1. De noodzaak van waterretentie
Alle soorten ondergronden die voor de constructie mortel nodig hebben, hebben een zekere mate van wateropname. Nadat de basislaag het water in de mortel heeft geabsorbeerd, zal de bouwbaarheid van de mortel verslechteren en in ernstige gevallen zal het cementachtige materiaal in de mortel niet volledig gehydrateerd zijn, wat resulteert in een lage sterkte, vooral de grensvlaksterkte tussen de uitgeharde mortel. en de basislaag, waardoor de mortel barst en eraf valt. Als de pleistermortel voldoende waterretentievermogen heeft, kan deze niet alleen de constructieprestaties van de mortel effectief verbeteren, maar er ook voor zorgen dat het water in de mortel moeilijk door de basislaag wordt geabsorbeerd en voor voldoende hydratatie van het cement zorgen.
2. Problemen met traditionele methoden voor het vasthouden van water
De traditionele oplossing is om de bodem water te geven, maar het is onmogelijk om ervoor te zorgen dat de bodem gelijkmatig bevochtigd wordt. Het ideale hydratatiedoel van cementmortel op de ondergrond is dat het cementhydratatieproduct samen met de ondergrond water absorbeert, in de ondergrond doordringt en een effectieve “sleutelverbinding” met de ondergrond vormt, om zo de vereiste hechtsterkte te bereiken. Direct water geven op het oppervlak van de basis zal een ernstige spreiding in de wateropname van de basis veroorzaken als gevolg van verschillen in temperatuur, bewateringstijd en uniformiteit van de bewatering. De ondergrond heeft minder wateropname en zal het water in de mortel blijven opnemen. Voordat de cementhydratatie plaatsvindt, wordt het water geabsorbeerd, wat de cementhydratatie en de penetratie van hydratatieproducten in de matrix beïnvloedt; de basis heeft een grote wateropname en het water in de mortel stroomt naar de basis. De gemiddelde migratiesnelheid is laag en er ontstaat zelfs een waterrijke laag tussen de mortel en de matrix, wat ook de hechtsterkte beïnvloedt. Daarom zal het gebruik van de gebruikelijke methode voor het bewateren van de basis niet alleen het probleem van de hoge waterabsorptie van de muurbasis niet effectief oplossen, maar zal het ook de hechtsterkte tussen de mortel en de basis beïnvloeden, wat resulteert in uitholling en scheuren.
3. Vereisten van verschillende mortels voor het vasthouden van water
Hieronder worden de doelstellingen voor het waterretentievermogen voorgesteld voor pleistermortelproducten die in een bepaald gebied en in gebieden met vergelijkbare temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden worden gebruikt.
①Steekmortel met hoge wateropname
Substraten met een hoge waterabsorptie, vertegenwoordigd door luchtmeegevoerd beton, waaronder diverse lichtgewicht scheidingsplaten, blokken, enz., hebben de kenmerken van een grote waterabsorptie en een lange levensduur. De voor dit soort basislaag gebruikte pleistermortel moet een waterretentiepercentage van minimaal 88% hebben.
②Substraatpleistermortel met lage wateropname
Substraten met een lage waterabsorptie, vertegenwoordigd door ter plaatse gestort beton, inclusief polystyreenplaten voor buitenmuurisolatie, enz., hebben een relatief kleine waterabsorptie. De voor dergelijke ondergronden gebruikte pleistermortel moet een waterretentiepercentage van minimaal 88% hebben.
③Dunne laagpleistermortel
Onder dunnelaagbepleistering wordt verstaan de bepleisteringsconstructie met een bepleisteringslaagdikte tussen de 3 en 8 mm. Bij dit soort pleisterconstructies is er gemakkelijk vochtverlies door de dunne pleisterlaag, wat de verwerkbaarheid en sterkte aantast. Voor de mortel die voor dit type pleisterwerk wordt gebruikt, bedraagt het waterretentiepercentage niet minder dan 99%.
