Ritenzione idrica della malta secca in polvere

1. La necessità di ritenzione idrica

Tutti i tipi di basi che richiedono malta per la costruzione hanno un certo grado di assorbimento d'acqua. Dopo che lo strato di base ha assorbito l'acqua nella malta, la costruibilità della malta sarà deteriorata e, nei casi più gravi, il materiale cementizio nella malta non sarà completamente idratato, con conseguente bassa resistenza, in particolare la resistenza dell'interfaccia tra la malta indurita e lo strato di base, provocando la rottura e la caduta della malta. Se la malta per intonaco ha adeguate prestazioni di ritenzione idrica, non solo può migliorare efficacemente le prestazioni costruttive della malta, ma anche rendere difficile l'assorbimento dell'acqua nella malta da parte dello strato di base e garantire una sufficiente idratazione del cemento.

2. Problemi con i metodi tradizionali di ritenzione idrica

La soluzione tradizionale è annaffiare la base, ma è impossibile garantire che la base sia uniformemente inumidita. L'obiettivo di idratazione ideale della malta cementizia sulla base è che il prodotto di idratazione del cemento assorba l'acqua insieme alla base, penetri nella base e formi un efficace "collegamento chiave" con la base, in modo da ottenere la forza di adesione richiesta. L'irrigazione direttamente sulla superficie della base causerà una grave dispersione nell'assorbimento d'acqua della base a causa delle differenze di temperatura, tempo di irrigazione e uniformità dell'irrigazione. La base ha un minore assorbimento d'acqua e continuerà ad assorbire l'acqua nella malta. Prima che proceda l'idratazione del cemento, viene assorbita l'acqua, che influisce sull'idratazione del cemento e sulla penetrazione dei prodotti di idratazione nella matrice; la base ha un grande assorbimento d'acqua e l'acqua nella malta scorre verso la base. La velocità di migrazione media è lenta e tra la malta e la matrice si forma anche uno strato ricco di acqua, che influisce anche sulla forza di adesione. Pertanto, l'utilizzo del comune metodo di irrigazione della base non solo non risolverà efficacemente il problema dell'elevato assorbimento d'acqua della base del muro, ma influenzerà anche la forza di adesione tra la malta e la base, con conseguenti svuotamenti e fessurazioni.

3. Requisiti delle diverse malte per la ritenzione idrica

Di seguito vengono proposti gli obiettivi del tasso di ritenzione d'acqua per i prodotti in malta da intonaco utilizzati in una determinata area e in aree con condizioni di temperatura e umidità simili.

①Malta per intonacatura del substrato ad alto assorbimento d'acqua

I substrati ad alto assorbimento d'acqua rappresentati dal calcestruzzo aerato, compresi vari pannelli divisori leggeri, blocchi, ecc., hanno le caratteristiche di un grande assorbimento d'acqua e di una lunga durata. La malta da intonaco utilizzata per questo tipo di strato di base deve avere un tasso di ritenzione idrica non inferiore all'88%.

②Malta per intonacatura del substrato a basso assorbimento d'acqua

I substrati a basso assorbimento d'acqua rappresentati dal calcestruzzo gettato in opera, compresi i pannelli di polistirene per l'isolamento delle pareti esterne, ecc., hanno un assorbimento d'acqua relativamente ridotto. La malta da intonaco utilizzata per tali supporti dovrà avere un tasso di ritenzione d'acqua non inferiore all'88%.

③Malta per intonaco a strato sottile

Per intonacatura a strato sottile si intende la costruzione di intonacatura con uno spessore dello strato di intonacatura compreso tra 3 e 8 mm. Questo tipo di costruzione di intonacatura perde facilmente umidità a causa del sottile strato di intonacatura, che influisce sulla lavorabilità e sulla resistenza. Per la malta utilizzata per questo tipo di intonaci il tasso di ritenzione d'acqua non è inferiore al 99%.

④Malta per intonaco a strato spesso

L'intonacatura a strato spesso si riferisce alla costruzione di intonacatura in cui lo spessore di uno strato di intonacatura è compreso tra 8 mm e 20 mm. Questo tipo di costruzione di intonacatura non perde facilmente acqua a causa dello spesso strato di intonaco, quindi il tasso di ritenzione idrica della malta per intonacatura non deve essere inferiore all'88%.

⑤ Stucco resistente all'acqua

Lo stucco resistente all'acqua viene utilizzato come materiale per intonacatura ultrasottile e lo spessore generale della costruzione è compreso tra 1 e 2 mm. Tali materiali richiedono proprietà di ritenzione idrica estremamente elevate per garantirne la lavorabilità e la forza di adesione. Per i materiali in stucco, il tasso di ritenzione idrica non deve essere inferiore al 99% e il tasso di ritenzione idrica dello stucco per pareti esterne deve essere maggiore di quello dello stucco per pareti interne.

