Yapı harcında yaygın olarak kullanılan katkı maddelerinin türleri, performans özellikleri, etki mekanizmaları ve kuru harç ürünlerinin performansına etkileri ele alınmıştır. Selüloz eter ve nişasta eter gibi su tutucu maddelerin, yeniden dağılabilir lateks tozunun ve lif malzemelerinin kuru harç performansına olan iyileştirici etkisi özellikle tartışılmıştır.
Katkı maddeleri, kuru karışım harcının performansını artırmada önemli bir rol oynar, ancak kuru karışım harcına katkı maddesi eklenmesi, kuru karışım harcı ürünlerinin malzeme maliyetini geleneksel harca göre önemli ölçüde artırır ve bu da kuru karışım harcının malzeme maliyetinin %40'ından fazlasını oluşturur. Şu anda, katkı maddelerinin önemli bir kısmı yabancı üreticiler tarafından tedarik edilmekte ve ürünün referans dozu da tedarikçi tarafından sağlanmaktadır. Sonuç olarak, kuru karışım harcı ürünlerinin maliyeti yüksek kalmakta ve büyük miktarlarda ve geniş alanlarda sıradan duvar ve sıva harçlarının yaygınlaştırılması zor olmaktadır; üst düzey pazar ürünleri yabancı şirketler tarafından kontrol edilmekte ve kuru karışım harcı üreticilerinin kar marjları düşük ve fiyat toleransları zayıftır; ilaçların uygulamasına yönelik sistematik ve hedefli araştırmalar eksiktir ve yabancı formüller körü körüne takip edilmektedir.
Yukarıda belirtilen nedenlerden yola çıkarak, bu çalışma yaygın olarak kullanılan katkı maddelerinin bazı temel özelliklerini analiz edip karşılaştırmakta ve bu temelde katkı maddeleri kullanılarak üretilen kuru karışımlı harç ürünlerinin performansını incelemektedir.
1 su tutucu madde
Su tutma ajanı, kuru karışım harcının su tutma performansını iyileştirmek için önemli bir katkı maddesidir ve aynı zamanda kuru karışım harç malzemelerinin maliyetini belirleyen önemli katkı maddelerinden biridir.
1. Hidroksipropil Metil Selüloz Eter (HPMC)
Hidroksipropil metilselüloz, belirli koşullar altında alkali selüloz ve eterleştirici ajanın reaksiyonuyla oluşan bir dizi ürün için kullanılan genel bir terimdir. Alkali selüloz, farklı eterleştirici ajanlarla değiştirilerek farklı selüloz eterleri elde edilir. Sübstitüentlerin iyonlaşma özelliklerine göre selüloz eterleri iki kategoriye ayrılabilir: iyonik (örneğin karboksimetil selüloz) ve iyonik olmayan (örneğin metil selüloz). Sübstitüent tipine göre selüloz eter, monoeter (örneğin metil selüloz) ve karışık eter (örneğin hidroksipropil metil selüloz) olarak ayrılabilir. Farklı çözünürlüklerine göre ise suda çözünür (örneğin hidroksietil selüloz) ve organik çözücüde çözünür (örneğin etil selüloz) olarak ayrılabilir. Kuru karışım harcı esas olarak suda çözünür selülozdur ve suda çözünür selüloz, anlık çözünme tipi ve yüzey işlem görmüş gecikmeli çözünme tipi olarak ikiye ayrılır.
Selüloz eterin harçtaki etki mekanizması aşağıdaki gibidir:
(1) Hidroksipropil metilselüloz soğuk suda kolayca çözünür ve sıcak suda çözünmesi zorlaşır. Ancak sıcak sudaki jelleşme sıcaklığı metil selülozunkinden önemli ölçüde daha yüksektir. Soğuk sudaki çözünürlüğü de metil selüloza kıyasla büyük ölçüde artmıştır.
