1. Потреба за задржавањем воде
Све врсте подлога којима је потребан малтер за изградњу имају одређени степен апсорпције воде. Након што основни слој упије воду из малтера, изводљивост малтера ће се погоршати, а у тешким случајевима, цементни материјал у малтеру неће бити потпуно хидриран, што резултира ниском чврстоћом, посебно чврстоћом споја између очврслог малтера и основног слоја, што узрокује пуцање и отпадање малтера. Ако малтер за малтер има одговарајуће перформансе задржавања воде, он не само да може ефикасно побољшати грађевинске перформансе малтера, већ и отежати апсорпцију воде из малтера од стране основног слоја и осигурати довољну хидратацију цемента.
2. Проблеми са традиционалним методама задржавања воде
Традиционално решење је заливање основе водом, али је немогуће осигурати да је основа равномерно навлажена. Идеалан циљ хидратације цементног малтера на основи је да производ хидратације цемента апсорбује воду заједно са основом, продре у основу и формира ефикасну „кључну везу“ са основом, како би се постигла потребна чврстоћа везе. Директно заливање површине основе изазвало би озбиљну дисперзију у апсорпцији воде основе због разлика у температури, времену заливања и равномерности заливања. Основа има мању апсорпцију воде и наставиће да апсорбује воду из малтера. Пре него што се хидратација цемента настави, вода се апсорбује, што утиче на хидратацију цемента и продирање производа хидратације у матрицу; основа има велику апсорпцију воде, а вода из малтера тече ка основи. Брзина миграције медија је спора, па се чак и између малтера и матрице формира слој богат водом, што такође утиче на чврстоћу везе. Стога, коришћење уобичајене методе заливања подлоге не само да неће ефикасно решити проблем високе апсорпције воде зидне подлоге, већ ће утицати на чврстоћу везивања између малтера и подлоге, што ће резултирати удубљењем и пуцањем.
3. Захтеви различитих малтера за задржавање воде
У наставку су предложене циљне стопе задржавања воде за производе од малтера за гипсање који се користе у одређеном подручју и у подручјима са сличним условима температуре и влажности.
①Малтер за малтерисање подлоге са високом апсорпцијом воде
Подлоге са високом апсорпцијом воде, које представљају бетон са увученим ваздухом, укључујући разне лаке преградне плоче, блокове итд., имају карактеристике велике апсорпције воде и дугог трајања. Малтер за малтер који се користи за ову врсту основног слоја треба да има стопу задржавања воде од најмање 88%.
②Малтер за малтерисање подлоге са ниском апсорпцијом воде
Подлоге са ниском апсорпцијом воде, које представља ливени бетон, укључујући полистиренске плоче за изолацију спољних зидова итд., имају релативно малу апсорпцију воде. Малтер за малтерисање који се користи за такве подлоге треба да има стопу задржавања воде од најмање 88%.
③Танкослојни малтер за малтерисање
Танкослојно малтерисање односи се на малтерисање конструкција са дебљином слоја малтера између 3 и 8 мм. Ова врста малтерисања лако губи влагу због танког слоја малтера, што утиче на обрадивост и чврстоћу. Малтер који се користи за ову врсту малтерисања, његова стопа задржавања воде није мања од 99%.
④Дебелослојни малтер за малтерисање
Дебелослојно малтерисање односи се на малтерску конструкцију где је дебљина једног слоја малтера између 8 мм и 20 мм. Код ове врсте малтерске конструкције, вода не губи лако због дебелог слоја малтера, тако да стопа задржавања воде малтера за малтер не сме бити мања од 88%.
⑤Водоотпорни кит
Водоотпорни кит се користи као ултратанки материјал за малтерисање, а општа дебљина слоја је између 1 и 2 мм. Такви материјали захтевају изузетно висока својства задржавања воде како би се осигурала њихова обрадивост и чврстоћа везивања. Код кит материјала, стопа задржавања воде не би требало да буде мања од 99%, а стопа задржавања воде код кита за спољашње зидове треба да буде већа него код кита за унутрашње зидове.
