1. Необхідність утримання води
Всі види підстав, для будівництва яких потрібен розчин, мають певний ступінь водопоглинання.Після того, як базовий шар поглине воду в розчині, будівельна здатність розчину буде погіршена, а в важких випадках цементний матеріал у розчині не буде повністю гідратований, що призведе до низької міцності, особливо міцності між затверділим розчином і основний шар, в результаті чого розчин тріскається і відпадає.Якщо штукатурний розчин має належну водоутримувальну здатність, він може не тільки ефективно покращити будівельні характеристики розчину, але також ускладнить поглинання води в розчині базовим шаром і забезпечить достатню гідратацію цементу.
2. Проблеми з традиційними методами утримання води
Традиційним рішенням є полив основи, але забезпечити рівномірне зволоження основи неможливо.Ідеальна ціль гідратації цементного розчину на основі полягає в тому, що продукт гідратації цементу поглинає воду разом з основою, проникає в основу та утворює ефективне «ключове з’єднання» з основою для досягнення необхідної міцності зв’язку.Полив безпосередньо на поверхню основи спричинить серйозне розсіювання водопоглинання основи через різницю в температурі, час поливу та рівномірність поливу.Основа має меншу водопоглинальну здатність і буде продовжувати вбирати воду в розчині.Перед початком гідратації цементу вода поглинається, що впливає на гідратацію цементу і проникнення продуктів гідратації в матрицю;основа має велике водопоглинання, і вода в розчині стікає до основи.Середня швидкість міграції повільна, і між розчином і матрицею утворюється навіть насичений водою шар, що також впливає на міцність зв’язку.Таким чином, використання звичайного методу зволоження основи не тільки не зможе ефективно вирішити проблему високого водопоглинання основи стіни, але й вплине на міцність зв’язку між розчином і основою, що призведе до появи пустот і тріщин.
3. Вимоги до різних будівельних розчинів щодо водоутримання
Цільові показники водоутримання для штукатурних розчинів, що використовуються в певній місцевості та в областях зі схожими умовами температури та вологості, запропоновані нижче.
①Штукатурний розчин для основи з високим водопоглинанням
Основи з високим водопоглинанням, представлені повітряним бетоном, включаючи різні легкі перегородки, блоки і т.д., мають характеристики великого водопоглинання і довговічності.Штукатурний розчин, який використовується для цього виду основного шару, повинен мати водоутримуваність не менше 88%.
②Штукатурний розчин для основи з низьким водопоглинанням
Відносно малим водопоглинанням володіють маловодовбираючі основи, представлені монолитним бетоном, у тому числі полістирольні плити для зовнішнього утеплення стін тощо.Штукатурний розчин, який використовується для таких основ, повинен мати водоутримувальну здатність не менше 88%.
③Тонкошаровий штукатурний розчин
Тонкошарова штукатурка – штукатурна конструкція з товщиною штукатурного шару від 3 до 8 мм.Така штукатурна конструкція легко втрачає вологу завдяки тонкому шару штукатурки, що впливає на працездатність і міцність.Для розчину, який використовується для цього виду штукатурки, його водоутримування становить не менше 99%.
④Товстошаровий штукатурний розчин
Товстошарова штукатурка відноситься до штукатурних конструкцій, де товщина одного штукатурного шару становить від 8 мм до 20 мм.Ця штукатурна конструкція нелегко втрачає воду через товстий штукатурний шар, тому коефіцієнт водоутримання штукатурного розчину не повинен бути менше 88%.
⑤Водостійка шпаклівка
Як надтонкий штукатурний матеріал використовується водостійка шпаклівка, загальна товщина конструкції становить від 1 до 2 мм.Такі матеріали вимагають надзвичайно високих властивостей утримання води, щоб забезпечити їх придатність до обробки та міцність зв’язку.Для шпаклівок ступінь водоутримання повинна бути не менше 99%, а ступінь водоутримання шпаклівки для зовнішніх стін повинна бути більшою, ніж у шпаклівки для внутрішніх стін.
4. Види водоутримуючих матеріалів
Ефір целюлози
1) Метиловий ефір целюлози (MC)
2) Ефір гідроксипропілметилцелюлози (HPMC)
3) Ефір гідроксиетилцелюлози (HEC)
4) Ефір карбоксиметилцелюлози (CMC)
5) Ефір гідроксиетилметилцелюлози (HEMC)
Крохмальний ефір
1) Модифікований ефір крохмалю
2) Гуаровий ефір
Модифікований мінеральний водоутримуючий загусник (монтморилоніт, бентоніт та ін.)