4. Tipi di materiali che trattengono l'acqua

Etere di cellulosa

1) Etere di metilcellulosa (MC)

2) Etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC)

3) Etere di idrossietilcellulosa (HEC)

4) Etere di carbossimetilcellulosa (CMC)

5) Etere di idrossietilmetilcellulosa (HEMC)

Etere di amido

1) Etere di amido modificato

2) Etere di guar

Addensante ritentivo acqua minerale modificato (montmorillonite, bentonite, ecc.)

Cinque, quanto segue si concentra sulle prestazioni di vari materiali

1. Etere di cellulosa

1.1 Panoramica di Etere di cellulosa

L'etere di cellulosa è un termine generale per una serie di prodotti formati dalla reazione della cellulosa alcalina e dell'agente di eterificazione in determinate condizioni. Si ottengono diversi eteri di cellulosa perché la fibra alcalina viene sostituita da diversi agenti eterificanti. In base alle proprietà di ionizzazione dei suoi sostituenti, gli eteri di cellulosa possono essere suddivisi in due categorie: ionici, come la carbossimetilcellulosa (CMC), e non ionici, come la metilcellulosa (MC).

A seconda dei tipi di sostituenti, gli eteri di cellulosa possono essere suddivisi in monoeteri, come l'etere di metilcellulosa (MC), ed eteri misti, come l'etere di idrossietil carbossimetilcellulosa (HECMC). A seconda dei diversi solventi che scioglie si può dividere in due tipologie: solubile in acqua e solubile in solventi organici.

1.2 Principali varietà di cellulosa

Carbossimetilcellulosa (CMC), grado pratico di sostituzione: 0,4-1,4; agente di eterificazione, acido monoossiacetico; solvente disciolto, acqua;

Carbossimetilidrossietilcellulosa (CMHEC), grado pratico di sostituzione: 0,7-1,0; agente eterificante, acido monoossiacetico, ossido di etilene; solvente disciolto, acqua;

Metilcellulosa (MC), grado pratico di sostituzione: 1,5-2,4; agente eterificante, cloruro di metile; solvente disciolto, acqua;

Idrossietilcellulosa (HEC), grado pratico di sostituzione: 1,3-3,0; agente eterificante, ossido di etilene; solvente disciolto, acqua;

Idrossietilmetilcellulosa (HEMC), grado pratico di sostituzione: 1,5-2,0; agente eterificante, ossido di etilene, cloruro di metile; solvente disciolto, acqua;

Idrossipropilcellulosa (HPC), grado pratico di sostituzione: 2,5-3,5; agente eterificante, ossido di propilene; solvente disciolto, acqua;

Idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), grado pratico di sostituzione: 1,5-2,0; agente eterificante, ossido di propilene, cloruro di metile; solvente disciolto, acqua;

Etilcellulosa (EC), grado pratico di sostituzione: 2,3-2,6; agente eterificante, monocloroetano; solvente dissolvente, solvente organico;

Etilidrossietilcellulosa (EHEC), grado pratico di sostituzione: 2,4-2,8; agente eterificante, monocloroetano, ossido di etilene; solvente dissolvente, solvente organico;

1.3 Proprietà della cellulosa

1.3.1 Etere di metilcellulosa (MC)

①La metilcellulosa è solubile in acqua fredda e sarà difficile dissolversi in acqua calda. La sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo PH=3-12. Ha una buona compatibilità con amido, gomma guar, ecc. e molti tensioattivi. Quando la temperatura raggiunge la temperatura di gelificazione, avviene la gelificazione.

②La ritenzione idrica della metilcellulosa dipende dalla quantità aggiunta, dalla viscosità, dalla finezza delle particelle e dalla velocità di dissoluzione. In generale, se la quantità aggiunta è elevata, la finezza è piccola e la viscosità è elevata, la ritenzione idrica è elevata. Tra questi, la quantità aggiunta ha il maggiore impatto sulla ritenzione idrica e la viscosità più bassa non è direttamente proporzionale al livello di ritenzione idrica. La velocità di dissoluzione dipende principalmente dal grado di modificazione superficiale delle particelle di cellulosa e dalla finezza delle particelle. Tra gli eteri di cellulosa, la metilcellulosa ha un tasso di ritenzione idrica più elevato.

③Il cambiamento di temperatura influenzerà seriamente il tasso di ritenzione idrica della metilcellulosa. In generale, maggiore è la temperatura, peggiore è la ritenzione idrica. Se la temperatura della malta supera i 40°C, la ritenzione idrica della metilcellulosa sarà molto scarsa, compromettendo gravemente la costruzione della malta.