④Dikke laagpleistermortel
Onder dikkelaagbepleistering wordt verstaan de bepleisteringsconstructie waarbij de dikte van één bepleisteringslaag tussen de 8 mm en 20 mm ligt. Bij dit soort pleisterconstructies is het niet gemakkelijk om water te verliezen vanwege de dikke pleisterlaag, dus het waterretentiepercentage van de pleistermortel mag niet minder zijn dan 88%.
⑤Waterbestendige stopverf
Waterbestendige stopverf wordt gebruikt als ultradun pleistermateriaal en de algemene constructiedikte ligt tussen 1 en 2 mm. Dergelijke materialen vereisen extreem hoge waterretentie-eigenschappen om hun verwerkbaarheid en hechtsterkte te garanderen. Voor stopverfmaterialen mag het waterretentiepercentage niet minder zijn dan 99%, en het waterretentiepercentage van stopverf voor buitenmuren moet groter zijn dan dat van stopverf voor binnenmuren.
4. Soorten waterkerende materialen
Cellulose-ether
1) Methylcellulose-ether (MC)
2) Hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC)
3) Hydroxyethylcellulose-ether (HEC)
4) Carboxymethylcellulose-ether (CMC)
5) Hydroxyethylmethylcellulose-ether (HEMC)
Zetmeel ether
1) Gemodificeerde zetmeelether
2) Guarether
Gemodificeerd mineraalwaterhoudend verdikkingsmiddel (montmorilloniet, bentoniet, enz.)
Ten vijfde richt het volgende zich op de prestaties van verschillende materialen
1. Cellulose-ether
1.1 Overzicht van cellulose-ether
Cellulose-ether is een algemene term voor een reeks producten die worden gevormd door de reactie van alkalicellulose en veretheringsmiddel onder bepaalde omstandigheden. Omdat alkalivezels worden vervangen door verschillende veretheringsmiddelen worden verschillende cellulose-ethers verkregen. Volgens de ionisatie-eigenschappen van zijn substituenten kunnen cellulose-ethers in twee categorieën worden verdeeld: ionisch, zoals carboxymethylcellulose (CMC), en niet-ionisch, zoals methylcellulose (MC).
Afhankelijk van de typen substituenten kunnen cellulose-ethers worden onderverdeeld in monoethers, zoals methylcellulose-ether (MC), en gemengde ethers, zoals hydroxyethylcarboxymethylcellulose-ether (HECMC). Afhankelijk van de verschillende oplosmiddelen die het oplost, kan het in twee typen worden verdeeld: in water oplosbaar en in organische oplosmiddelen oplosbaar.
1.2 Belangrijkste cellulosevariëteiten
Carboxymethylcellulose (CMC), praktische substitutiegraad: 0,4-1,4; veretheringsmiddel, monooxyazijnzuur; oplossend oplosmiddel, water;
Carboxymethylhydroxyethylcellulose (CMHEC), praktische substitutiegraad: 0,7-1,0; veretheringsmiddel, monooxyazijnzuur, ethyleenoxide; oplossend oplosmiddel, water;
Methylcellulose (MC), praktische substitutiegraad: 1,5-2,4; veretheringsmiddel, methylchloride; oplossend oplosmiddel, water;
Hydroxyethylcellulose (HEC), praktische substitutiegraad: 1,3-3,0; veretheringsmiddel, ethyleenoxide; oplossend oplosmiddel, water;
Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), praktische substitutiegraad: 1,5-2,0; veretheringsmiddel, ethyleenoxide, methylchloride; oplossend oplosmiddel, water;
Hydroxypropylcellulose (HPC), praktische substitutiegraad: 2,5-3,5; veretheringsmiddel, propyleenoxide; oplossend oplosmiddel, water;
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), praktische substitutiegraad: 1,5-2,0; veretheringsmiddel, propyleenoxide, methylchloride; oplossend oplosmiddel, water;
Ethylcellulose (EC), praktische substitutiegraad: 2,3-2,6; veretheringsmiddel, monochloorethaan; oplossend oplosmiddel, organisch oplosmiddel;
Ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), praktische substitutiegraad: 2,4-2,8; veretheringsmiddel, monochloorethaan, ethyleenoxide; oplossend oplosmiddel, organisch oplosmiddel;
1.3 Eigenschappen van cellulose
1.3.1 Methylcellulose-ether (MC)
①Methylcellulose is oplosbaar in koud water en zal moeilijk op te lossen zijn in warm water. De waterige oplossing is zeer stabiel in het bereik van PH=3-12. Het heeft een goede compatibiliteit met zetmeel, guargom enz. en veel oppervlakteactieve stoffen. Wanneer de temperatuur de geleringstemperatuur bereikt, vindt gelering plaats.