По-п'яте, наступне зосереджується на продуктивності різних матеріалів
1. Ефір целюлози
1.1 Огляд ефіру целюлози
Ефір целюлози — це загальний термін для серії продуктів, утворених реакцією лужної целюлози та агента етерифікації за певних умов.Різні ефіри целюлози отримують завдяки заміні лужного волокна різними етерифікаторами.За іонізаційними властивостями своїх заступників прості ефіри целюлози можна розділити на дві категорії: іонні, такі як карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), і неіонні, такі як метилцелюлоза (МС).
Відповідно до типів замісників прості ефіри целюлози можна розділити на моноефіри, такі як метиловий ефір целюлози (MC), і змішані прості ефіри, такі як гідроксиетилкарбоксиметиловий ефір целюлози (HECMC).Відповідно до різних розчинників, які він розчиняє, його можна розділити на два типи: водорозчинний і органічний розчинник.
1.2 Основні різновиди целюлози
Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), практична ступінь заміщення: 0,4-1,4;етерифікатор, монооксиоцтова кислота;розчинник, вода;
Карбоксиметилгідроксіетилцелюлоза (CMHEC), практична ступінь заміщення: 0,7-1,0;етерифікатор, монооксиоцтова кислота, етиленоксид;розчинник, вода;
Метилцелюлоза (МК), практичний ступінь заміщення: 1,5-2,4;етерифікатор, метилхлорид;розчинник, вода;
Гідроксіетилцелюлоза (ГЕК), практичний ступінь заміщення: 1,3-3,0;етерифікатор, етиленоксид;розчинник, вода;
Гідроксіетилметилцелюлоза (ГЕМЦ), практична ступінь заміщення: 1,5-2,0;етерифікатор, етиленоксид, метилхлорид;розчинник, вода;
Гідроксипропілцелюлоза (ГПЦ), практична ступінь заміщення: 2,5-3,5;етерифікатор, пропіленоксид;розчинник, вода;
Гідроксипропілметилцелюлоза (ГПМЦ), практичний ступінь заміщення: 1,5-2,0;етерифікатор, пропіленоксид, метилхлорид;розчинник, вода;
Етилцелюлоза (ЕК), практична ступінь заміщення: 2,3-2,6;етерифікатор, монохлоретан;розчинник, органічний розчинник;
Етилгідроксіетилцелюлоза (EHEC), практичний ступінь заміщення: 2,4-2,8;етерифікатор, монохлоретан, етиленоксид;розчинник, органічний розчинник;
1.3 Властивості целюлози
1.3.1 Метиловий ефір целюлози (MC)
①Метилцелюлоза розчинна в холодній воді, і її буде важко розчинити в гарячій воді.Його водний розчин дуже стабільний в діапазоні PH=3-12.Має хорошу сумісність з крохмалем, гуаровою камідлю тощо та багатьма поверхнево-активними речовинами.Коли температура досягає температури гелеутворення, відбувається гелеутворення.
②Утримання води метилцелюлозою залежить від кількості її додавання, в’язкості, тонкості частинок і швидкості розчинення.Як правило, якщо кількість додавання велика, тонкість невелика, а в’язкість велика, утримання води є високим.Серед них кількість додавання має найбільший вплив на утримання води, а найнижча в’язкість не є прямо пропорційною рівню утримання води.Швидкість розчинення в основному залежить від ступеня модифікації поверхні частинок целюлози та тонкості частинок.Серед простих ефірів целюлози метилцелюлоза має вищу швидкість утримання води.
③Зміна температури серйозно вплине на швидкість утримання води метилцелюлозою.Як правило, чим вища температура, тим гірше утримується вода.Якщо температура розчину перевищує 40°C, метилцелюлоза буде дуже погано утримувати воду, що серйозно вплине на конструкцію розчину.
④ Метилцелюлоза має значний вплив на конструкцію та адгезію розчину.Під «адгезією» тут розуміється сила зчеплення, яка відчувається між інструментом для нанесення працівника та основою стіни, тобто стійкість розчину до зсуву.Адгезивність висока, опір зсуву розчину великий, і робітникам потрібно більше сили під час використання, а будівельні характеристики розчину стають поганими.Адгезія метилцелюлози знаходиться на помірному рівні в продуктах з ефіру целюлози.
1.3.2 Ефір гідроксипропілметилцелюлози (HPMC)
Гідроксипропілметилцелюлоза - це волокнистий продукт, виробництво та споживання якого стрімко зростає в останні роки.
