Các loại phụ gia thường dùng trong xây dựng vữa trộn khô, đặc tính hiệu suất, cơ chế hoạt động và ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất của các sản phẩm vữa trộn khô. Hiệu quả cải thiện của các tác nhân giữ nước như ete cellulose và ete tinh bột, bột cao su phân tán lại và vật liệu sợi đối với hiệu suất của vữa trộn khô đã được thảo luận một cách mạnh mẽ.
Phụ gia đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện hiệu suất của vữa trộn khô xây dựng, nhưng việc bổ sung vữa trộn khô làm cho chi phí vật liệu của các sản phẩm vữa trộn khô cao hơn đáng kể so với vữa truyền thống, chiếm hơn 40% chi phí vật liệu trong vữa trộn khô. Hiện nay, một phần đáng kể phụ gia được cung cấp bởi các nhà sản xuất nước ngoài và liều lượng tham chiếu của sản phẩm cũng do nhà cung cấp cung cấp. Do đó, giá thành của các sản phẩm vữa trộn khô vẫn ở mức cao và khó có thể phổ biến vữa xây và vữa trát thông thường với số lượng lớn và diện tích rộng; các sản phẩm thị trường cao cấp do các công ty nước ngoài kiểm soát và các nhà sản xuất vữa trộn khô có lợi nhuận thấp và khả năng chịu giá kém; Thiếu nghiên cứu có hệ thống và có mục tiêu về ứng dụng dược phẩm, và các công thức nước ngoài được tuân theo một cách mù quáng.
Dựa trên những lý do trên, bài báo này phân tích và so sánh một số tính chất cơ bản của các loại phụ gia thường dùng, trên cơ sở đó nghiên cứu tính năng của sản phẩm vữa trộn khô có sử dụng phụ gia.
1 chất giữ nước
Chất giữ nước là phụ gia quan trọng giúp cải thiện hiệu suất giữ nước của vữa trộn khô và cũng là một trong những phụ gia quan trọng quyết định chi phí vật liệu vữa trộn khô.
1. Hydroxypropyl Methyl Cellulose Ether (HPMC)
Hydroxypropyl methylcellulose là thuật ngữ chung cho một loạt các sản phẩm được hình thành bởi phản ứng của cellulose kiềm và tác nhân ete hóa trong một số điều kiện nhất định. Cellulose kiềm được thay thế bằng các tác nhân ete hóa khác nhau để thu được các ete cellulose khác nhau. Theo tính chất ion hóa của các chất thay thế, ete cellulose có thể được chia thành hai loại: ion (như carboxylmethyl cellulose) và không ion (như methyl cellulose). Theo loại chất thay thế, ete cellulose có thể được chia thành monoether (như methyl cellulose) và ete hỗn hợp (như hydroxypropyl methyl cellulose). Theo độ hòa tan khác nhau, nó có thể được chia thành tan trong nước (như hydroxyethyl cellulose) và tan trong dung môi hữu cơ (như etyl cellulose), v.v. Vữa trộn khô chủ yếu là cellulose tan trong nước, và cellulose tan trong nước được chia thành loại hòa tan tức thời và loại hòa tan chậm được xử lý bề mặt.
Cơ chế hoạt động của ete xenlulozơ trong vữa như sau:
(1) Hydroxypropyl methylcellulose dễ tan trong nước lạnh, và sẽ gặp khó khăn khi hòa tan trong nước nóng. Nhưng nhiệt độ gel hóa của nó trong nước nóng cao hơn đáng kể so với methyl cellulose. Độ hòa tan trong nước lạnh cũng được cải thiện rất nhiều so với methyl cellulose.
(2) Độ nhớt của hydroxypropyl methylcellulose liên quan đến trọng lượng phân tử của nó, trọng lượng phân tử càng lớn thì độ nhớt càng cao. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của nó, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt giảm. Tuy nhiên, độ nhớt cao của nó có tác dụng nhiệt độ thấp hơn methyl cellulose. Dung dịch của nó ổn định khi được bảo quản ở nhiệt độ phòng.
(3) Khả năng giữ nước của hydroxypropyl methylcellulose phụ thuộc vào lượng bổ sung, độ nhớt, v.v. và tốc độ giữ nước của nó dưới cùng một lượng bổ sung cao hơn so với methyl cellulose.
(4) Hydroxypropyl methylcellulose ổn định với axit và kiềm, dung dịch nước của nó rất ổn định trong phạm vi pH = 2 ~ 12. Xút và nước vôi có ít ảnh hưởng đến hiệu suất của nó, nhưng kiềm có thể tăng tốc độ hòa tan và tăng độ nhớt của nó. Hydroxypropyl methylcellulose ổn định với muối thông thường, nhưng khi nồng độ dung dịch muối cao, độ nhớt của dung dịch hydroxypropyl methylcellulose có xu hướng tăng lên.
(5) Hydroxypropyl methylcellulose có thể được trộn với các hợp chất polyme hòa tan trong nước để tạo thành dung dịch có độ nhớt đồng đều và cao hơn. Chẳng hạn như polyvinyl alcohol, ete tinh bột, kẹo cao su thực vật, v.v.
