1. Nödvändigheten av vätskeretention
Alla typer av underlag som kräver murbruk för konstruktion har en viss grad av vattenabsorption. Efter att basskiktet absorberat vattnet i murbruket försämras murbrukets konstruktionsbarhet, och i allvarliga fall kommer det cementbaserade materialet i murbruket inte att vara helt återfuktat, vilket resulterar i låg hållfasthet, särskilt gränsytehållfastheten mellan det härdade murbruket och basskiktet, vilket gör att murbruket spricker och faller av. Om putsmurbruket har lämplig vattenretentionsförmåga kan det inte bara effektivt förbättra murbrukets konstruktionsprestanda, utan också göra det svårt för basskiktet att absorbera vattnet i murbruket och säkerställa tillräcklig återfuktning av cementen.
2. Problem med traditionella vattenretentionsmetoder
Den traditionella lösningen är att vattna underlaget, men det är omöjligt att säkerställa att underlaget är jämnt fuktat. Det ideala hydratiseringsmålet för cementmurbruk på underlaget är att cementens hydratiseringsprodukt absorberar vatten tillsammans med underlaget, penetrerar in i underlaget och bildar en effektiv "nyckelförbindelse" med underlaget för att uppnå den erforderliga bindningsstyrkan. Vattning direkt på underlagets yta kommer att orsaka allvarliga skillnader i underlagets vattenabsorption på grund av skillnader i temperatur, bevattningstid och vattningsjämnhet. Underlaget har mindre vattenabsorption och kommer att fortsätta att absorbera vattnet i murbruket. Innan cementens hydratisering fortsätter absorberas vattnet, vilket påverkar cementens hydratisering och hydratiseringsprodukternas penetration i matrisen; underlaget har en stor vattenabsorption, och vattnet i murbruket rinner till underlaget. Den mediemässiga migrationshastigheten är långsam, och till och med ett vattenrikt lager bildas mellan murbruket och matrisen, vilket också påverkar bindningsstyrkan. Därför kommer användning av den vanliga grundbevattningsmetoden inte bara att misslyckas med att effektivt lösa problemet med hög vattenabsorption i väggbasen, utan kommer också att påverka bindningsstyrkan mellan murbruket och basen, vilket resulterar i urholkning och sprickbildning.
3. Krav på olika murbruk för vattenretention
Målen för vattenretentionsgraden för putsbruk som används i ett visst område och i områden med liknande temperatur- och fuktighetsförhållanden föreslås nedan.
①Hög vattenabsorberande substratputsmurbruk
Underlag med hög vattenabsorption representerade av luftburen betong, inklusive olika lätta skiljeväggar, block etc., har egenskaper som hög vattenabsorption och lång hållbarhet. Putsbruket som används för denna typ av bärlager bör ha en vattenretentionsgrad på minst 88 %.
②Låg vattenabsorberande substratputsmurbruk
Underlag med låg vattenabsorption representerade av platsgjuten betong, inklusive polystyrenskivor för ytterväggsisolering etc., har relativt liten vattenabsorption. Putsbruket som används för sådana underlag bör ha en vattenretentionsgrad på minst 88 %.
③Tunnskiktsputsmurbruk
Tunnskiktsputsning avser putskonstruktioner med en putsskiktstjocklek mellan 3 och 8 mm. Denna typ av putskonstruktion förlorar lätt fukt på grund av det tunna putsskiktet, vilket påverkar bearbetbarheten och hållfastheten. För det murbruk som används för denna typ av putsning är dess vattenretentionsgrad inte mindre än 99 %.
④Tjockt lager putsmurbruk
Tjockskiktsputsning avser putskonstruktioner där tjockleken på ett putslager är mellan 8 mm och 20 mm. Denna typ av putskonstruktion förlorar inte lätt vatten på grund av det tjocka putslagret, så putsbrukets vattenretentionsgrad bör inte vara mindre än 88 %.
⑤Vattenbeständig kitt
Vattentålig spackel används som ett ultratunt putsmaterial, och den allmänna konstruktionstjockleken är mellan 1 och 2 mm. Sådana material kräver extremt höga vattenretentionsegenskaper för att säkerställa deras bearbetbarhet och bindningsstyrka. För spackelmaterial bör dess vattenretentionsgrad inte vara mindre än 99 %, och vattenretentionsgraden för spackel för ytterväggar bör vara högre än för spackel för innerväggar.
4. Typer av vattenhållande material
Cellulosaeter
1) Metylcellulosaeter (MC)
2) Hydroxipropylmetylcellulosaeter (HPMC)
3) Hydroxietylcellulosaeter (HEC)
4) Karboximetylcellulosaeter (CMC)
5) Hydroxietylmetylcellulosaeter (HEMC)
Stärkelseeter
1) Modifierad stärkelseeter
2) Guareter
Modifierat mineralvattenhållande förtjockningsmedel (montmorillonit, bentonit, etc.)