④ La metilcellulosa ha un impatto significativo sulla costruzione e sull'adesione della malta. Per “adesione” si intende qui la forza adesiva percepita tra l'utensile applicatore dell'operaio e il supporto del muro, ovvero la resistenza al taglio della malta. L'adesività è elevata, la resistenza al taglio della malta è elevata e i lavoratori hanno bisogno di più forza durante l'uso e le prestazioni costruttive della malta diventano scarse. L'adesione della metilcellulosa è a un livello moderato nei prodotti a base di etere di cellulosa.

1.3.2 Etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC)

L'idrossipropilmetilcellulosa è un prodotto in fibra la cui produzione e consumo sono in rapido aumento negli ultimi anni.

È un etere misto di cellulosa non ionico ottenuto da cotone raffinato dopo alcalinizzazione, utilizzando ossido di propilene e cloruro di metile come agenti di eterificazione e attraverso una serie di reazioni. Il grado di sostituzione è generalmente 1,5-2,0. Le sue proprietà sono diverse a causa dei diversi rapporti tra contenuto di metossile e contenuto di idrossipropile. Alto contenuto di metossile e basso contenuto di idrossipropile, le prestazioni sono vicine alla metilcellulosa; basso contenuto di metossile e alto contenuto di idrossipropile, le prestazioni sono vicine all'idrossipropilcellulosa.

①L'idrossipropilmetilcellulosa è facilmente solubile in acqua fredda e sarà difficile da sciogliere in acqua calda. Ma la sua temperatura di gelificazione in acqua calda è significativamente più alta di quella della metilcellulosa. Anche la solubilità in acqua fredda è notevolmente migliorata rispetto alla metilcellulosa.

② La viscosità dell'idrossipropilmetilcellulosa è correlata al suo peso molecolare e maggiore è il peso molecolare, maggiore è la viscosità. Anche la temperatura influisce sulla sua viscosità, all'aumentare della temperatura, la viscosità diminuisce. Ma la sua viscosità è meno influenzata dalla temperatura rispetto alla metilcellulosa. La sua soluzione è stabile se conservata a temperatura ambiente.

③La ritenzione idrica dell'idrossipropilmetilcellulosa dipende dalla quantità di aggiunta, dalla viscosità, ecc. e il suo tasso di ritenzione idrica con la stessa quantità di aggiunta è superiore a quello della metilcellulosa.

④L'idrossipropilmetilcellulosa è stabile agli acidi e agli alcali e la sua soluzione acquosa è molto stabile nell'intervallo PH=2-12. La soda caustica e l'acqua di calce hanno poco effetto sulle sue prestazioni, ma gli alcali possono accelerarne la dissoluzione e aumentarne leggermente la viscosità. L'idrossipropilmetilcellulosa è stabile ai sali comuni, ma quando la concentrazione della soluzione salina è elevata, la viscosità della soluzione di idrossipropilmetilcellulosa tende ad aumentare.

⑤L'idrossipropilmetilcellulosa può essere miscelata con polimeri idrosolubili per formare una soluzione uniforme e trasparente con maggiore viscosità. Come alcol polivinilico, etere di amido, gomma vegetale, ecc.

⑥ L'idrossipropilmetilcellulosa ha una migliore resistenza agli enzimi rispetto alla metilcellulosa e la sua soluzione ha meno probabilità di essere degradata dagli enzimi rispetto alla metilcellulosa.

⑦L'adesione dell'idrossipropilmetilcellulosa alla costruzione della malta è superiore a quella della metilcellulosa.

1.3.3 Etere di idrossietilcellulosa (HEC)

È costituito da cotone raffinato trattato con alcali e fatto reagire con ossido di etilene come agente eterificante in presenza di acetone. Il grado di sostituzione è generalmente 1,5-2,0. Ha una forte idrofilia ed è facile da assorbire l'umidità.

①L'idrossietilcellulosa è solubile in acqua fredda, ma è difficile da sciogliere in acqua calda. La sua soluzione è stabile alle alte temperature senza gelificare. Può essere utilizzato a lungo ad alta temperatura nella malta, ma la sua ritenzione idrica è inferiore a quella della metilcellulosa.

②L'idrossietilcellulosa è stabile agli acidi e agli alcali generali. Gli alcali possono accelerarne la dissoluzione e aumentarne leggermente la viscosità. La sua disperdibilità in acqua è leggermente peggiore di quella della metilcellulosa e dell'idrossipropilmetilcellulosa.

③L'idrossietilcellulosa ha buone prestazioni anti-colatura per la malta, ma ha un tempo di ritardo più lungo per il cemento.

④Le prestazioni dell'idrossietilcellulosa prodotta da alcune imprese nazionali sono ovviamente inferiori a quelle della metilcellulosa a causa del suo elevato contenuto di acqua e di ceneri.