(6) Hydroxypropyl methylcellulose có khả năng chống lại enzyme tốt hơn methylcellulose và dung dịch của nó ít có khả năng bị enzyme phân hủy hơn methylcellulose.
(7) Độ bám dính của hydroxypropyl methylcellulose vào kết cấu vữa cao hơn methylcellulose.
2. Methylcellulose (MC)
Sau khi bông tinh chế được xử lý bằng kiềm, ete cellulose được sản xuất thông qua một loạt các phản ứng với metan clorua làm tác nhân ete hóa. Nói chung, mức độ thay thế là 1,6 ~ 2,0 và độ hòa tan cũng khác nhau theo các mức độ thay thế khác nhau. Nó thuộc về ete cellulose không ion.
(1) Methylcellulose hòa tan trong nước lạnh, và sẽ khó hòa tan trong nước nóng. Dung dịch nước của nó rất ổn định trong phạm vi pH = 3 ~ 12. Nó có khả năng tương thích tốt với tinh bột, guar gum, v.v. và nhiều chất hoạt động bề mặt. Khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ gel hóa, quá trình gel hóa xảy ra.
(2) Độ giữ nước của metyl xenluloza phụ thuộc vào lượng bổ sung, độ nhớt, độ mịn của hạt và tốc độ hòa tan. Nhìn chung, nếu lượng bổ sung lớn, độ mịn nhỏ, độ nhớt lớn, tốc độ giữ nước cao. Trong số đó, lượng bổ sung có tác động lớn nhất đến tốc độ giữ nước và mức độ nhớt không tỷ lệ thuận với mức độ tốc độ giữ nước. Tốc độ hòa tan chủ yếu phụ thuộc vào mức độ biến đổi bề mặt của các hạt xenluloza và độ mịn của hạt. Trong số các ete xenluloza trên, metyl xenluloza và hydroxypropyl metyl xenluloza có tốc độ giữ nước cao hơn.
(3) Nhiệt độ thay đổi sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tỷ lệ giữ nước của metyl xenluloza. Nhìn chung, nhiệt độ càng cao thì khả năng giữ nước càng kém. Nếu nhiệt độ vữa vượt quá 40°C, khả năng giữ nước của metyl xenluloza sẽ giảm đáng kể, ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình thi công vữa.
(4) Methyl cellulose có tác dụng đáng kể đến quá trình thi công và bám dính của vữa. “Độ bám dính” ở đây là lực bám dính giữa dụng cụ thi công của công nhân và nền tường, tức là khả năng chịu cắt của vữa. Độ bám dính cao, khả năng chịu cắt của vữa lớn, cường độ mà công nhân cần trong quá trình sử dụng cũng lớn, hiệu suất thi công của vữa kém. Độ bám dính của Methyl cellulose ở mức trung bình trong các sản phẩm ether cellulose.
3. Hydroxyethylcellulose (HEC)
Được làm từ bông tinh chế xử lý bằng kiềm, phản ứng với etylen oxit làm tác nhân ete hóa khi có mặt axeton. Mức độ thay thế thường là 1,5~2,0. Có tính ưa nước mạnh, dễ hấp thụ độ ẩm.
(1) Hydroxyethyl cellulose hòa tan trong nước lạnh, nhưng khó hòa tan trong nước nóng. Dung dịch của nó ổn định ở nhiệt độ cao mà không bị đông lại. Nó có thể được sử dụng trong thời gian dài ở nhiệt độ cao trong vữa, nhưng khả năng giữ nước của nó thấp hơn methyl cellulose.
(2) Hydroxyethyl cellulose ổn định với axit và kiềm nói chung. Kiềm có thể đẩy nhanh quá trình hòa tan và tăng nhẹ độ nhớt của nó. Độ phân tán của nó trong nước kém hơn một chút so với methyl cellulose và hydroxypropyl methyl cellulose.
(3) Hydroxyethyl cellulose có hiệu suất chống chảy xệ tốt đối với vữa, nhưng thời gian đông cứng của xi măng lại lâu hơn.
(4) Hiệu suất của hydroxyethyl cellulose do một số doanh nghiệp trong nước sản xuất rõ ràng thấp hơn methyl cellulose do hàm lượng nước và hàm lượng tro cao.
Tinh bột ete
Các ete tinh bột dùng trong vữa được biến đổi từ các polyme tự nhiên của một số polysaccharides. Chẳng hạn như khoai tây, ngô, sắn, đậu guar, v.v.
1. Tinh bột biến tính
Tinh bột ete biến tính từ khoai tây, ngô, sắn, v.v. có khả năng giữ nước thấp hơn đáng kể so với ete xenlulo. Do mức độ biến tính khác nhau, độ ổn định đối với axit và kiềm cũng khác nhau. Một số sản phẩm phù hợp để sử dụng trong vữa gốc thạch cao, trong khi một số khác có thể được sử dụng trong vữa gốc xi măng. Việc sử dụng ete tinh bột trong vữa chủ yếu được sử dụng làm chất làm đặc để cải thiện tính chất chống chảy xệ của vữa, giảm độ bám dính của vữa ướt và kéo dài thời gian mở.
