1. Su tutmanın gerekliliği
İnşaat için harç gerektiren her türlü temel, belirli bir derecede su emme özelliğine sahiptir. Temel katman harçtaki suyu emdikten sonra, harcın yapı performansı bozulur ve ciddi durumlarda, harçtaki çimentolu malzeme tamamen hidrate olmaz, bu da düşük mukavemete, özellikle sertleşmiş harç ile temel katman arasındaki arayüz mukavemetine yol açarak harcın çatlamasına ve dökülmesine neden olur. Sıva harcının uygun su tutma performansına sahip olması, sadece harcın yapı performansını etkili bir şekilde iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda harçtaki suyun temel katman tarafından emilmesini zorlaştırır ve çimentonun yeterli hidratasyonunu sağlar.
2. Geleneksel su tutma yöntemleriyle ilgili sorunlar
Geleneksel çözüm, tabanı sulamak olsa da, tabanın eşit şekilde nemlendirilmesini sağlamak imkansızdır. Taban üzerindeki çimento harcının ideal hidratasyon hedefi, çimento hidratasyon ürününün tabanla birlikte suyu emmesi, tabana nüfuz etmesi ve tabanla etkili bir "anahtar bağlantı" oluşturmasıdır; böylece gerekli bağ dayanımı elde edilir. Taban yüzeyine doğrudan sulama, sıcaklık, sulama süresi ve sulama homojenliğindeki farklılıklar nedeniyle tabanın su emiliminde ciddi bir dağılıma neden olur. Tabanın su emilimi az olur ve harçtaki suyu emmeye devam eder. Çimento hidratasyonu başlamadan önce su emilir, bu da çimento hidratasyonunu ve hidratasyon ürünlerinin matrise nüfuzunu etkiler; tabanın su emilimi yüksek olur ve harçtaki su tabana doğru akar. Ortam göç hızı yavaş olur ve hatta harç ile matris arasında su bakımından zengin bir tabaka oluşur, bu da bağ dayanımını etkiler. Bu nedenle, yaygın olarak kullanılan taban sulama yöntemi, duvar tabanının yüksek su emme sorununu etkili bir şekilde çözmekte başarısız olmakla kalmayacak, aynı zamanda harç ile taban arasındaki yapışma mukavemetini de etkileyerek çukurlaşmaya ve çatlamaya neden olacaktır.
3. Farklı harçların su tutma gereksinimleri
Aşağıda, belirli bir bölgede ve benzer sıcaklık ve nem koşullarına sahip bölgelerde kullanılan sıva harcı ürünleri için su tutma oranı hedefleri önerilmiştir.
①Yüksek su emme kapasitesine sahip alt tabaka sıva harcı
Çeşitli hafif bölme levhaları, bloklar vb. dahil olmak üzere hava katkılı beton ile temsil edilen yüksek su emme özelliğine sahip alt tabakalar, yüksek su emme ve uzun ömür özelliklerine sahiptir. Bu tür temel katman için kullanılan sıva harcının su tutma oranı en az %88 olmalıdır.
②Düşük su emme özelliğine sahip sıva harcı
Dış cephe yalıtımı için kullanılan polistiren levhalar da dahil olmak üzere, yerinde dökme beton gibi düşük su emme özelliğine sahip yüzeyler nispeten az su emer. Bu tür yüzeyler için kullanılan sıva harcının su tutma oranı %88'den az olmamalıdır.
③İnce tabaka sıva harcı
İnce tabaka sıva, sıva tabakası kalınlığı 3 ila 8 mm arasında olan sıva yapımını ifade eder. Bu tür sıva yapımında ince sıva tabakası nedeniyle nem kaybı kolaydır, bu da işlenebilirliği ve dayanıklılığı etkiler. Bu tür sıva için kullanılan harcın su tutma oranı %99'dan az olmamalıdır.
④Kalın tabaka sıva harcı
Kalın sıva tabakası, bir sıva tabakasının kalınlığının 8 mm ile 20 mm arasında olduğu sıva yapımını ifade eder. Bu tür sıva yapımında kalın sıva tabakası nedeniyle su kaybı kolay değildir, bu nedenle sıva harcının su tutma oranı %88'den az olmamalıdır.
⑤Su geçirmez macun
Suya dayanıklı macun, ultra ince bir sıva malzemesi olarak kullanılır ve genel inşaat kalınlığı 1 ila 2 mm arasındadır. Bu tür malzemelerin, işlenebilirliklerini ve yapışma mukavemetlerini sağlamak için son derece yüksek su tutma özelliklerine sahip olmaları gerekir. Macun malzemeleri için su tutma oranı %99'dan az olmamalı ve dış cephe macununun su tutma oranı iç cephe macununa göre daha yüksek olmalıdır.
