1. Необходимость удержания воды
Все виды оснований, для строительства которых требуется раствор, обладают определенной степенью водопоглощения.После того, как базовый слой впитает воду в растворе, конструктивность раствора ухудшится, а в тяжелых случаях вяжущий материал в растворе не будет полностью гидратирован, что приведет к низкой прочности, особенно прочности на границе раздела между затвердевшим раствором. и базовый слой, в результате чего раствор растрескивается и отваливается.Если штукатурный раствор обладает подходящими водоудерживающими свойствами, он может не только эффективно улучшить строительные характеристики раствора, но также затруднить поглощение воды в растворе базовым слоем и обеспечить достаточную гидратацию цемента.
2. Проблемы традиционных методов удержания воды.
Традиционное решение – полить основание, однако невозможно добиться равномерного увлажнения основания.Идеальная цель гидратации цементного раствора на основании состоит в том, чтобы продукт гидратации цемента поглощал воду вместе с основанием, проникал в основание и образовывал эффективное «ключевое соединение» с основанием для достижения необходимой прочности сцепления.Полив непосредственно на поверхность основания приведет к серьезному дисбалансу водопоглощения основания из-за различий в температуре, времени полива и равномерности полива.Основание имеет меньшее водопоглощение и будет продолжать поглощать воду из раствора.Прежде чем начнется гидратация цемента, происходит поглощение воды, что влияет на гидратацию цемента и проникновение продуктов гидратации в матрицу;основание имеет большое водопоглощение, и вода в растворе стекает к основанию.Средняя скорость миграции низкая, и между раствором и матрицей образуется даже богатый водой слой, что также влияет на прочность сцепления.Таким образом, использование обычного метода полива основания не только не сможет эффективно решить проблему высокого водопоглощения основания стены, но и повлияет на прочность сцепления между раствором и основанием, что приведет к образованию полостей и растрескиванию.
3. Требования к различным растворам по удержанию воды
Ниже предложены целевые показатели водоудержания для штукатурных растворов, используемых на определенной территории и в помещениях с аналогичными температурно-влажностными условиями.
①Штукатурный раствор с высоким водопоглощением
Основания с высоким водопоглощением, представленные воздухововлекающим бетоном, в том числе различные легкие перегородки, блоки и т. д., обладают характеристиками большого водопоглощения и длительного срока службы.Штукатурный раствор, используемый для такого базового слоя, должен иметь водоудерживающую способность не менее 88%.
②Штукатурный раствор с низким водопоглощением
Относительно небольшим водопоглощением обладают основания с низким водопоглощением, представленные монолитным бетоном, в том числе полистироловыми плитами для наружного утепления стен и т.п.Штукатурный раствор, используемый для таких оснований, должен иметь водоудерживающую способность не менее 88%.
③Тонкослойный штукатурный раствор
Тонкослойной штукатуркой называют штукатурную конструкцию с толщиной штукатурного слоя от 3 до 8 мм.Такая штукатурная конструкция легко теряет влагу из-за тонкого штукатурного слоя, что влияет на удобоукладываемость и прочность.Для раствора, используемого для этого вида штукатурки, водоудерживающая способность составляет не менее 99%.
④Толстостенный штукатурный раствор
Толстослойная штукатурка – это штукатурная конструкция, при которой толщина одного штукатурного слоя составляет от 8 до 20 мм.Из-за толстого слоя штукатурки такая штукатурная конструкция не теряет воду, поэтому степень водоудержания штукатурного раствора не должна быть менее 88%.
⑤ Водостойкая шпаклевка
В качестве ультратонкого штукатурного материала используется водостойкая шпаклевка, общая толщина конструкции составляет от 1 до 2 мм.Такие материалы требуют чрезвычайно высоких свойств удержания воды, чтобы обеспечить их обрабатываемость и прочность сцепления.Для шпаклевочных материалов водоудерживающая способность не должна быть менее 99 %, а водоудерживающая способность шпаклевки для наружных стен должна быть больше, чем у шпаклевки для внутренних стен.
4. Виды водоудерживающих материалов
Эфир целлюлозы
1) Эфир метилцеллюлозы (МЦ)
2) Эфир гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)
3) Эфир гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ).
4) Эфир карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ).
5) Гидроксиэтилметилцеллюлозный эфир (HEMC)
Крахмальный эфир
1) Модифицированный эфир крахмала
2) Гуаровый эфир
Модифицированный минеральный водоудерживающий загуститель (монтмориллонит, бентонит и др.)