Ete tinh bột thường được sử dụng cùng với xenluloza, do đó tính chất và ưu điểm của hai sản phẩm này bổ sung cho nhau. Vì các sản phẩm ete tinh bột rẻ hơn nhiều so với ete xenluloza, nên việc sử dụng ete tinh bột trong vữa sẽ làm giảm đáng kể chi phí cho các công thức vữa.
2. Ete guar gum
Guar gum ether là một loại ete tinh bột có tính chất đặc biệt, được biến đổi từ hạt guar tự nhiên. Chủ yếu thông qua phản ứng ete hóa của guar gum và nhóm chức acrylic, tạo thành cấu trúc chứa nhóm chức 2-hydroxypropyl, đây là cấu trúc polygalactomannose.
(1) So với ete xenluloza, ete guar gum hòa tan trong nước tốt hơn. Tính chất của ete guar pH về cơ bản không bị ảnh hưởng.
(2) Trong điều kiện độ nhớt thấp và liều lượng thấp, guar gum có thể thay thế ete cellulose với lượng tương đương, và có khả năng giữ nước tương tự. Nhưng độ đặc, chống chảy xệ, tính lưu biến, v.v. rõ ràng được cải thiện.
(3) Trong điều kiện độ nhớt cao và liều lượng lớn, guar gum không thể thay thế ete xenlulo, việc sử dụng kết hợp cả hai sẽ mang lại hiệu suất tốt hơn.
(4) Việc sử dụng guar gum trong vữa gốc thạch cao có thể làm giảm đáng kể độ bám dính trong quá trình thi công và làm cho việc thi công trở nên mịn hơn. Nó không ảnh hưởng xấu đến thời gian đông kết và cường độ của vữa thạch cao.
3. Chất làm đặc giữ nước khoáng biến tính
Chất làm đặc giữ nước được làm từ khoáng chất tự nhiên thông qua quá trình biến tính và kết hợp đã được ứng dụng tại Trung Quốc. Các khoáng chất chính được sử dụng để chế tạo chất làm đặc giữ nước là: sepiolite, bentonit, montmorillonite, kaolin, v.v. Các khoáng chất này có một số đặc tính giữ nước và làm đặc thông qua quá trình biến tính như tác nhân liên kết. Loại chất làm đặc giữ nước này được áp dụng cho vữa có các đặc điểm sau.
(1) Có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của vữa thông thường, giải quyết các vấn đề về khả năng thi công kém của vữa xi măng, cường độ vữa trộn thấp và khả năng chống nước kém.
(2) Có thể chế tạo các sản phẩm vữa có cấp độ cường độ khác nhau cho các công trình công nghiệp và dân dụng nói chung.
(3) Chi phí vật liệu thấp hơn đáng kể so với ete xenlulozơ và ete tinh bột.
(4) Độ giữ nước thấp hơn chất giữ nước hữu cơ, giá trị co ngót khô của vữa đã chuẩn bị lớn hơn, độ kết dính giảm.
Bột cao su polyme phân tán lại
Bột cao su phân tán lại được xử lý bằng cách sấy phun nhũ tương polyme đặc biệt. Trong quá trình xử lý, keo bảo vệ, chất chống đóng bánh, v.v. trở thành chất phụ gia không thể thiếu. Bột cao su khô là một số hạt hình cầu có kích thước 80 ~ 100mm tập hợp lại với nhau. Các hạt này hòa tan trong nước và tạo thành một phân tán ổn định lớn hơn một chút so với các hạt nhũ tương ban đầu. Phân tán này sẽ tạo thành một lớp màng sau khi mất nước và sấy khô. Lớp màng này không thể đảo ngược như sự hình thành màng nhũ tương nói chung và sẽ không phân tán lại khi gặp nước. Phân tán.
Bột cao su phân tán lại có thể được chia thành: copolymer styrene-butadiene, copolymer ethylene axit cacbonic bậc ba, copolymer ethylene-acetate axit axetic, v.v. và dựa trên điều này, silicon, vinyl laurate, v.v. được ghép để cải thiện hiệu suất. Các biện pháp sửa đổi khác nhau làm cho bột cao su phân tán lại có các tính chất khác nhau như khả năng chống nước, khả năng chống kiềm, khả năng chống chịu thời tiết và tính linh hoạt. Chứa vinyl laurate và silicon, có thể làm cho bột cao su có tính kỵ nước tốt. Vinyl cacbonat bậc ba phân nhánh cao với giá trị Tg thấp và tính linh hoạt tốt.
Khi các loại bột cao su này được áp dụng cho vữa, tất cả chúng đều có tác dụng làm chậm thời gian đông kết của xi măng, nhưng tác dụng làm chậm nhỏ hơn so với việc áp dụng trực tiếp các nhũ tương tương tự. So sánh, styrene-butadiene có tác dụng làm chậm lớn nhất và ethylene-vinyl acetate có tác dụng làm chậm nhỏ nhất. Nếu liều lượng quá nhỏ, hiệu quả cải thiện hiệu suất của vữa không rõ ràng.
Thời gian đăng: 03-04-2023