(2) Hidroksipropil metilselülozun viskozitesi moleküler ağırlığıyla ilişkilidir ve moleküler ağırlık ne kadar büyükse viskozite de o kadar yüksektir. Sıcaklık da viskozitesini etkiler; sıcaklık arttıkça viskozite azalır. Bununla birlikte, yüksek viskozitesi metil selüloza göre daha düşük sıcaklık etkisine sahiptir. Çözeltisi oda sıcaklığında saklandığında stabildir.
(3) Hidroksipropil metilselülozun su tutma özelliği, ilave miktarına, viskozitesine vb. bağlıdır ve aynı ilave miktarı altında su tutma oranı metil selülozunkinden daha yüksektir.
(4) Hidroksipropil metilselüloz asit ve alkaliye karşı stabildir ve sulu çözeltisi pH=2~12 aralığında çok stabildir. Kostik soda ve kireç suyu performansını az etkiler, ancak alkali çözünmesini hızlandırabilir ve viskozitesini artırabilir. Hidroksipropil metilselüloz yaygın tuzlara karşı stabildir, ancak tuz çözeltisinin konsantrasyonu yüksek olduğunda, hidroksipropil metilselüloz çözeltisinin viskozitesi artma eğilimindedir.
(5) Hidroksipropil metilselüloz, homojen ve daha yüksek viskoziteli bir çözelti oluşturmak için suda çözünebilen polimer bileşikleriyle karıştırılabilir. Örneğin polivinil alkol, nişasta eter, bitkisel sakız, vb.
(6) Hidroksipropil metilselüloz, metilselülozdan daha iyi enzim direncine sahiptir ve çözeltisinin enzimler tarafından parçalanma olasılığı metilselülozdan daha düşüktür.
(7) Hidroksipropil metilselülozun harç yapısına yapışması metilselülozunkinden daha yüksektir.
2. Metilselüloz (MC)
Rafine edilmiş pamuk alkali ile işlendikten sonra, eterleştirme ajanı olarak metan klorür kullanılarak bir dizi reaksiyon yoluyla selüloz eter üretilir. Genellikle ikame derecesi 1,6~2,0'dir ve çözünürlük de farklı ikame derecelerine göre farklılık gösterir. İyonik olmayan selüloz eter sınıfına aittir.
(1) Metilselüloz soğuk suda çözünür ve sıcak suda çözünmesi zordur. Sulu çözeltisi pH=3~12 aralığında çok kararlıdır. Nişasta, guar zamkı vb. ve birçok yüzey aktif madde ile iyi uyumludur. Sıcaklık jelleşme sıcaklığına ulaştığında jelleşme meydana gelir.
(2) Metil selülozun su tutma özelliği, ilave miktarına, viskozitesine, parçacık inceliğine ve çözünme hızına bağlıdır. Genellikle, ilave miktarı büyükse, incelik küçükse ve viskozite büyükse, su tutma hızı yüksektir. Bunlar arasında, ilave miktarı su tutma hızı üzerinde en büyük etkiye sahiptir ve viskozite seviyesi su tutma hızı seviyesiyle doğrudan orantılı değildir. Çözünme hızı esas olarak selüloz parçacıklarının yüzey modifikasyon derecesine ve parçacık inceliğine bağlıdır. Yukarıdaki selüloz eterleri arasında, metil selüloz ve hidroksipropil metil selüloz daha yüksek su tutma hızlarına sahiptir.
(3) Sıcaklıktaki değişiklikler metil selülozun su tutma oranını ciddi şekilde etkileyecektir. Genel olarak, sıcaklık ne kadar yüksekse, su tutma o kadar kötü olur. Harç sıcaklığı 40°C'yi aşarsa, metil selülozun su tutma oranı önemli ölçüde azalacak ve harcın yapımını ciddi şekilde etkileyecektir.