В-пятых, ниже основное внимание уделяется характеристикам различных материалов.
1. Эфир целлюлозы
1.1 Обзор эфира целлюлозы
Эфир целлюлозы — общий термин для ряда продуктов, образующихся в результате реакции щелочной целлюлозы и этерифицирующего агента при определенных условиях.Различные эфиры целлюлозы получаются за счет замены щелочного волокна разными этерифицирующими агентами.По ионизационным свойствам заместителей эфиры целлюлозы можно разделить на две категории: ионные, например карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), и неионогенные, например метилцеллюлоза (МЦ).
По типам заместителей эфиры целлюлозы можно разделить на моноэфиры, например эфир метилцеллюлозы (МЦ), и смешанные эфиры, например эфир гидроксиэтилкарбоксиметилцеллюлозы (ЭЦМК).В зависимости от растворителей, которые он растворяет, его можно разделить на два типа: растворимые в воде и растворимые в органических растворителях.
1.2 Основные разновидности целлюлозы
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), практическая степень замещения: 0,4-1,4;агент этерификации, монооксиуксусная кислота;растворитель, вода;
Карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза (КМГЭЦ), практическая степень замещения: 0,7-1,0;агент этерификации, монооксиуксусная кислота, оксид этилена;растворитель растворитель, вода;
Метилцеллюлоза (МЦ), практическая степень замещения: 1,5-2,4;агент этерификации, метилхлорид;растворитель растворитель, вода;
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ), практическая степень замещения: 1,3-3,0;агент этерификации, оксид этилена;растворитель растворитель, вода;
Гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЭМС), практическая степень замещения: 1,5-2,0;агент этерификации, оксид этилена, метилхлорид;растворитель растворитель, вода;
Гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ), практическая степень замещения: 2,5-3,5;агент этерификации, оксид пропилена;растворитель, вода;
Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), практическая степень замещения: 1,5-2,0;агент этерификации, оксид пропилена, метилхлорид;растворитель, вода;
Этилцеллюлоза (ЭК), практическая степень замещения: 2,3-2,6;агент этерификации монохлорэтан;растворяющий растворитель, органический растворитель;
Этилгидроксиэтилцеллюлоза (ЭГЭЦ), практическая степень замещения: 2,4-2,8;агент этерификации, монохлорэтан, оксид этилена;растворяющий растворитель, органический растворитель;
1.3 Свойства целлюлозы
1.3.1 Эфир метилцеллюлозы (МЦ)
①Метилцеллюлоза растворима в холодной воде, и ее трудно растворить в горячей воде.Его водный раствор очень стабилен в диапазоне pH=3-12.Он имеет хорошую совместимость с крахмалом, гуаровой камедью и т. д., а также многими поверхностно-активными веществами.Когда температура достигает температуры гелеобразования, происходит гелеобразование.
②Удержание воды метилцеллюлозой зависит от количества ее добавления, вязкости, крупности частиц и скорости растворения.Как правило, если количество добавки велико, крупность мала, а вязкость велика, удержание воды будет высоким.Среди них наибольшее влияние на удержание воды оказывает количество добавки, а наименьшая вязкость не прямо пропорциональна уровню удержания воды.Скорость растворения в основном зависит от степени модификации поверхности частиц целлюлозы и крупности частиц.Среди эфиров целлюлозы метилцеллюлоза имеет более высокую степень удержания воды.
③Изменение температуры серьезно повлияет на степень удержания воды метилцеллюлозой.Как правило, чем выше температура, тем хуже удерживается вода.Если температура раствора превышает 40°C, водоудержание метилцеллюлозы будет очень плохим, что серьезно повлияет на конструкцию раствора.
④ Метилцеллюлоза оказывает значительное влияние на структуру и адгезию раствора.Под «адгезией» здесь понимается сила сцепления, ощущаемая между аппликатором рабочего и основой стены, то есть сопротивление раствора сдвигу.Клейкость высокая, сопротивление раствору сдвигу велико, работникам требуется больше прочности во время использования, а строительные характеристики раствора становятся плохими.Адгезия метилцеллюлозы в продуктах на основе эфира целлюлозы находится на умеренном уровне.
1.3.2 Эфир гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ)
Гидроксипропилметилцеллюлоза – волокнистый продукт, выпуск и потребление которого в последние годы быстро растет.