Fem, följande fokuserar på prestandan hos olika material
1. Cellulosaeter
1.1 Översikt över cellulosaeter
Cellulosaeter är en allmän term för en serie produkter som bildas genom reaktion mellan alkalicellulosa och företringsmedel under vissa förhållanden. Olika cellulosaetrar erhålls genom att alkalifiber ersätts med olika företringsmedel. Beroende på joniseringsegenskaperna hos dess substituenter kan cellulosaetrar delas in i två kategorier: joniska, såsom karboximetylcellulosa (CMC), och nonjoniska, såsom metylcellulosa (MC).
Beroende på substituenttyperna kan cellulosaetrar delas in i monoetrar, såsom metylcellulosaetrar (MC), och blandade etrar, såsom hydroxietylkarboximetylcellulosaetrar (HECMC). Beroende på de olika lösningsmedel de löser sig i kan de delas in i två typer: vattenlösliga och organiska lösningsmedelslösliga.
1.2 Huvudsakliga cellulosasorter
Karboximetylcellulosa (CMC), praktisk substitutionsgrad: 0,4–1,4; företringsmedel, monooxiättiksyra; lösningsmedel, vatten;
Karboximetylhydroxietylcellulosa (CMHEC), praktisk substitutionsgrad: 0,7–1,0; företringsmedel, monooxiättiksyra, etylenoxid; lösningsmedel, vatten;
Metylcellulosa (MC), praktisk substitutionsgrad: 1,5–2,4; företringsmedel, metylklorid; lösningsmedel, vatten;
Hydroxietylcellulosa (HEC), praktisk substitutionsgrad: 1,3–3,0; företringsmedel, etylenoxid; lösningsmedel, vatten;
Hydroxietylmetylcellulosa (HEMC), praktisk substitutionsgrad: 1,5–2,0; företringsmedel, etylenoxid, metylklorid; lösningsmedel, vatten;
Hydroxipropylcellulosa (HPC), praktisk substitutionsgrad: 2,5–3,5; företringsmedel, propylenoxid; lösningsmedel, vatten;
Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC), praktisk substitutionsgrad: 1,5–2,0; företringsmedel, propylenoxid, metylklorid; lösningsmedel, vatten;
Etylcellulosa (EC), praktisk substitutionsgrad: 2,3–2,6; företringsmedel, monokloretan; lösningsmedel, organiskt lösningsmedel;
Etylhydroxietylcellulosa (EHEC), praktisk substitutionsgrad: 2,4–2,8; företringsmedel, monokloretan, etylenoxid; lösningsmedel, organiskt lösningsmedel;
1.3 Cellulosaens egenskaper
1.3.1 Metylcellulosaeter (MC)
①Metylcellulosa är löslig i kallt vatten och svår att lösa upp i varmt vatten. Dess vattenlösning är mycket stabil i intervallet pH=3-12. Den har god kompatibilitet med stärkelse, guargummi etc. och många tensider. När temperaturen når gelningstemperaturen sker gelning.
②Vattenretentionen hos metylcellulosa beror på dess tillsatta mängd, viskositet, partikelfinhet och upplösningshastighet. Generellt sett, om den tillsatta mängden är stor, är finheten liten och viskositeten är stor, är vattenretentionen hög. Bland dessa har mängden tillsatt den största inverkan på vattenretentionen, och den lägsta viskositeten är inte direkt proportionell mot nivån av vattenretention. Upplösningshastigheten beror huvudsakligen på graden av ytmodifiering av cellulosapartiklarna och partikelfinheten. Bland cellulosaetrar har metylcellulosa en högre vattenretentionshastighet.
③Temperaturförändringar kommer allvarligt att påverka vattenretentionen hos metylcellulosan. Generellt sett gäller att ju högre temperatur, desto sämre vattenretention. Om murbrukets temperatur överstiger 40 °C kommer vattenretentionen hos metylcellulosan att vara mycket dålig, vilket allvarligt kommer att påverka murbrukets konstruktion.
④ Metylcellulosa har en betydande inverkan på murbrukets konstruktion och vidhäftning. Med "vidhäftning" avses här den vidhäftningskraft som känns mellan arbetarens appliceringsverktyg och väggunderlaget, det vill säga murbrukets skjuvhållfasthet. Vidhäftningsförmågan är hög, murbrukets skjuvhållfasthet är stor, och arbetarna behöver mer styrka under användning, och murbrukets konstruktionsprestanda blir dålig. Metylcellulosas vidhäftning är på en måttlig nivå i cellulosaeterprodukter.