(4) Metil selüloz, harcın yapımında ve yapışmasında önemli bir etkiye sahiptir. Burada “yapışma”, işçinin uygulama aleti ile duvar alt tabakası arasında hissedilen yapışma kuvvetini, yani harcın kayma direncini ifade eder. Yapışma yüksekse, harcın kayma direnci büyüktür ve kullanım sürecinde işçiler tarafından gereken mukavemet de büyüktür; bu durumda harcın yapım performansı düşüktür. Metil selülozun yapışma özelliği, selüloz eter ürünlerinde orta düzeydedir.
3. Hidroksietilselüloz (HEC)
Alkali ile işlem görmüş rafine pamuktan üretilir ve aseton varlığında eterleştirme ajanı olarak etilen oksit ile reaksiyona sokulur. İkame derecesi genellikle 1,5~2,0'dir. Güçlü hidrofilik özelliğe sahiptir ve nemi kolayca emer.
(1) Hidroksietil selüloz soğuk suda çözünür, ancak sıcak suda çözünmesi zordur. Çözeltisi yüksek sıcaklıkta jel oluşturmadan stabildir. Havanda yüksek sıcaklıkta uzun süre kullanılabilir, ancak su tutma özelliği metil selülozunkinden daha düşüktür.
(2) Hidroksietil selüloz genel asit ve alkaliye karşı stabildir. Alkali, çözünmesini hızlandırabilir ve viskozitesini biraz artırabilir. Suda dağılabilirliği, metil selüloz ve hidroksipropil metil selülozunkinden biraz daha kötüdür.
(3) Hidroksietil selüloz, harç için iyi sarkma önleyici performansa sahiptir, ancak çimento için daha uzun bir geciktirme süresine sahiptir.
(4) Bazı yerli işletmeler tarafından üretilen hidroksietil selülozun performansı, yüksek su içeriği ve yüksek kül içeriği nedeniyle metil selülozunkinden açıkça daha düşüktür.
Nişasta eter
Harçlarda kullanılan nişasta eterleri, patates, mısır, manyok, guar fasulyesi gibi bazı polisakkaritlerin doğal polimerlerinden modifiye edilir.
1. Modifiye nişasta
Patates, mısır, manyok vb. bitkilerden elde edilen nişasta eterinin su tutma kapasitesi selüloz etere göre önemli ölçüde daha düşüktür. Modifikasyon derecesine bağlı olarak asit ve alkaliye karşı stabilitesi de farklıdır. Bazı ürünler alçı esaslı harçlarda, diğerleri ise çimento esaslı harçlarda kullanılabilir. Nişasta eterinin harçtaki uygulaması esas olarak harcın sarkma önleyici özelliğini iyileştirmek, ıslak harcın yapışmasını azaltmak ve açılış süresini uzatmak için koyulaştırıcı olarak kullanılır.
Nişasta eterleri genellikle selüloz ile birlikte kullanılır, böylece bu iki ürünün özellikleri ve avantajları birbirini tamamlar. Nişasta eter ürünleri selüloz eterden çok daha ucuz olduğundan, harçta nişasta eter kullanımı harç formülasyonlarının maliyetinde önemli bir azalma sağlayacaktır.
2. Guar zamkı eteri
Guar zamkı eteri, doğal guar fasulyesinden elde edilen, özel özelliklere sahip bir tür nişasta eteridir. Esas olarak guar zamkı ve akrilik fonksiyonel grubun eterleştirme reaksiyonuyla, 2-hidroksipropil fonksiyonel grubu içeren bir yapı oluşur; bu yapı bir poligalaktomannoz yapısıdır.
(1) Selüloz etere kıyasla guar zamkı eteri suda daha çözünürdür. Guar eterlerinin pH özellikleri esasen etkilenmez.
(2) Düşük viskozite ve düşük dozaj koşullarında, guar zamkı eşit miktarda selüloz eterin yerini alabilir ve benzer su tutma özelliğine sahiptir. Ancak kıvam, sarkma önleyici özellik, tiksotropi vb. belirgin şekilde iyileştirilmiştir.