Это неионный смешанный эфир целлюлозы, полученный из рафинированного хлопка после подщелачивания с использованием оксида пропилена и метилхлорида в качестве агентов этерификации и посредством ряда реакций.Степень замещения обычно составляет 1,5-2,0.Его свойства различны из-за разного соотношения содержания метоксила и гидроксипропила.Высокое содержание метоксила и низкое содержание гидроксипропила, характеристики близки к метилцеллюлозе;низкое содержание метоксила и высокое содержание гидроксипропила, характеристики близки к гидроксипропилцеллюлозе.
①Гидроксипропилметилцеллюлоза легко растворяется в холодной воде и с трудом растворяется в горячей воде.Но температура его гелеобразования в горячей воде значительно выше, чем у метилцеллюлозы.Растворимость в холодной воде также значительно улучшена по сравнению с метилцеллюлозой.
② Вязкость гидроксипропилметилцеллюлозы зависит от ее молекулярной массы: чем выше молекулярная масса, тем выше вязкость.Температура также влияет на его вязкость, с повышением температуры вязкость снижается.Но на его вязкость меньше влияет температура, чем на метилцеллюлозу.Его раствор стабилен при хранении при комнатной температуре.
③Удержание воды гидроксипропилметилцеллюлозой зависит от количества ее добавления, вязкости и т. д., а степень удержания воды при том же количестве добавления выше, чем у метилцеллюлозы.
④Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к кислоте и щелочи, а ее водный раствор очень стабилен в диапазоне pH = 2-12.Каустическая сода и известковая вода мало влияют на его работоспособность, а вот щелочь может ускорить его растворение и несколько повысить вязкость.Гидроксипропилметилцеллюлоза устойчива к обычным солям, но при высокой концентрации раствора соли вязкость раствора гидроксипропилметилцеллюлозы имеет тенденцию увеличиваться.
⑤Гидроксипропилметилцеллюлозу можно смешивать с водорастворимыми полимерами для образования однородного и прозрачного раствора с более высокой вязкостью.Такие как поливиниловый спирт, эфир крахмала, растительная камедь и т. д.
⑥ Гидроксипропилметилцеллюлоза обладает большей устойчивостью к ферментам, чем метилцеллюлоза, и ее раствор с меньшей вероятностью будет разлагаться ферментами, чем метилцеллюлоза.
⑦Адгезия гидроксипропилметилцеллюлозы к строительному раствору выше, чем у метилцеллюлозы.
1.3.3 Эфир гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ)
Он изготовлен из очищенного хлопка, обработанного щелочью и прореагировавшего с оксидом этилена в качестве этерифицирующего агента в присутствии ацетона.Степень замещения обычно составляет 1,5-2,0.Он обладает сильной гидрофильностью и легко впитывает влагу.
①Гидроксиэтилцеллюлоза растворима в холодной воде, но трудно растворяется в горячей воде.Его раствор стабилен при высокой температуре, не гелеобразует.Его можно использовать в течение длительного времени при высоких температурах в строительном растворе, но его водоудержание ниже, чем у метилцеллюлозы.
②Гидроксиэтилцеллюлоза устойчива к воздействию кислот и щелочей.Щелочь может ускорить его растворение и немного повысить вязкость.Его диспергируемость в воде немного хуже, чем у метилцеллюлозы и гидроксипропилметилцеллюлозы.
③Гидроксиэтилцеллюлоза обладает хорошими свойствами против провисания строительного раствора, но имеет более длительное время замедления для цемента.
④Эффективность гидроксиэтилцеллюлозы, производимой некоторыми отечественными предприятиями, заведомо ниже, чем у метилцеллюлозы из-за высокого содержания воды и высокой зольности.
1.3.4 Эфир карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) изготавливается из натуральных волокон (хлопка, конопли и т. д.) после обработки щелочью с использованием монохлорацетата натрия в качестве этерифицирующего агента и прохождения ряда реакционных обработок для получения ионного эфира целлюлозы.Степень замещения обычно составляет 0,4-1,4, и его эффективность сильно зависит от степени замещения.
①Карбоксиметилцеллюлоза очень гигроскопична и при хранении в обычных условиях будет содержать большое количество воды.
②Водный раствор гидроксиметилцеллюлозы не образует гель, а вязкость будет уменьшаться с повышением температуры.Когда температура превышает 50 ℃, вязкость становится необратимой.
③ На его стабильность сильно влияет pH.Как правило, его можно использовать в растворах на основе гипса, но не в растворах на основе цемента.В сильнощелочном состоянии он теряет вязкость.