Це неіоногенний змішаний ефір целюлози, виготовлений із очищеної бавовни після підлужнення з використанням пропіленоксиду та метилхлориду як агентів етерифікації та за допомогою серії реакцій.Ступінь заміщення зазвичай становить 1,5-2,0.Його властивості відрізняються через різне співвідношення вмісту метоксилу та вмісту гідроксипропілу.Високий вміст метоксилу та низький вміст гідроксипропілу, продуктивність близька до метилцелюлози;низький вміст метоксилу та високий вміст гідроксипропілу, продуктивність близька до гідроксипропілцелюлози.
①Гідроксипропілметилцелюлоза легко розчиняється в холодній воді, і її буде важко розчинити в гарячій воді.Але його температура гелеутворення в гарячій воді значно вища, ніж у метилцелюлози.Розчинність у холодній воді також значно покращена порівняно з метилцелюлозою.
② В’язкість гідроксипропілметилцелюлози пов’язана з її молекулярною масою, і чим вища молекулярна маса, тим вища в’язкість.Температура також впливає на його в'язкість, при підвищенні температури в'язкість зменшується.Але на його в'язкість температура впливає менше, ніж на метилцелюлозу.Його розчин стабільний при зберіганні при кімнатній температурі.
③Утримання води гідроксипропілметилцелюлози залежить від кількості її додавання, в’язкості тощо, і її швидкість утримання води при тій самій кількості додавання вища, ніж у метилцелюлози.
④Гідроксипропілметилцелюлоза стійка до кислот і лугів, а її водний розчин дуже стабільний у діапазоні PH=2-12.Каустична сода і вапняна вода мало впливають на його роботу, але луг може прискорити його розчинення і трохи збільшити в'язкість.Гідроксипропілметилцелюлоза стійка до звичайних солей, але коли концентрація розчину солі висока, в’язкість розчину гідроксипропілметилцелюлози має тенденцію до збільшення.
⑤Гідроксипропілметилцелюлозу можна змішувати з водорозчинними полімерами для утворення однорідного та прозорого розчину з більшою в’язкістю.Такі як полівініловий спирт, ефір крохмалю, рослинна камедь тощо.
⑥ Гідроксипропілметилцелюлоза має кращу стійкість до ферментів, ніж метилцелюлоза, і її розчин менш імовірно розкладається ферментами, ніж метилцелюлоза.
⑦ Адгезія гідроксипропілметилцелюлози до будівельного розчину вища, ніж у метилцелюлози.
1.3.3 Ефір гідроксиетилцелюлози (HEC)
Він виготовлений з очищеної бавовни, обробленої лугом, і прореагував з етиленоксидом як агентом етерифікації в присутності ацетону.Ступінь заміщення зазвичай становить 1,5-2,0.Має сильну гідрофільність і легко вбирає вологу.
①Гідроксіетилцелюлоза розчинна в холодній воді, але її важко розчинити в гарячій воді.Його розчин стабільний при високій температурі без гелеутворення.Його можна використовувати протягом тривалого часу при високій температурі в розчині, але його водоутримання нижче, ніж у метилцелюлози.
②Гідроксіетилцелюлоза стійка до загальної кислоти та лугу.Луг може прискорити його розчинення і трохи збільшити в'язкість.Його диспергність у воді трохи гірша, ніж у метилцелюлози та гідроксипропілметилцелюлози.
③Гідроксіетилцелюлоза має хороші властивості проти просідання розчину, але має довший час затримки цементу.
④Ефективність гідроксиетилцелюлози, виробленої деякими вітчизняними підприємствами, очевидно, нижча, ніж у метилцелюлози, через високий вміст води та високий вміст золи.
1.3.4 Ефір карбоксиметилцелюлози (CMC) виготовляється з натуральних волокон (бавовна, коноплі тощо) після обробки лугом, використовуючи монохлорацетат натрію як етерифікуючий агент, і піддається серії реакційних обробок для отримання іонного ефіру целюлози.Ступінь заміщення, як правило, становить 0,4-1,4, і його продуктивність сильно залежить від ступеня заміщення.
①Карбоксиметилцелюлоза є високогігроскопічною, і при зберіганні за звичайних умов вона міститиме велику кількість води.
②Водний розчин гідроксиметилцелюлози не утворює гель, а в’язкість зменшується з підвищенням температури.Коли температура перевищує 50 ℃, в'язкість є незворотною.