②De waterretentie van methylcellulose hangt af van de toegevoegde hoeveelheid, viscositeit, deeltjesfijnheid en oplossnelheid. Als de toegevoegde hoeveelheid groot is, is de fijnheid in het algemeen klein en is de viscositeit groot, dan is de waterretentie hoog. Onder hen heeft de hoeveelheid toevoeging de grootste invloed op het vasthouden van water, en de laagste viscositeit is niet direct evenredig met het niveau van waterretentie. De oplossnelheid hangt voornamelijk af van de mate van oppervlaktemodificatie van cellulosedeeltjes en de deeltjesfijnheid. Van de cellulose-ethers heeft methylcellulose een hogere waterretentiesnelheid.
③De temperatuurverandering zal de waterretentiesnelheid van methylcellulose ernstig beïnvloeden. Over het algemeen geldt: hoe hoger de temperatuur, hoe slechter de waterretentie. Als de morteltemperatuur boven de 40°C komt, zal de waterretentie van methylcellulose zeer slecht zijn, wat de constructie van de mortel ernstig zal aantasten.
④ Methylcellulose heeft een aanzienlijke invloed op de opbouw en hechting van mortel. De “hechting” verwijst hier naar de kleefkracht die wordt gevoeld tussen het aanbrenggereedschap van de werknemer en de ondergrond van de muur, dat wil zeggen de schuifweerstand van de mortel. De kleefkracht is hoog, de schuifweerstand van de mortel is groot en werknemers hebben meer kracht nodig tijdens gebruik, en de constructieprestaties van de mortel worden slecht. De hechting van methylcellulose is matig in cellulose-etherproducten.
1.3.2 Hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC)
Hydroxypropylmethylcellulose is een vezelproduct waarvan de productie en het verbruik de afgelopen jaren snel zijn toegenomen.
Het is een niet-ionische gemengde cellulose-ether gemaakt van geraffineerd katoen na alkalisatie, waarbij propyleenoxide en methylchloride als veretheringsmiddelen worden gebruikt, en via een reeks reacties. De substitutiegraad bedraagt doorgaans 1,5-2,0. De eigenschappen zijn verschillend vanwege de verschillende verhoudingen tussen het methoxylgehalte en het hydroxypropylgehalte. Hoog methoxylgehalte en laag hydroxypropylgehalte, de prestaties liggen dicht bij methylcellulose; laag methoxylgehalte en hoog hydroxypropylgehalte, de prestaties liggen dicht bij hydroxypropylcellulose.
①Hydroxypropylmethylcellulose is gemakkelijk oplosbaar in koud water en zal moeilijk op te lossen zijn in warm water. Maar de geleringstemperatuur in heet water is aanzienlijk hoger dan die van methylcellulose. Ook de oplosbaarheid in koud water is sterk verbeterd vergeleken met methylcellulose.
② De viscositeit van hydroxypropylmethylcellulose houdt verband met het molecuulgewicht, en hoe hoger het molecuulgewicht, hoe hoger de viscositeit. Temperatuur heeft ook invloed op de viscositeit: naarmate de temperatuur stijgt, neemt de viscositeit af. Maar de viscositeit ervan wordt minder beïnvloed door de temperatuur dan methylcellulose. De oplossing is stabiel bij opslag bij kamertemperatuur.
③De waterretentie van hydroxypropylmethylcellulose hangt af van de toegevoegde hoeveelheid, viscositeit, enz., en de waterretentiesnelheid onder dezelfde toegevoegde hoeveelheid is hoger dan die van methylcellulose.