1.3.2 Hydroxipropylmetylcellulosaeter (HPMC)
Hydroxipropylmetylcellulosa är en fiberprodukt vars produktion och konsumtion ökat snabbt de senaste åren.
Det är en blandad nonjonisk cellulosaeter tillverkad av raffinerad bomull efter alkalisering, med propylenoxid och metylklorid som företringsmedel, och genom en serie reaktioner. Substitutionsgraden är generellt 1,5-2,0. Dess egenskaper skiljer sig åt på grund av de olika förhållandena mellan metoxylhalt och hydroxipropylhalt. Hög metoxylhalt och låg hydroxipropylhalt, prestandan är nära metylcellulosa; låg metoxylhalt och hög hydroxipropylhalt, prestandan är nära hydroxipropylcellulosa.
①Hydroxipropylmetylcellulosa är lättlöslig i kallt vatten och svår att lösa upp i varmt vatten. Men dess geleringstemperatur i varmt vatten är betydligt högre än för metylcellulosa. Lösligheten i kallt vatten är också avsevärt förbättrad jämfört med metylcellulosa.
② Viskositeten hos hydroxipropylmetylcellulosa är relaterad till dess molekylvikt, och ju högre molekylvikt, desto högre viskositet. Temperaturen påverkar också dess viskositet, när temperaturen ökar minskar viskositeten. Men dess viskositet påverkas mindre av temperaturen än metylcellulosa. Dess lösning är stabil vid förvaring vid rumstemperatur.
③Vattenretentionen hos hydroxipropylmetylcellulosa beror på dess tillsatta mängd, viskositet etc., och dess vattenretentionshastighet vid samma tillsatta mängd är högre än för metylcellulosa.
④Hydroxipropylmetylcellulosa är stabil mot syra och alkali, och dess vattenlösning är mycket stabil i intervallet pH=2-12. Kaustiksoda och kalkvatten har liten effekt på dess prestanda, men alkali kan påskynda dess upplösning och öka dess viskositet något. Hydroxipropylmetylcellulosa är stabil mot vanliga salter, men när koncentrationen av saltlösningen är hög tenderar viskositeten hos hydroxipropylmetylcellulosalösningen att öka.
⑤Hydroxipropylmetylcellulosa kan blandas med vattenlösliga polymerer för att bilda en enhetlig och transparent lösning med högre viskositet. Såsom polyvinylalkohol, stärkelseeter, vegetabiliskt gummi etc.
⑥ Hydroxipropylmetylcellulosa har bättre enzymresistens än metylcellulosa, och dess lösning bryts mindre ned av enzymer än metylcellulosa.
⑦ Vidhäftningen av hydroxipropylmetylcellulosa till murbruk är högre än den för metylcellulosa.
1.3.3 Hydroxietylcellulosaeter (HEC)
Den är tillverkad av raffinerad bomull som behandlats med alkali och reagerat med etylenoxid som företringsmedel i närvaro av aceton. Substitutionsgraden är generellt 1,5-2,0. Den har stark hydrofilicitet och absorberar lätt fukt.
①Hydroxietylcellulosa är löslig i kallt vatten, men den är svår att lösa upp i varmt vatten. Dess lösning är stabil vid hög temperatur utan att gela. Den kan användas under lång tid vid hög temperatur i murbruk, men dess vattenretention är lägre än metylcellulosa.
②Hydroxietylcellulosa är stabil mot vanliga syror och alkalier. Alkali kan accelerera dess upplösning och öka dess viskositet något. Dess dispergerbarhet i vatten är något sämre än metylcellulosa och hydroxipropylmetylcellulosa.
③Hydroxietylcellulosa har god anti-sag-prestanda för murbruk, men den har en längre retardationstid för cement.
④Prestandan hos hydroxietylcellulosa som produceras av vissa inhemska företag är uppenbarligen lägre än metylcellulosa på grund av dess höga vattenhalt och höga askhalt.
1.3.4 Karboximetylcellulosaeter (CMC) tillverkas av naturfibrer (bomull, hampa etc.) efter alkalibehandling, med natriummonokloracetat som företringsmedel, och genomgår en serie reaktionsbehandlingar för att framställa jonisk cellulosaeter. Substitutionsgraden är i allmänhet 0,4-1,4, och dess prestanda påverkas starkt av substitutionsgraden.
①Karboximetylcellulosa är mycket hygroskopisk och innehåller en stor mängd vatten vid förvaring under allmänna förhållanden.
② Vattenlösning av hydroximetylcellulosa bildar ingen gel, och viskositeten minskar med ökande temperatur. När temperaturen överstiger 50 ℃ är viskositeten irreversibel.
