ปูนผงแห้งและสารเติมแต่ง

ปูนผงแห้งเป็นปูนผสมแห้งโพลีเมอร์หรือปูนสำเร็จรูปชนิดผงแห้ง โดยมีซีเมนต์และยิปซัมเป็นวัสดุหลัก จะมีการเติมวัสดุผสมและสารเติมแต่งผงแห้งในสัดส่วนที่เหมาะสมตามความต้องการใช้งานของอาคาร ปูนผงแห้งเป็นวัสดุก่อสร้างที่สามารถผสมให้เข้ากันได้ดี ขนส่งไปยังสถานที่ก่อสร้างได้ทั้งในถุงหรือแบบเทกอง และสามารถใช้งานได้ทันทีหลังจากเติมน้ำ

ผลิตภัณฑ์ผงปูนแห้งทั่วไป ได้แก่ กาวติดกระเบื้องแบบผงแห้ง, สีทาผนังแบบผงแห้ง, ปูนฉาบผนังแบบผงแห้ง, คอนกรีตแบบผงแห้ง เป็นต้น

โดยทั่วไป ปูนผงแห้งจะมีส่วนประกอบอย่างน้อยสามอย่าง ได้แก่ สารยึดเกาะ หินกรวด และสารเติมแต่งปูน

ส่วนประกอบวัตถุดิบของปูนผงแห้ง:

1. วัสดุประสานปูน

(1) กาวอนินทรีย์:
กาวอนินทรีย์ ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา ปูนซีเมนต์อลูมินาสูง ปูนซีเมนต์ชนิดพิเศษ ยิปซัม แอนไฮไดรต์ เป็นต้น
(2) กาวอินทรีย์:
กาวอินทรีย์โดยหลักแล้วหมายถึงผงลาเท็กซ์ที่สามารถกระจายตัวใหม่ได้ ซึ่งเป็นผงพอลิเมอร์ที่เกิดจากการทำให้แห้งด้วยการพ่นสเปรย์อย่างถูกต้อง (และการเลือกสารเติมแต่งที่เหมาะสม) ของอิมัลชันพอลิเมอร์ ผงพอลิเมอร์แห้งและน้ำจะกลายเป็นอิมัลชัน จากนั้นสามารถทำให้แห้งอีกครั้งเพื่อให้อนุภาคพอลิเมอร์ก่อตัวเป็นโครงสร้างพอลิเมอร์ในปูนซีเมนต์ ซึ่งคล้ายกับกระบวนการอิมัลชันพอลิเมอร์ และมีบทบาทในการปรับปรุงคุณสมบัติของปูนซีเมนต์
การปรับปรุงปูนผงแห้งด้วยผงโพลิเมอร์ที่กระจายตัวได้ใหม่ในสัดส่วนที่แตกต่างกัน สามารถช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะกับพื้นผิวต่างๆ และปรับปรุงความยืดหยุ่น ความสามารถในการเปลี่ยนรูป ความแข็งแรงในการดัดงอ และความต้านทานการสึกหรอของปูน รวมถึงความเหนียว การยึดเกาะ และความหนาแน่น ตลอดจนความสามารถในการกักเก็บน้ำและการก่อสร้างได้อีกด้วย
ผงลาเท็กซ์ที่สามารถกระจายตัวใหม่ได้สำหรับปูนผสมแห้งส่วนใหญ่ประกอบด้วยประเภทต่อไปนี้: ① โคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวทาไดอีน; ② โคพอลิเมอร์สไตรีน-กรดอะคริลิก; ③ โคพอลิเมอร์ไวนิลอะซิเตต; ④ โฮโมพอลิเมอร์โพลีอะคริเลต; ⑤ โคพอลิเมอร์สไตรีนอะซิเตต; ⑥ โคพอลิเมอร์ไวนิลอะซิเตต-เอทิลีน

2. ภาพรวม:

วัสดุมวลรวมแบ่งออกเป็นวัสดุมวลรวมหยาบและวัสดุมวลรวมละเอียด เป็นส่วนประกอบหลักอย่างหนึ่งของคอนกรีต โดยทำหน้าที่หลักเป็นโครงสร้างและช่วยลดการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เกิดจากการหดตัวและขยายตัวของวัสดุประสานซีเมนต์ในระหว่างกระบวนการแข็งตัว และยังใช้เป็นสารเติมเต็มราคาถูกสำหรับวัสดุประสานซีเมนต์อีกด้วย วัสดุมวลรวมมีทั้งวัสดุมวลรวมธรรมชาติและวัสดุมวลรวมสังเคราะห์ วัสดุมวลรวมธรรมชาติ ได้แก่ กรวด หินก้อนเล็ก หินภูเขาไฟ ทรายธรรมชาติ เป็นต้น ส่วนวัสดุมวลรวมสังเคราะห์ ได้แก่ ขี้เถ้า ตะกรัน เซรามิก เพอร์ไลต์ขยายตัว เป็นต้น

3. สารเติมแต่งปูน

(1) เซลลูโลสอีเทอร์:
ในปูนแห้ง ปริมาณการเติมเซลลูโลสอีเทอร์นั้นต่ำมาก (โดยทั่วไปอยู่ที่ 0.02%-0.7%) แต่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนเปียกได้อย่างมาก และเป็นสารเติมแต่งหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูน
ในปูนผงแห้ง เนื่องจากเซลลูโลสไอออนิกไม่เสถียรเมื่อมีไอออนแคลเซียมอยู่ จึงไม่ค่อยได้ใช้ในผลิตภัณฑ์ผงแห้งที่ใช้ซีเมนต์ ปูนขาว ฯลฯ เป็นวัสดุประสาน ส่วนไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสก็ใช้ในผลิตภัณฑ์ผงแห้งบางชนิดเช่นกัน แต่มีสัดส่วนน้อยมาก
อีเทอร์เซลลูโลสที่ใช้ในปูนผงแห้งส่วนใหญ่ได้แก่ ไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส (HEMC) และไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HPMC) ซึ่งเรียกโดยย่อว่า MC
คุณลักษณะของ MC: การยึดเกาะและการก่อสร้างเป็นสองปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อกันและกัน การกักเก็บน้ำ เพื่อป้องกันการระเหยของน้ำอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถลดความหนาของชั้นปูนฉาบได้อย่างมาก

(2) เส้นใยป้องกันการแตก
การผสมเส้นใยลงในปูนเพื่อเสริมความแข็งแรงป้องกันการแตกร้าวไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ของคนยุคใหม่ บรรพบุรุษของเราในสมัยโบราณได้ใช้เส้นใยธรรมชาติเป็นวัสดุเสริมแรงสำหรับสารยึดเกาะอนินทรีย์บางชนิด เช่น การผสมเส้นใยพืชกับปูนขาวเพื่อสร้างวัดและหอประชุม การใช้เส้นใยป่านและดินเหนียวในการปั้นพระพุทธรูป การใช้ฟางข้าวสาลีและดินเหนียวในการสร้างบ้าน การใช้เส้นผมของมนุษย์และสัตว์ในการซ่อมแซมเตาไฟ การใช้เส้นใยเยื่อกระดาษ ปูนขาว และยิปซัมในการทาสีผนังและทำผลิตภัณฑ์ยิปซัมต่างๆ เป็นต้น การเติมเส้นใยลงในวัสดุฐานซีเมนต์เพื่อทำวัสดุคอมโพสิตซีเมนต์เสริมแรงด้วยเส้นใยนั้นเป็นเพียงเรื่องของไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น
ผลิตภัณฑ์ซีเมนต์ ชิ้นส่วน หรืออาคารต่างๆ ย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะเกิดรอยแตกร้าวขนาดเล็กจำนวนมาก เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างจุลภาคและปริมาตรในระหว่างกระบวนการแข็งตัวของซีเมนต์ และจะขยายตัวตามการเปลี่ยนแปลงของการหดตัวจากการแห้ง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และแรงภายนอก เมื่อได้รับแรงภายนอก เส้นใยจะทำหน้าที่จำกัดและยับยั้งการขยายตัวของรอยแตกร้าวขนาดเล็ก เส้นใยมีลักษณะไขว้กันและมีคุณสมบัติเหมือนกันทุกทิศทาง ช่วยลดและบรรเทาความเครียด ป้องกันการพัฒนาของรอยแตกร้าวต่อไป และมีบทบาทในการปิดกั้นรอยแตกร้าว
การเติมเส้นใยสามารถทำให้ปูนผสมแห้งมีคุณภาพสูง ประสิทธิภาพดี มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการแตกร้าว ไม่ซึมน้ำ ทนต่อการระเบิด ทนต่อแรงกระแทก ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการเสื่อมสภาพ และคุณสมบัติอื่นๆ