④Hydroxypropylmethylcellulose is stabiel tegen zuur en alkali, en de waterige oplossing is zeer stabiel in het bereik van PH = 2-12. Natronloog en kalkwater hebben weinig invloed op de prestaties, maar alkaliën kunnen het oplossen ervan versnellen en de viscositeit enigszins verhogen. Hydroxypropylmethylcellulose is stabiel ten opzichte van gewone zouten, maar wanneer de concentratie van de zoutoplossing hoog is, heeft de viscositeit van de hydroxypropylmethylcellulose-oplossing de neiging toe te nemen.
⑤Hydroxypropylmethylcellulose kan worden gemengd met in water oplosbare polymeren om een uniforme en transparante oplossing met een hogere viscositeit te vormen. Zoals polyvinylalcohol, zetmeelether, plantaardige gom, enz.
⑥ Hydroxypropylmethylcellulose heeft een betere enzymresistentie dan methylcellulose, en de oplossing ervan wordt minder snel afgebroken door enzymen dan methylcellulose.
⑦De hechting van hydroxypropylmethylcellulose aan de mortelconstructie is hoger dan die van methylcellulose.
1.3.3 Hydroxyethylcellulose-ether (HEC)
Het is gemaakt van geraffineerd katoen dat is behandeld met alkali en heeft gereageerd met ethyleenoxide als veretheringsmiddel in aanwezigheid van aceton. De substitutiegraad bedraagt doorgaans 1,5-2,0. Het heeft een sterke hydrofiliciteit en absorbeert gemakkelijk vocht.
①Hydroxyethylcellulose is oplosbaar in koud water, maar moeilijk op te lossen in warm water. De oplossing is stabiel bij hoge temperaturen zonder geleren. Het kan lange tijd onder hoge temperatuur in mortel worden gebruikt, maar de waterretentie is lager dan die van methylcellulose.
②Hydroxyethylcellulose is stabiel tegen algemeen zuur en alkali. Alkali kan het oplossen ervan versnellen en de viscositeit enigszins verhogen. De dispergeerbaarheid ervan in water is iets slechter dan die van methylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose.
③Hydroxyethylcellulose heeft goede anti-uitzakprestaties voor mortel, maar heeft een langere vertragingstijd voor cement.
④De prestaties van hydroxyethylcellulose geproduceerd door sommige binnenlandse bedrijven zijn duidelijk lager dan die van methylcellulose vanwege het hoge watergehalte en het hoge asgehalte.
1.3.4 Carboxymethylcellulose-ether (CMC) wordt gemaakt van natuurlijke vezels (katoen, hennep, enz.) na behandeling met alkali, waarbij natriummonochlooracetaat als veretheringsmiddel wordt gebruikt en een reeks reactiebehandelingen wordt ondergaan om ionische cellulose-ether te maken. De mate van substitutie is over het algemeen 0,4-1,4, en de prestaties ervan worden sterk beïnvloed door de mate van substitutie.
①Carboxymethylcellulose is zeer hygroscopisch en zal een grote hoeveelheid water bevatten wanneer het onder algemene omstandigheden wordt bewaard.
②Hydroxymethylcellulose waterige oplossing produceert geen gel en de viscositeit neemt af naarmate de temperatuur stijgt. Wanneer de temperatuur 50 ℃ overschrijdt, is de viscositeit onomkeerbaar.
③ De stabiliteit ervan wordt sterk beïnvloed door de pH. Over het algemeen kan het worden gebruikt in mortel op gipsbasis, maar niet in mortel op cementbasis. Wanneer het zeer alkalisch is, verliest het zijn viscositeit.
④ De waterretentie is veel lager dan die van methylcellulose. Het heeft een vertragende werking op gipsmortel en vermindert de sterkte ervan. De prijs van carboxymethylcellulose is echter aanzienlijk lager dan die van methylcellulose.
2. Gemodificeerde zetmeelether
Zetmeelethers die doorgaans in mortels worden gebruikt, zijn gemodificeerd op basis van natuurlijke polymeren van sommige polysachariden. Zo worden aardappel, maïs, cassave, guarbonen etc. gemodificeerd tot diverse gemodificeerde zetmeelethers. De zetmeelethers die gewoonlijk in mortel worden gebruikt, zijn hydroxypropylzetmeelether, hydroxymethylzetmeelether, enz.