4. Su tutucu malzeme türleri
Selüloz eter
1) Metil selüloz eter (MC)
2) Hidroksipropil Metil Selüloz Eter (HPMC)
3) Hidroksietil selüloz eter (HEC)
4) Karboksimetil selüloz eter (CMC)
5) Hidroksietil Metil Selüloz Eter (HEMC)
Nişasta eter
1) Modifiye nişasta eteri
2) Guar eter
Modifiye mineral su tutucu koyulaştırıcı (montmorillonit, bentonit, vb.)
Beşinci olarak, aşağıdaki bölümde çeşitli malzemelerin performansına odaklanılmaktadır.
1. Selüloz eter
1.1 Selüloz Eterine Genel Bakış
Selüloz eter, belirli koşullar altında alkali selüloz ve eterleştirme ajanı reaksiyonu sonucu oluşan bir dizi ürün için kullanılan genel bir terimdir. Alkali lifin farklı eterleştirme ajanlarıyla değiştirilmesi nedeniyle farklı selüloz eterler elde edilir. Sübstitüentlerinin iyonlaşma özelliklerine göre selüloz eterler iki kategoriye ayrılabilir: karboksimetil selüloz (CMC) gibi iyonik ve metil selüloz (MC) gibi iyonik olmayan.
Sübstitüent türlerine göre selüloz eterler, metil selüloz eter (MC) gibi monoeterler ve hidroksietil karboksimetil selüloz eter (HECMC) gibi karışık eterler olarak ikiye ayrılabilir. Çözündüğü farklı çözücülere göre ise suda çözünen ve organik çözücüde çözünen olmak üzere iki tipe ayrılır.
1.2 Başlıca selüloz çeşitleri
Karboksimetilselüloz (CMC), pratik ikame derecesi: 0,4-1,4; eterleştirme ajanı, monooksiasetik asit; çözücü, su;
Karboksimetil hidroksietil selüloz (CMHEC), pratik ikame derecesi: 0,7-1,0; eterleştirme ajanı, monooksiasetik asit, etilen oksit; çözücü, su;
Metilselüloz (MC), pratik ikame derecesi: 1,5-2,4; eterleştirme ajanı, metil klorür; çözücü, su;
Hidroksietil selüloz (HEC), pratik ikame derecesi: 1,3-3,0; eterleştirme ajanı, etilen oksit; çözücü, su;
Hidroksietil metilselüloz (HEMC), pratik ikame derecesi: 1,5-2,0; eterleştirme ajanı, etilen oksit, metil klorür; çözücü, su;
Hidroksipropil selüloz (HPC), pratik ikame derecesi: 2,5-3,5; eterleştirme ajanı, propilen oksit; çözücü, su;
Hidroksipropil metilselüloz (HPMC), pratik ikame derecesi: 1,5-2,0; eterleştirme ajanı, propilen oksit, metil klorür; çözücü, su;
Etil selüloz (EC), pratik ikame derecesi: 2,3-2,6; eterleştirme ajanı, monokloroetan; çözücü, organik çözücü;
Etil hidroksietil selüloz (EHEC), pratik ikame derecesi: 2,4-2,8; eterleştirme ajanı, monokloroetan, etilen oksit; çözücü, organik çözücü;
1.3 Selülozun Özellikleri
1.3.1 Metil selüloz eter (MC)
①Metilselüloz soğuk suda çözünür, sıcak suda çözünmesi zordur. Sulu çözeltisi pH=3-12 aralığında oldukça kararlıdır. Nişasta, guar zamkı vb. ve birçok yüzey aktif madde ile iyi uyumludur. Sıcaklık jelleşme sıcaklığına ulaştığında jelleşme meydana gelir.
②Metilselülozun su tutma özelliği, ilave miktarına, viskozitesine, partikül inceliğine ve çözünme hızına bağlıdır. Genel olarak, ilave miktarı büyük, incelik küçük ve viskozite büyükse, su tutma özelliği yüksektir. Bunlar arasında, ilave miktarı su tutma üzerinde en büyük etkiye sahiptir ve en düşük viskozite, su tutma seviyesiyle doğrudan orantılı değildir. Çözünme hızı esas olarak selüloz partiküllerinin yüzey modifikasyon derecesine ve partikül inceliğine bağlıdır. Selüloz eterleri arasında metilselüloz daha yüksek bir su tutma oranına sahiptir.
③Sıcaklık değişimi, metil selülozun su tutma oranını ciddi şekilde etkileyecektir. Genel olarak, sıcaklık ne kadar yüksekse, su tutma oranı o kadar düşük olur. Harç sıcaklığı 40°C'yi aşarsa, metil selülozun su tutma oranı çok düşük olur ve bu da harcın yapısını ciddi şekilde etkiler.