4. Врсте материјала за задржавање воде
Целулозни етар
1) Метил целулозни етар (MC)
2) Хидроксипропил метил целулозни етар (HPMC)
3) Хидроксиетил целулозни етар (HEC)
4) Карбоксиметил целулозни етар (CMC)
5) Хидроксиетил метил целулозни етар (HEMC)
Скробни етар
1) Модификовани етар скроба
2) Гуар етар
Модификовани минерални згушњивач за задржавање воде (монтморилонит, бентонит, итд.)
Пето, следеће се фокусира на перформансе различитих материјала
1. Целулозни етар
1.1 Преглед целулозног етра
Целулозни етар је општи назив за низ производа насталих реакцијом алкалне целулозе и средства за етерификацију под одређеним условима. Различити целулозни етри се добијају захваљујући замени алкалних влакана различитим средствима за етерификацију. Према јонизационим својствима својих супституената, целулозни етри се могу поделити у две категорије: јонске, као што је карбоксиметил целулоза (CMC), и нејонске, као што је метил целулоза (MC).
Према врстама супституената, целулозни етри се могу поделити на моноетре, као што је метил целулозни етар (MC), и мешовите етре, као што је хидроксиетил карбоксиметил целулозни етар (HECMC). Према различитим растварачима у којима се растварају, могу се поделити на две врсте: растворљиве у води и растворљиве у органским растварачима.
1.2 Главне врсте целулозе
Карбоксиметилцелулоза (CMC), практични степен супституције: 0,4-1,4; средство за етерификацију, монооксисирћетна киселина; растварач, вода;
Карбоксиметил хидроксиетил целулоза (CMHEC), практични степен супституције: 0,7-1,0; средство за етерификацију, монооксисирћетна киселина, етилен оксид; растварач, вода;
Метилцелулоза (МЦ), практични степен супституције: 1,5-2,4; средство за етерификацију, метил хлорид; растварач, вода;
Хидроксиетил целулоза (HEC), практични степен супституције: 1,3-3,0; средство за етерификацију, етилен оксид; растварач, вода;
Хидроксиетил метилцелулоза (HEMC), практични степен супституције: 1,5-2,0; средство за етерификацију, етилен оксид, метил хлорид; растварач, вода;
Хидроксипропил целулоза (HPC), практични степен супституције: 2,5-3,5; средство за етерификацију, пропилен оксид; растварач, вода;
Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ), практичан степен супституције: 1,5-2,0; средство за етерификацију, пропилен оксид, метил хлорид; растварач, вода;
Етил целулоза (EC), практични степен супституције: 2,3-2,6; средство за етерификацију, монохлоретан; растварач, органски растварач;
Етил хидроксиетил целулоза (EHEC), практични степен супституције: 2,4-2,8; средство за етерификацију, монохлороетан, етилен оксид; растварач, органски растварач;
1.3 Особине целулозе
1.3.1 Метил целулозни етар (MC)
①Метилцелулоза је растворљива у хладној води, а тешко се раствара у врућој води. Њен водени раствор је веома стабилан у опсегу pH=3-12. Има добру компатибилност са скробом, гуар гумом итд. и многим сурфактантима. Када температура достигне температуру желатинирања, долази до желатинирања.
②Задржавање воде метилцелулозе зависи од количине додатка, вискозности, финоће честица и брзине растварања. Генерално, ако је количина додатка велика, финоћа је мала, а вискозност велика, задржавање воде је велико. Међу њима, количина додатка има највећи утицај на задржавање воде, а најнижа вискозност није директно пропорционална нивоу задржавања воде. Брзина растварања углавном зависи од степена површинске модификације целулозних честица и финоће честица. Међу целулозним етрима, метилцелулоза има већу стопу задржавања воде.
③Промена температуре ће озбиљно утицати на брзину задржавања воде метил целулозе. Генерално, што је виша температура, то је задржавање воде лошије. Ако температура малтера пређе 40°C, задржавање воде метил целулозе ће бити веома лоше, што ће озбиљно утицати на конструкцију малтера.
④ Метил целулоза има значајан утицај на конструкцију и адхезију малтера. „Адхезија“ се овде односи на силу лепљења која се осећа између алата за наношење радника и подлоге зида, односно на отпорност малтера на смицање. Адхезија је висока, отпорност малтера на смицање је велика, а радницима је потребна већа чврстоћа током употребе, а грађевинске перформансе малтера постају лоше. Адхезија метил целулозе је на умереном нивоу код производа од целулозног етра.