Over het algemeen hebben zetmeelethers die zijn gemodificeerd uit aardappelen, maïs en cassave een aanzienlijk lagere waterretentie dan cellulose-ethers. Vanwege de verschillende mate van modificatie vertoont het een verschillende stabiliteit ten opzichte van zuur en alkali. Sommige producten zijn geschikt voor gebruik in mortels op gipsbasis, terwijl andere niet geschikt zijn voor gebruik in mortels op cementbasis. De toepassing van zetmeelether in mortel wordt voornamelijk gebruikt als verdikkingsmiddel om de anti-uitzakkingseigenschappen van mortel te verbeteren, de hechting van natte mortel te verminderen en de openingstijd te verlengen.
Zetmeelethers worden vaak samen met cellulose gebruikt, wat resulteert in complementaire eigenschappen en voordelen van de twee producten. Omdat zetmeeletherproducten veel goedkoper zijn dan cellulose-ether, zal de toepassing van zetmeelether in mortel een aanzienlijke verlaging van de kosten van mortelformuleringen teweegbrengen.
3. Guargomether
Guargomether is een soort veretherde polysacharide met bijzondere eigenschappen, die is gemodificeerd uit natuurlijke guarbonen. Hoofdzakelijk door de veretheringsreactie tussen guargom en functionele acrylgroepen wordt een structuur gevormd die functionele 2-hydroxypropylgroepen bevat, wat een polygalactomannose-structuur is.
①Vergeleken met cellulose-ether is guargomether gemakkelijker op te lossen in water. PH heeft in principe geen effect op de prestaties van guargom-ether.
②Onder omstandigheden van lage viscositeit en lage dosering kan guargom cellulose-ether in een gelijke hoeveelheid vervangen en heeft het een vergelijkbare waterretentie. Maar de consistentie, anti-uitzakking, thixotropie enzovoort zijn duidelijk verbeterd.
③Onder de omstandigheden van hoge viscositeit en grote dosering kan guargom cellulose-ether niet vervangen, en het gemengde gebruik van de twee zal betere prestaties opleveren.
④Het aanbrengen van guargom in mortel op gipsbasis kan de hechting tijdens de constructie aanzienlijk verminderen en de constructie gladder maken. Het heeft geen nadelige invloed op de hardingstijd en sterkte van gipsmortel.
⑤ Wanneer guargom wordt aangebracht op metsel- en pleistermortel op cementbasis, kan het cellulose-ether in een gelijke hoeveelheid vervangen en de mortel een betere weerstand tegen uitzakken, thixotropie en gladheid van de constructie geven.
⑥In de mortel met een hoge viscositeit en een hoog gehalte aan watervasthoudend middel werken guargom en cellulose-ether samen om uitstekende resultaten te bereiken.
⑦ Guargom kan ook worden gebruikt in producten zoals tegellijm, zelfnivellerende middelen, waterbestendige stopverf en polymeermortel voor muurisolatie.
4. Gemodificeerd mineraalwaterhoudend verdikkingsmiddel
Het watervasthoudende verdikkingsmiddel, gemaakt van natuurlijke mineralen door middel van modificatie en compounding, is in China toegepast. De belangrijkste mineralen die worden gebruikt om watervasthoudende verdikkingsmiddelen te bereiden zijn: sepioliet, bentoniet, montmorilloniet, kaolien, enz. Deze mineralen hebben bepaalde watervasthoudende en verdikkende eigenschappen door modificatie zoals koppelingsmiddelen. Dit soort waterkerende verdikkingsmiddel toegepast op mortel heeft de volgende kenmerken.
① Het kan de prestaties van gewone mortel aanzienlijk verbeteren en de problemen van slechte bruikbaarheid van cementmortel, lage sterkte van gemengde mortel en slechte waterbestendigheid oplossen.
② Er kunnen mortelproducten met verschillende sterkteniveaus voor algemene industriële en civiele gebouwen worden geformuleerd.
③De materiaalkosten zijn laag.
④ De waterretentie is lager dan die van organische waterretentiemiddelen, en de droge krimpwaarde van de bereide mortel is relatief groot en de cohesie is verminderd.
Posttijd: maart-03-2023