④ Metil selüloz, harcın yapısı ve yapışması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Burada "yapışma", işçinin uygulama aleti ile duvar yüzeyi arasında hissedilen yapışma kuvvetini, yani harcın kayma direncini ifade eder. Yapışma yüksek olduğunda, harcın kayma direnci büyük olur ve işçilerin kullanım sırasında daha fazla güce ihtiyacı olur; bu da harcın inşaat performansını düşürür. Metil selülozun yapışma özelliği, selüloz eter ürünlerinde orta düzeydedir.
1.3.2 Hidroksipropil Metil Selüloz Eter (HPMC)
Hidroksipropil metilselüloz, üretimi ve tüketimi son yıllarda hızla artan bir lif ürünüdür.
Bu, rafine pamuğun alkalizasyonundan sonra, propilen oksit ve metil klorürün eterleştirme ajanları olarak kullanılması ve bir dizi reaksiyon yoluyla elde edilen iyonik olmayan bir selüloz karışım eteridir. İkame derecesi genellikle 1,5-2,0'dir. Özellikleri, metoksil içeriği ve hidroksipropil içeriğinin farklı oranlarına bağlı olarak değişir. Yüksek metoksil içeriği ve düşük hidroksipropil içeriği, performansı metil selüloza yakındır; düşük metoksil içeriği ve yüksek hidroksipropil içeriği ise performansı hidroksipropil selüloza yakındır.
①Hidroksipropil metilselüloz soğuk suda kolayca çözünür, sıcak suda çözünmesi ise zordur. 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 yüksekse viskozite de o kadar yüksektir. Sıcaklık da viskozitesini etkiler; sıcaklık arttıkça viskozite azalır. Ancak viskozitesi metil selüloza göre sıcaklıktan daha az etkilenir. Çözeltisi oda sıcaklığında saklandığında stabildir.
③Hidroksipropil metilselülozun su tutma özelliği, ilave miktarına, viskozitesine vb. bağlıdır ve aynı ilave miktarı altında su tutma oranı metil selülozunkinden daha yüksektir.
④Hidroksipropil metilselüloz asit ve alkaliye karşı stabildir ve sulu çözeltisi pH=2-12 aralığında oldukça stabildir. Kostik soda ve kireç suyu performansını çok az etkiler, ancak alkali çözünmesini hızlandırabilir ve viskozitesini hafifçe artırabilir. Hidroksipropil metilselüloz yaygın tuzlara karşı stabildir, ancak tuz çözeltisinin konsantrasyonu yüksek olduğunda, hidroksipropil metilselüloz çözeltisinin viskozitesi artma eğilimindedir.
⑤Hidroksipropil metilselüloz, suda çözünebilen polimerlerle karıştırılarak daha yüksek viskoziteye sahip, homojen ve şeffaf bir çözelti oluşturabilir. Bunlara örnek olarak polivinil alkol, nişasta eteri, bitkisel sakız vb. verilebilir.
⑥ Hidroksipropil metilselüloz, metilselüloza göre daha iyi enzim direncine sahiptir ve çözeltisinin enzimler tarafından parçalanma olasılığı metilselüloza göre daha düşüktür.
⑦Hidroksipropil metilselülozun harç yapımına yapışma özelliği, metilselülozunkinden daha yüksektir.
1.3.3 Hidroksietil selüloz eter (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.
①Hidroksietil selüloz soğuk suda çözünür, ancak sıcak suda çözünmesi zordur. Çözeltisi yüksek sıcaklıkta jel oluşturmadan stabildir. Havanda yüksek sıcaklıkta uzun süre kullanılabilir, ancak su tutma kapasitesi metil selüloza göre daha düşüktür.
②Hidroksietil selüloz genel asit ve alkalilere karşı stabildir. Alkali, çözünmesini hızlandırabilir ve viskozitesini hafifçe artırabilir. Suda dağılabilirliği, metil selüloz ve hidroksipropil metil selülozunkinden biraz daha kötüdür.
③Hidroksietil selüloz, harç için iyi bir sarkma önleyici performansa sahiptir, ancak çimento için geciktirme süresi daha uzundur.
④Bazı yerli işletmeler tarafından üretilen hidroksietil selülozun performansı, yüksek su içeriği ve yüksek kül içeriği nedeniyle metil selülozunkinden belirgin şekilde daha düşüktür.
1.3.4 Karboksimetil selüloz eter (CMC), alkali işlemden sonra doğal liflerden (pamuk, kenevir vb.) elde edilir; eterleştirme ajanı olarak sodyum monokloroasetat kullanılır ve iyonik selüloz etere dönüştürmek için bir dizi reaksiyon işlemine tabi tutulur. İkame derecesi genellikle 0,4-1,4 arasındadır ve performansı ikame derecesinden büyük ölçüde etkilenir.
①Karboksimetil selüloz oldukça higroskopiktir ve genel koşullar altında saklandığında büyük miktarda su içerir.