1.3.2 Хидроксипропил метил целулозни етар (HPMC)
Хидроксипропил метилцелулоза је производ од влакана чија производња и потрошња брзо расту последњих година.
То је нејонски мешани етар целулозе направљен од рафинисаног памука након алкализације, коришћењем пропилен оксида и метил хлорида као етерификационих средстава, и кроз низ реакција. Степен супституције је генерално 1,5-2,0. Његова својства су различита због различитих односа садржаја метоксила и хидроксипропил групе. Висок садржај метоксила и низак садржај хидроксипропил групе, перформансе су блиске метил целулози; низак садржај метоксила и висок садржај хидроксипропил групе, перформансе су блиске хидроксипропил целулози.
①Хидроксипропил метилцелулоза је лако растворљива у хладној води, а тешко се раствара у врућој води. Међутим, њена температура желирања у врућој води је знатно виша него код метил целулозе. Растворљивост у хладној води је такође знатно побољшана у поређењу са метил целулозом.
② Вискозност хидроксипропил метилцелулозе је повезана са њеном молекулском тежином, и што је већа молекулска тежина, то је већи вискозитет. Температура такође утиче на њен вискозитет, како температура расте, вискозитет се смањује. Али на њен вискозитет мање утиче температура него на метилцелулозу. Њен раствор је стабилан када се чува на собној температури.
③Задржавање воде хидроксипропил метилцелулозе зависи од количине додатка, вискозности итд., а брзина задржавања воде при истој количини додатка је већа него код метилцелулозе.
④Хидроксипропил метилцелулоза је стабилна на киселине и алкалије, а њен водени раствор је веома стабилан у опсегу pH=2-12. Каустична сода и кречна вода имају мали утицај на њене перформансе, али алкалије могу убрзати њено растварање и благо повећати њен вискозитет. Хидроксипропил метилцелулоза је стабилна на обичне соли, али када је концентрација раствора соли висока, вискозитет раствора хидроксипропил метилцелулозе има тенденцију повећања.
⑤Хидроксипропил метилцелулоза се може мешати са полимерима растворљивим у води да би се формирао уједначен и транспарентан раствор веће вискозности. Као што су поливинил алкохол, етар скроба, биљна гума итд.
⑥ Хидроксипропил метилцелулоза има бољу отпорност на ензиме од метилцелулозе, а њен раствор је мање склон разградњи ензимима него метилцелулоза.
⑦Адхезија хидроксипропил метилцелулозе на малтер је већа него код метилцелулозе.
1.3.3 Хидроксиетил целулозни етар (HEC)
Направљен је од рафинисаног памука третираног алкалијама, а затим је реаговао са етилен оксидом као средством за етерификацију у присуству ацетона. Степен супституције је генерално 1,5-2,0. Има јаку хидрофилност и лако апсорбује влагу.
①Хидроксиетил целулоза је растворљива у хладној води, али се тешко раствара у врућој води. Њен раствор је стабилан на високој температури без желирања. Може се користити дуже време на високој температури у малтеру, али је њено задржавање воде ниже него код метил целулозе.
②Хидроксиетил целулоза је стабилна на опште киселине и алкалије. Алкалије могу убрзати њено растварање и мало повећати њен вискозитет. Њена дисперзибилност у води је нешто лошија од метил целулозе и хидроксипропил метил целулозе.
③Хидроксиетил целулоза има добре особине против слегања малтера, али има дуже време успоравања цемента.
④Перформансе хидроксиетил целулозе коју производе нека домаћа предузећа су очигледно ниже од перформанси метил целулозе због високог садржаја воде и високог садржаја пепела.
1.3.4 Карбоксиметил целулозни етар (CMC) је направљен од природних влакана (памук, конопља итд.) након алкалне обраде, користећи натријум монохлороацетат као средство за етерификацију, и подвргнут је низу реакционих третмана да би се добио јонски целулозни етар. Степен супституције је генерално 0,4-1,4, а његове перформансе су у великој мери зависне од степена супституције.
①Карбоксиметил целулоза је веома хигроскопна и садржи велику количину воде када се складишти под општим условима.
②Водени раствор хидроксиметил целулозе неће производити гел, а вискозност ће се смањивати са повећањем температуре. Када температура пређе 50 ℃, вискозност је неповратна.