③ Dess stabilitet påverkas i hög grad av pH-värdet. Generellt kan den användas i gipsbaserat murbruk, men inte i cementbaserat murbruk. När den är mycket alkalisk förlorar den viskositet.
④ Dess vattenretention är betydligt lägre än metylcellulosa. Den har en hämmande effekt på gipsbaserat murbruk och minskar dess hållfasthet. Priset på karboximetylcellulosa är dock betydligt lägre än priset på metylcellulosa.
2. Modifierad stärkelseeter
Stärkelseetrar som vanligtvis används i murbruk är modifierade från naturliga polymerer av vissa polysackarider. Såsom potatis, majs, kassava, guarbönor etc. modifieras till olika modifierade stärkelseetrar. De stärkelseetrar som vanligtvis används i murbruk är hydroxipropylstärkelseeter, hydroximetylstärkelseeter etc.
Generellt sett har stärkelseetrar modifierade från potatis, majs och kassava betydligt lägre vattenretention än cellulosaetrar. På grund av dess olika grad av modifiering uppvisar de olika stabilitet mot syra och alkali. Vissa produkter är lämpliga för användning i gipsbaserade murbruk, medan andra inte kan användas i cementbaserade murbruk. Appliceringen av stärkelseeter i murbruk används huvudsakligen som ett förtjockningsmedel för att förbättra murbrukets anti-seglingsegenskaper, minska vidhäftningen hos vått murbruk och förlänga öppningstiden.
Stärkelseetrar används ofta tillsammans med cellulosa, vilket resulterar i komplementära egenskaper och fördelar hos de två produkterna. Eftersom stärkelseeterprodukter är mycket billigare än cellulosaeter, kommer användningen av stärkelseeter i murbruk att medföra en betydande minskning av kostnaden för murbruksformuleringar.
3. Guargummeter
Guargummeter är en typ av företrad polysackarid med speciella egenskaper, som modifieras från naturliga guarbönor. Huvudsakligen genom företringsreaktionen mellan guargummi och akrylfunktionella grupper bildas en struktur innehållande 2-hydroxipropylfunktionella grupper, vilket är en polygalaktomannosstruktur.
①Jämfört med cellulosaeter är guargummeter lättare att lösa upp i vatten. pH-värdet har i princip ingen effekt på guargummeterns prestanda.
② Under förhållanden med låg viskositet och låg dosering kan guargummi ersätta cellulosaeter i samma mängd och har liknande vattenretention. Men konsistensen, anti-sag, tixotropin och så vidare förbättras uppenbart.
③ Vid hög viskositet och stor dosering kan guargummi inte ersätta cellulosaeter, och blandad användning av de två ger bättre prestanda.
④Applicering av guargummi i gipsbaserat murbruk kan avsevärt minska vidhäftningen under konstruktionen och göra konstruktionen jämnare. Det har ingen negativ effekt på gipsmurbrukets härdningstid och hållfasthet.
⑤ När guargummi appliceras på cementbaserat murverk och putsbruk kan det ersätta cellulosaeter i en lika stor mängd och ge bruket bättre motståndskraft mot sägning, tixotropi och jämn konstruktion.
⑥I murbruk med hög viskositet och hög halt av vattenhållande medel kommer guargummi och cellulosaeter att samverka för att uppnå utmärkta resultat.
⑦ Guargummi kan också användas i produkter som kakellim, självutjämnande medel för marken, vattenbeständig kitt och polymermurbruk för väggisolering.
4. Modifierat mineralvattenbevarande förtjockningsmedel
Vattenhållande förtjockningsmedel tillverkade av naturliga mineraler genom modifiering och blandning har använts i Kina. De viktigaste mineralerna som används för att framställa vattenhållande förtjockningsmedel är: sepiolit, bentonit, montmorillonit, kaolin, etc. Dessa mineraler har vissa vattenhållande och förtjockande egenskaper genom modifiering, såsom kopplingsmedel. Denna typ av vattenhållande förtjockningsmedel som appliceras på murbruk har följande egenskaper.
① Det kan avsevärt förbättra prestandan hos vanligt murbruk och lösa problemen med dålig funktion hos cementmurbruk, låg hållfasthet hos blandat murbruk och dålig vattenbeständighet.
② Murbruksprodukter med olika hållfasthetsnivåer för allmänna industri- och civilbyggnader kan formuleras.
③ Materialkostnaden är låg.
④ Vattenretentionen är lägre än för organiska vattenretentionsmedel, och krympningsvärdet i torrt tillstånd för det framställda murbruket är relativt stort, och kohesiviteten minskar.
Publiceringstid: 3 mars 2023