(3) Yüksek viskozite ve yüksek dozaj koşullarında guar zamkı selüloz eterin yerini alamaz ve ikisinin birlikte kullanılması daha iyi performans sağlayacaktır.
(4) Guar zamkının alçı esaslı harçta uygulanması, inşaat sırasında yapışmayı önemli ölçüde azaltabilir ve inşaatı daha düzgün hale getirebilir. Alçı harcının prizlenme süresi ve mukavemeti üzerinde olumsuz bir etkisi yoktur.
3. Modifiye edilmiş mineral su tutucu koyulaştırıcı
Doğal minerallerin modifikasyon ve bileşim yoluyla elde edilen su tutucu koyulaştırıcılar Çin'de kullanılmaktadır. Su tutucu koyulaştırıcıların hazırlanmasında kullanılan başlıca mineraller şunlardır: sepiolit, bentonit, montmorillonit, kaolin vb. Bu mineraller, bağlayıcı maddeler gibi modifikasyonlar yoluyla belirli su tutma ve koyulaştırma özelliklerine sahiptir. Harçta kullanılan bu tür su tutucu koyulaştırıcılar aşağıdaki özelliklere sahiptir.
(1) Sıradan harcın performansını önemli ölçüde iyileştirebilir ve çimento harcının zayıf işlenebilirliği, karışık harcın düşük mukavemeti ve zayıf su direnci sorunlarını çözebilir.
(2) Genel endüstriyel ve sivil binalar için farklı mukavemet seviyelerine sahip harç ürünleri formüle edilebilir.
(3) Malzeme maliyeti, selüloz eter ve nişasta eterinkinden önemli ölçüde daha düşüktür.
(4) Su tutma özelliği organik su tutma maddesine göre daha düşüktür, hazırlanan harcın kuru büzülme değeri daha büyüktür ve kohezyon azalmıştır.
Yeniden dağılabilir polimer kauçuk tozu
Yeniden dağılabilir kauçuk tozu, özel bir polimer emülsiyonunun püskürtmeli kurutulmasıyla elde edilir. İşleme sürecinde, koruyucu kolloid, topaklanmayı önleyici madde vb. vazgeçilmez katkı maddeleri haline gelir. Kurutulmuş kauçuk tozu, bir araya toplanmış 80~100 mm'lik küresel parçacıklardan oluşur. Bu parçacıklar suda çözünür ve orijinal emülsiyon parçacıklarından biraz daha büyük, kararlı bir dispersiyon oluşturur. Bu dispersiyon, susuzlaştırma ve kurutma işleminden sonra bir film oluşturur. Bu film, genel emülsiyon film oluşumu kadar geri dönüşümsüzdür ve suyla temas ettiğinde yeniden dağılmaz.
Yeniden dağılabilir kauçuk tozu, stiren-bütadien kopolimeri, tersiyer karbonik asit etilen kopolimeri, etilen-asetat asetik asit kopolimeri vb. olarak sınıflandırılabilir ve bunlara silikon, vinil laurat vb. eklenerek performans iyileştirilir. Farklı modifikasyon yöntemleri, yeniden dağılabilir kauçuk tozuna su direnci, alkali direnci, hava koşullarına dayanıklılık ve esneklik gibi farklı özellikler kazandırır. Vinil laurat ve silikon içerir, bu da kauçuk tozuna iyi bir hidrofobiklik kazandırır. Yüksek dallı vinil tersiyer karbonat, düşük Tg değerine ve iyi esnekliğe sahiptir.
Bu tür kauçuk tozları harca uygulandığında, hepsi çimentonun prizlenme süresini geciktirici bir etkiye sahiptir, ancak geciktirici etki, benzer emülsiyonların doğrudan uygulanmasına göre daha küçüktür. Karşılaştırma yapıldığında, stiren-bütadienin geciktirici etkisi en büyük, etilen-vinil asetatın ise en küçüktür. Dozaj çok düşükse, harcın performansını iyileştirme etkisi belirgin olmaz.
Yayın tarihi: 03-08-2023