(3) สารลดน้ำ
สารลดน้ำเป็นสารผสมในคอนกรีตที่สามารถลดปริมาณน้ำที่ใช้ในการผสมคอนกรีตโดยที่ค่าการยุบตัวของคอนกรีตยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก สารลดน้ำส่วนใหญ่เป็นสารลดแรงตึงผิวประจุลบ เช่น ลิกโนซัลโฟเนต แนฟทาลีนซัลโฟเนต ฟอร์มาลดีไฮด์ โพลีเมอร์ เป็นต้น เมื่อเติมลงในส่วนผสมคอนกรีตแล้ว สารลดน้ำจะช่วยกระจายอนุภาคซีเมนต์ ปรับปรุงความสามารถในการทำงาน ลดปริมาณน้ำที่ใช้ต่อหน่วย ปรับปรุงความลื่นไหลของส่วนผสมคอนกรีต หรือลดปริมาณซีเมนต์ที่ใช้ต่อหน่วยและประหยัดซีเมนต์ได้
ตามความสามารถในการลดและเพิ่มปริมาณน้ำของสารลดน้ำ สารลดน้ำสามารถแบ่งออกเป็น สารลดน้ำทั่วไป (หรือที่เรียกว่า พลาสติไซเซอร์ อัตราการลดน้ำไม่น้อยกว่า 8% ตัวอย่างเช่น ลิกโนซัลโฟเนต) สารลดน้ำประสิทธิภาพสูง (หรือที่เรียกว่า ซูเปอร์พลาสติไซเซอร์ อัตราการลดน้ำไม่น้อยกว่า 14% ตัวอย่างเช่น แนฟทาลีน เมลามีน ซัลฟาเมต อะลิฟาติก เป็นต้น) และสารลดน้ำสมรรถนะสูง (อัตราการลดน้ำไม่น้อยกว่า 25% ตัวอย่างเช่น กรดโพลีคาร์บอกซิลิก หรือ ซูเปอร์พลาสติไซเซอร์) และยังแบ่งออกเป็น ประเภทที่แข็งตัวเร็ว ประเภทมาตรฐาน และประเภทที่แข็งตัวช้า
โดยทั่วไปแล้ว สารลดน้ำในพลาสติกชนิดพิเศษ (superplasticizers) จะแบ่งตามองค์ประกอบทางเคมีได้ดังนี้: สารลดน้ำชนิดพิเศษที่มีลิกโนซัลโฟเนตเป็นองค์ประกอบหลัก, สารลดน้ำชนิดพิเศษที่มีแนฟทาลีนเป็นองค์ประกอบหลัก, สารลดน้ำชนิดพิเศษที่มีเมลามีนเป็นองค์ประกอบหลัก, สารลดน้ำชนิดพิเศษที่มีซัลฟาเมตเป็นองค์ประกอบหลัก, และสารลดน้ำชนิดพิเศษที่มีโพลีคาร์บอกซิเลตเป็นองค์ประกอบหลัก
การประยุกต์ใช้สารลดน้ำในปูนผงแห้งมีแง่มุมต่างๆ ดังนี้: ปูนซีเมนต์ปรับระดับเอง, ปูนยิปซัมปรับระดับเอง, ปูนฉาบผิว, ปูนกันซึม, สีโป๊ว เป็นต้น
ควรเลือกใช้สารลดน้ำให้เหมาะสมกับวัตถุดิบและคุณสมบัติของปูนที่แตกต่างกัน