④ Его водоудержание намного ниже, чем у метилцеллюлозы.Оказывает замедляющее действие на гипсовый раствор и снижает его прочность.Однако цена карбоксиметилцеллюлозы существенно ниже цены метилцеллюлозы.
2. Модифицированный эфир крахмала.
Эфиры крахмала, обычно используемые в строительных растворах, модифицируются из природных полимеров некоторых полисахаридов.Такие, как картофель, кукуруза, маниока, гуаровая фасоль и т. д., модифицируются в различные модифицированные эфиры крахмала.Эфиры крахмала, обычно используемые в строительном растворе, представляют собой эфир гидроксипропилкрахмала, эфир гидроксиметилкрахмала и т. д.
Как правило, эфиры крахмала, модифицированные из картофеля, кукурузы и маниоки, обладают значительно меньшим удержанием воды, чем эфиры целлюлозы.Из-за различной степени модификации он проявляет разную устойчивость к кислоте и щелочи.Некоторые продукты подходят для использования в растворах на основе гипса, а другие нельзя использовать в растворах на основе цемента.Применение эфира крахмала в строительном растворе в основном используется в качестве загустителя для улучшения свойств раствора против провисания, уменьшения адгезии влажного раствора и продления времени раскрытия.
Эфиры крахмала часто используются вместе с целлюлозой, что приводит к взаимодополняющим свойствам и преимуществам этих двух продуктов.Поскольку продукты на основе эфиров крахмала значительно дешевле эфира целлюлозы, применение эфира крахмала в строительных растворах приведет к значительному снижению стоимости рецептур строительных растворов.
3. Эфир гуаровой камеди
Эфир гуаровой камеди представляет собой разновидность этерифицированного полисахарида с особыми свойствами, который модифицирован из натуральных гуаровых бобов.В основном за счет реакции этерификации между гуаровой камедью и акриловыми функциональными группами образуется структура, содержащая 2-гидроксипропильные функциональные группы, которая представляет собой структуру полигалактоманнозы.
①По сравнению с эфиром целлюлозы, эфир гуаровой камеди легче растворяется в воде.PH практически не влияет на эффективность эфира гуаровой камеди.
②В условиях низкой вязкости и низкой дозировки гуаровая камедь может заменить эфир целлюлозы в равном количестве и имеет аналогичное удержание воды.Но консистенция, устойчивость к провисанию, тиксотропия и т. д. явно улучшаются.
③В условиях высокой вязкости и больших дозировок гуаровая камедь не может заменить эфир целлюлозы, и их смешанное использование обеспечит лучшую производительность.
④Применение гуаровой камеди в растворе на основе гипса позволяет значительно снизить адгезию во время строительства и сделать конструкцию более гладкой.Не оказывает отрицательного влияния на время схватывания и прочность гипсового раствора.
⑤ Когда гуаровая камедь наносится на кирпичную кладку и штукатурный раствор на цементной основе, она может заменить эфир целлюлозы в равном количестве и придать раствору лучшую стойкость к провисанию, тиксотропию и гладкость конструкции.
⑥В растворе с высокой вязкостью и высоким содержанием водоудерживающего агента гуаровая камедь и эфир целлюлозы будут работать вместе для достижения отличных результатов.
⑦ Гуаровую камедь также можно использовать в таких продуктах, как клей для плитки, самовыравнивающиеся средства для грунта, водостойкая шпаклевка и полимерный раствор для изоляции стен.
4. Модифицированный минеральный водоудерживающий загуститель.
В Китае применен водоудерживающий загуститель, изготовленный из природных минералов путем модификации и рецептуры.Основными минералами, используемыми для приготовления водоудерживающих загустителей, являются: сепиолит, бентонит, монтмориллонит, каолин и др. Эти минералы обладают определенными водоудерживающими и загущающими свойствами за счет модификации, например связующими агентами.Этот вид водоудерживающего загустителя, наносимого на раствор, имеет следующие характеристики.
① Он может значительно улучшить характеристики обычного раствора и решить проблемы плохой работоспособности цементного раствора, низкой прочности смешанного раствора и плохой водостойкости.
② Могут быть разработаны растворы разного уровня прочности для общепромышленных и гражданских зданий.
③Стоимость материала низкая.
④ Водоудержание ниже, чем у органических водоудерживающих агентов, а величина сухой усадки приготовленного раствора относительно велика, а кгезионность снижается.
Время публикации: 03 марта 2023 г.