③ На його стабільність сильно впливає pH.Як правило, його можна використовувати в розчині на основі гіпсу, але не в розчині на основі цементу.У сильному лужному стані він втрачає в’язкість.
④ Його утримання води набагато нижче, ніж у метилцелюлози.На гіпсовий розчин діє уповільнює і знижує його міцність.Однак ціна карбоксиметилцелюлози значно нижча, ніж метилцелюлози.
2. Модифікований ефір крохмалю
Прості ефіри крохмалю, які зазвичай використовуються в ступках, модифіковані природними полімерами деяких полісахаридів.Такі як картопля, кукурудза, маніок, гуарові боби тощо модифікуються в різні модифіковані ефіри крохмалю.Простими ефірами крохмалю, які зазвичай використовуються в розчині, є ефір гідроксипропілкрохмалю, ефір гідроксиметилкрохмалю тощо.
Як правило, ефіри крохмалю, модифіковані з картоплі, кукурудзи та маніоки, мають значно нижчу затримку води, ніж ефіри целюлози.Через різний ступінь модифікації він демонструє різну стійкість до кислот і лугів.Деякі продукти придатні для використання в розчинах на основі гіпсу, тоді як інші не можна використовувати в розчинах на основі цементу.Застосування ефіру крохмалю в розчині в основному використовується як загусник для покращення властивості розчину проти провисання, зменшення адгезії вологого розчину та подовження часу відкриття.
Прості ефіри крохмалю часто використовують разом з целюлозою, що призводить до взаємодоповнюючих властивостей і переваг двох продуктів.Оскільки продукти з ефіру крохмалю набагато дешевші, ніж ефір целюлози, застосування ефіру крохмалю в розчині призведе до значного зниження вартості складів розчину.
3. Ефір гуарової камеді
Ефір гуарової камеді - це різновид етерифікованого полісахариду зі спеціальними властивостями, який модифікується з натуральних гуарових бобів.В основному через реакцію етерифікації між гуаровою смолою та акриловими функціональними групами утворюється структура, що містить 2-гідроксипропілові функціональні групи, яка є структурою полігалактоманнози.
①У порівнянні з ефіром целюлози ефір гуарової камеді легше розчиняється у воді.РН практично не впливає на продуктивність ефіру гуарової камеді.
②За умов низької в’язкості та низького дозування гуарова камедь може замінити ефір целюлози в рівній кількості та має аналогічне утримання води.Але консистенція, захист від провисання, тиксотропність і так далі, очевидно, покращуються.
③За умов високої в’язкості та великої дози гуарова камедь не може замінити ефір целюлози, і змішане використання цих двох речовин забезпечить кращу продуктивність.
④Застосування гуарової камеді в розчині на основі гіпсу може значно зменшити адгезію під час будівництва та зробити конструкцію більш гладкою.Не робить негативного впливу на час схоплювання і міцність гіпсового розчину.
⑤ Коли гуарова камедь наноситься на цементну кладку та штукатурний розчин, вона може замінити ефір целюлози в рівній кількості та надати розчину кращу стійкість до провисання, тиксотропію та гладкість конструкції.
⑥У розчині з високою в’язкістю та високим вмістом водоутримувача гуарова камедь і ефір целюлози працюватимуть разом для досягнення відмінних результатів.
⑦ Гуарова камедь також може використовуватися в таких продуктах, як клей для плитки, ґрунтові самовирівнювальні засоби, водостійка шпаклівка та полімерний розчин для ізоляції стін.
4. Модифікований мінеральний водоутримуючий загусник
Загусник, що утримує воду, виготовлений із природних мінералів шляхом модифікації та компаундування, застосовувався в Китаї.Основними мінералами, які використовуються для приготування водоутримувальних загусників, є: сепіоліт, бентоніт, монтморилоніт, каолін тощо. Ці мінерали мають певні водоутримуючі та загущувальні властивості завдяки модифікації, наприклад зв’язуючим речовинам.Цей вид водоутримуючого загусника, що наноситься на будівельний розчин, має такі характеристики.
① Це може значно покращити продуктивність звичайного розчину та вирішити проблеми поганої працездатності цементного розчину, низької міцності змішаного розчину та поганої водостійкості.
② Можуть бути виготовлені розчини з різними рівнями міцності для загальних промислових і цивільних будівель.
③Вартість матеріалу низька.
④ Утримання води нижче, ніж у органічних водоутримувачів, і значення сухої усадки підготовленого розчину є відносно великим, а когезійність знижується.
Час публікації: 3 березня 2023 р