(4) สตาร์ชอีเทอร์
สตาร์ชอีเทอร์ส่วนใหญ่ใช้ในปูนก่อสร้าง ซึ่งสามารถส่งผลต่อความสม่ำเสมอของปูนที่ทำจากยิปซัม ซีเมนต์ และปูนขาว และเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติในการก่อสร้างและความต้านทานการไหลย้อยของปูน สตาร์ชอีเทอร์มักใช้ร่วมกับเซลลูโลสอีเทอร์ที่ไม่ผ่านการดัดแปลงและที่ผ่านการดัดแปลง เหมาะสำหรับทั้งระบบที่เป็นกลางและด่าง และเข้ากันได้กับสารเติมแต่งส่วนใหญ่ในผลิตภัณฑ์ยิปซัมและซีเมนต์ (เช่น สารลดแรงตึงผิว MC สตาร์ช และโพลีไวนิลอะซิเตต และพอลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้อื่นๆ)
คุณสมบัติหลักของสตาร์ชอีเทอร์ ได้แก่ การเพิ่มความต้านทานการไหลย้อย การปรับปรุงโครงสร้าง และการเพิ่มปริมาณปูนฉาบ โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับ: ปูนฉาบมือหรือปูนฉาบด้วยเครื่องจักรที่ทำจากซีเมนต์และยิปซัม ยาแนวและกาว กาวติดกระเบื้อง และปูนก่อสร้าง

หมายเหตุ: โดยทั่วไปแล้ว ปริมาณสตาร์ชอีเทอร์ที่ใช้ในครกจะอยู่ที่ 0.01-0.1%

(5) สารเติมแต่งอื่นๆ:
สารเพิ่มฟองอากาศจะนำฟองอากาศขนาดเล็กจำนวนมากที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอเข้ามาในระหว่างกระบวนการผสมปูน ซึ่งจะช่วยลดแรงตึงผิวของน้ำที่ใช้ผสมปูน ทำให้การกระจายตัวดีขึ้น และลดการแยกตัวและการแยกชั้นของส่วนผสมปูน-คอนกรีต สารเติมแต่งหลักคือโซเดียมซัลโฟเนตและโซเดียมซัลเฟต ในปริมาณ 0.005-0.02%
สารหน่วงการแข็งตัวส่วนใหญ่ใช้ในปูนฉาบยิปซัมและวัสดุอุดรอยต่อที่ทำจากยิปซัม โดยส่วนใหญ่เป็นเกลือของกรดผลไม้ มักเติมในปริมาณ 0.05%-0.25%
สารกันน้ำ (สารไล่น้ำ) ป้องกันไม่ให้น้ำซึมเข้าไปในปูน แต่ปูนยังคงเปิดอยู่เพื่อให้ไอน้ำสามารถซึมผ่านได้ โดยส่วนใหญ่จะใช้ผงโพลิเมอร์กันน้ำที่สามารถกระจายตัวได้ใหม่
สารลดฟองอากาศ ช่วยไล่ฟองอากาศที่เกิดขึ้นระหว่างการผสมและการก่อสร้างปูน ปรับปรุงความแข็งแรงในการรับแรงอัด และปรับปรุงสภาพพื้นผิว ปริมาณการใช้ 0.02-0.5%