③ Његова стабилност је у великој мери под утицајем pH вредности. Генерално, може се користити у малтеру на бази гипса, али не и у малтеру на бази цемента. Када је јако алкално, губи вискозност.
④ Његова задржавање воде је знатно ниже него код метил целулозе. Има успоравање стврдњавања малтера на бази гипса и смањује његову чврстоћу. Међутим, цена карбоксиметил целулозе је знатно нижа од цене метил целулозе.
2. Модификовани етар скроба
Скробни етри који се генерално користе у малтерима су модификовани из природних полимера неких полисахарида. Као што су кромпир, кукуруз, касава, гуар пасуљ итд. модификовани су у различите модификоване скробне етре. Скробни етри који се обично користе у малтеру су хидроксипропил скробни етар, хидроксиметил скробни етар итд.
Генерално, модификовани етри скроба из кромпира, кукуруза и касаве имају знатно мање задржавање воде од етара целулозе. Због различитог степена модификације, показује различиту стабилност на киселине и алкалије. Неки производи су погодни за употребу у малтерима на бази гипса, док се други не могу користити у малтерима на бази цемента. Примена етра скроба у малтеру се углавном користи као згушњивач за побољшање својства малтера против слегања, смањење адхезије влажног малтера и продужење времена отварања.
Скробни етри се често користе заједно са целулозом, што резултира комплементарним својствима и предностима ова два производа. Пошто су производи скробних етара много јефтинији од целулозног етра, примена скробног етра у малтеру довешће до значајног смањења трошкова формулација малтера.
3. Етар гуар гуме
Етар гуар гуме је врста етерификованог полисахарида са посебним својствима, који је модификован из природних зрна гуара. Углавном кроз реакцију етерификације између гуар гуме и акрилних функционалних група, формира се структура која садржи 2-хидроксипропил функционалне групе, што је полигалактоманозна структура.
①У поређењу са целулозним етром, етар гуар гуме се лакше раствара у води. pH вредност у основи нема утицаја на перформансе етра гуар гуме.
②У условима ниске вискозности и ниске дозе, гуар гума може заменити целулозни етар у једнакој количини и има слично задржавање воде. Али су конзистенција, отпорност на слегање, тиксотропија и тако даље очигледно побољшани.
③У условима високе вискозности и велике дозе, гуар гума не може заменити целулозни етар, а комбинована употреба ова два састојка ће произвести боље перформансе.
④Примена гуар гуме у малтеру на бази гипса може значајно смањити адхезију током градње и учинити конструкцију глађом. Нема негативног утицаја на време везивања и чврстоћу гипсаног малтера.
⑤ Када се гуар гума нанесе на малтер за зидање и малтерисање на бази цемента, она може заменити целулозни етар у једнакој количини и пружити малтеру бољу отпорност на слегање, тиксотропију и глаткоћу конструкције.
⑥У малтеру са високим вискозитетом и високим садржајем средства за задржавање воде, гуар гума и целулозни етар ће заједно радити на постизању одличних резултата.
⑦ Гуар гума се такође може користити у производима као што су лепкови за плочице, средства за самонивелисање тла, водоотпорни кит и полимерни малтер за изолацију зидова.
4. Модификовани згушњивач за задржавање минералне воде
Згушњивач за задржавање воде направљен од природних минерала путем модификације и мешања примењен је у Кини. Главни минерали који се користе за припрему згушњивача за задржавање воде су: сепиолит, бентонит, монтморилонит, каолин итд. Ови минерали имају одређена својства задржавања воде и згушњавања кроз модификацију као што су средства за везивање. Ова врста згушњивача за задржавање воде који се примењује на малтер има следеће карактеристике.
① Може значајно побољшати перформансе обичног малтера и решити проблеме лоше употребљивости цементног малтера, ниске чврстоће мешаног малтера и лоше отпорности на воду.
② Могу се формулисати малтери различитих нивоа чврстоће за опште индустријске и грађевинске објекте.
③Цена материјала је ниска.
④ Задржавање воде је ниже него код органских средстава за задржавање воде, а вредност сувог скупљања припремљеног малтера је релативно велика, а кохезивност је смањена.
Време објаве: 03.03.2023.