②Hidroksimetil selüloz sulu çözeltisi jel oluşturmaz ve viskozitesi sıcaklığın artmasıyla azalır. Sıcaklık 50 ℃'yi aştığında viskozite geri dönüşümsüz hale gelir.
③ Stabilitesi pH'tan büyük ölçüde etkilenir. Genellikle alçı esaslı harçlarda kullanılabilir, ancak çimento esaslı harçlarda kullanılamaz. Çok alkali olduğunda viskozitesini kaybeder.
④ Su tutma özelliği metil selüloza göre çok daha düşüktür. Alçı esaslı harç üzerinde geciktirici bir etkiye sahiptir ve mukavemetini azaltır. Bununla birlikte, karboksimetil selülozun fiyatı metil selüloza göre önemli ölçüde daha düşüktür.
2. Modifiye nişasta eteri
Harçlarda genellikle kullanılan nişasta eterleri, bazı polisakkaritlerin doğal polimerlerinden modifiye edilir. Patates, mısır, manyok, guar fasulyesi vb. gibi ürünler çeşitli modifiye nişasta eterlerine dönüştürülür. Harçlarda yaygın olarak kullanılan nişasta eterleri arasında hidroksipropil nişasta eteri, hidroksimetil nişasta eteri vb. bulunur.
Genel olarak, patates, mısır ve manyoktan elde edilen nişasta eterleri, selüloz eterlerine göre önemli ölçüde daha düşük su tutma özelliğine sahiptir. Modifikasyon derecelerinin farklı olması nedeniyle, asit ve alkaliye karşı farklı stabilite gösterirler. Bazı ürünler alçı esaslı harçlarda kullanıma uygunken, diğerleri çimento esaslı harçlarda kullanılamaz. 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 ve bu da iki ürünün tamamlayıcı özelliklerini ve avantajlarını ortaya çıkarır. Nişasta eter ürünleri selüloz eterden çok daha ucuz olduğundan, harçta nişasta eter kullanımı harç formülasyonlarının maliyetinde önemli bir azalma sağlayacaktır.
3. Guar zamkı eteri
Guar zamkı eteri, doğal guar fasulyesinden elde edilen, özel özelliklere sahip bir tür eterleştirilmiş polisakkarittir. Esas olarak guar zamkı ile akrilik fonksiyonel gruplar arasındaki eterleştirme reaksiyonu yoluyla, 2-hidroksipropil fonksiyonel grupları içeren bir yapı oluşur; bu yapı bir poligalaktomannoz yapısıdır.
①Selüloz etere kıyasla, guar zamkı eteri suda daha kolay çözünür. pH değeri, guar zamkı eterinin performansını temelde etkilemez.
②Düşük viskozite ve düşük dozaj koşullarında, guar zamkı selüloz eterin yerine eşit miktarda kullanılabilir ve benzer su tutma özelliğine sahiptir. Ancak kıvam, sarkma önleyici özellik, tiksotropi vb. özellikleri belirgin şekilde iyileşir.
③Yüksek viskozite ve yüksek dozaj koşullarında, guar zamkı selüloz eterin yerini alamaz ve ikisinin birlikte kullanımı daha iyi performans sağlayacaktır.
④ Alçı esaslı harçta guar zamkı kullanımı, inşaat sırasında yapışmayı önemli ölçüde azaltır ve inşaatı daha düzgün hale getirir. Alçı harcının prizlenme süresi ve mukavemeti üzerinde olumsuz bir etkisi yoktur.
⑤ Guar zamkı, çimento esaslı duvar ve sıva harcına uygulandığında, selüloz eterin yerini eşit miktarda alabilir ve harca daha iyi sarkma direnci, tiksotropi ve düzgün bir yüzey kazandırabilir.
⑥Yüksek viskoziteli ve yüksek su tutma özelliğine sahip harçta, guar zamkı ve selüloz eter birlikte çalışarak mükemmel sonuçlar elde edilmesini sağlar.
⑦ Guar zamkı ayrıca karo yapıştırıcıları, zemin düzleştirici maddeler, su geçirmez macun ve duvar yalıtımı için polimer harç gibi ürünlerde de kullanılabilir.
4. 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 artırabilir ve çimento harcının düşük işlenebilirlik, karışık harcın düşük mukavemeti ve zayıf su direnci sorunlarını çözebilir.
② Genel endüstriyel ve sivil binalar için farklı dayanım seviyelerine sahip harç ürünleri formüle edilebilir.
③Malzeme maliyeti düşüktür.
④ Su tutma özelliği organik su tutma maddelerine göre daha düşüktür, hazırlanan harcın kuru büzülme değeri nispeten yüksektir ve yapışma özelliği azalmıştır.
Yayın tarihi: 03 Mart 2023