bo uporaba škrobnega etra v malti povzročila znatno znižanje stroškov formulacij malte.
3. Eter guar gumija
Eter guar gumija je vrsta eterificiranega polisaharida s posebnimi lastnostmi, ki je modificiran iz naravnih guar zrn. Predvsem z reakcijo eterifikacije med guar gumijem in akrilnimi funkcionalnimi skupinami nastane struktura, ki vsebuje 2-hidroksipropilne funkcionalne skupine, in sicer poligalaktomanozna struktura.
①V primerjavi s celuloznim etrom se eter guar gumija lažje raztopi v vodi. pH v bistvu nima vpliva na delovanje etra guar gumija.
②V 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.
③V pogojih visoke viskoznosti in velikega odmerka guar gumi ne more nadomestiti celuloznega etra, mešana uporaba obeh pa bo prinesla boljše delovanje.
④Uporaba 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.
⑤ Ko se guar gumi nanese na cementno zidarsko in ometno malto, lahko v enaki količini nadomesti celulozni eter in malti zagotovi boljšo odpornost proti posedanju, tiksotropnost in gladkost konstrukcije.
⑥V malti z visoko viskoznostjo in visoko vsebnostjo sredstva za zadrževanje vode bosta guar gumi in celulozni eter delovala skupaj za doseganje odličnih rezultatov.
⑦ Guma guar se lahko uporablja tudi v izdelkih, kot so lepila za ploščice, izravnalne mase za tla, vodoodporni kiti in polimerna malta za izolacijo sten.
4. 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 Izdelati je mogoče maltne izdelke z različnimi stopnjami trdnosti za splošne industrijske in civilne stavbe.
③Cena materiala je nizka.
④ Zadrževanje vode je nižje kot pri organskih sredstvih za zadrževanje vode, vrednost suhega krčenja pripravljene malte pa je relativno velika, kohezija pa se zmanjša.
Čas objave: 3. marec 2023