1.3.4 L'etere di carbossimetilcellulosa (CMC) è costituito da fibre naturali (cotone, canapa, ecc.) dopo il trattamento alcalino, utilizzando monocloroacetato di sodio come agente eterificato e sottoposto a una serie di trattamenti di reazione per produrre etere di cellulosa ionico. Il grado di sostituzione è generalmente 0,4-1,4 e la sua prestazione è fortemente influenzata dal grado di sostituzione.

①La carbossimetilcellulosa è altamente igroscopica e conterrà una grande quantità di acqua se conservata in condizioni generali.

②La soluzione acquosa di idrossimetilcellulosa non produrrà gel e la viscosità diminuirà con l'aumento della temperatura. Quando la temperatura supera i 50 ℃, la viscosità è irreversibile.

③ La sua stabilità è fortemente influenzata dal pH. In generale può essere utilizzato in malte a base gesso, ma non in malte a base cementizia. Quando è altamente alcalino perde viscosità.

④ La sua ritenzione idrica è di gran lunga inferiore a quella della metilcellulosa. Ha un effetto ritardante sulle malte a base gesso e ne riduce la resistenza. Tuttavia, il prezzo della carbossimetilcellulosa è significativamente inferiore a quello della metilcellulosa.

2. Etere di amido modificato

Gli eteri dell'amido generalmente utilizzati nelle malte sono modificati da polimeri naturali di alcuni polisaccaridi. Come patate, mais, manioca, semi di guar, ecc. Vengono modificati in vari eteri di amido modificati. Gli eteri di amido comunemente usati nella malta sono l'etere di amido idrossipropilico, l'etere di amido idrossimetilico, ecc.

In generale, gli eteri di amido modificati da patate, mais e manioca hanno una ritenzione idrica significativamente inferiore rispetto agli eteri di cellulosa. A causa del suo diverso grado di modificazione, mostra diversa stabilità agli acidi e agli alcali. Alcuni prodotti sono adatti per l'uso in malte a base gesso, mentre altri non possono essere utilizzati in malte a base cemento. L'applicazione dell'etere di amido nella malta viene utilizzata principalmente come addensante per migliorare la proprietà anti-cedimento della malta, ridurre l'adesione della malta bagnata e prolungare il tempo di apertura.

Gli eteri dell'amido vengono spesso utilizzati insieme alla cellulosa, con conseguenti proprietà e vantaggi complementari dei due prodotti. Poiché i prodotti a base di etere di amido sono molto più economici dell'etere di cellulosa, l'applicazione dell'etere di amido nella malta comporterà una significativa riduzione del costo delle formulazioni della malta.

3. Etere di gomma di guar

L'etere della gomma di guar è ​​un tipo di polisaccaride eterificato con proprietà speciali, modificato dai semi di guar naturali. Principalmente attraverso la reazione di eterificazione tra gomma guar e gruppi funzionali acrilici, si forma una struttura contenente gruppi funzionali 2-idrossipropilici, che è una struttura poligalattomannosio.

①Rispetto all'etere di cellulosa, l'etere di gomma di guar è ​​più facile da sciogliere in acqua. Il PH sostanzialmente non ha alcun effetto sulle prestazioni dell'etere di gomma di guar.

②In condizioni di bassa viscosità e basso dosaggio, la gomma guar può sostituire l'etere di cellulosa in pari quantità e ha una ritenzione idrica simile. Ma la consistenza, l'anti-cedimento, la tixotropia e così via sono ovviamente migliorate.

③In condizioni di elevata viscosità e dosaggio elevato, la gomma guar non può sostituire l'etere di cellulosa e l'uso misto dei due produrrà prestazioni migliori.

④L'applicazione della gomma di guar nella malta a base di gesso può ridurre significativamente l'adesione durante la costruzione e rendere la costruzione più liscia. Non ha alcun effetto negativo sul tempo di presa e sulla resistenza della malta di gesso.

⑤ Quando la gomma di guar viene applicata su muratura e malta per intonaco a base di cemento, può sostituire l'etere di cellulosa in pari quantità e conferire alla malta una migliore resistenza al cedimento, tixotropia e morbidezza di costruzione.

⑥Nella malta ad alta viscosità e alto contenuto di agente che trattiene l'acqua, la gomma guar e l'etere di cellulosa lavoreranno insieme per ottenere risultati eccellenti.

⑦ La gomma guar può essere utilizzata anche in prodotti come adesivi per piastrelle, agenti autolivellanti per terra, mastice resistente all'acqua e malta polimerica per l'isolamento delle pareti.

4. Addensante ritentivo acqua minerale modificato

L'addensante che trattiene l'acqua costituito da minerali naturali mediante modifica e composizione è stato applicato in Cina. I principali minerali utilizzati per preparare gli addensanti che trattengono l'acqua sono: sepiolite, bentonite, montmorillonite, caolino, ecc. Questi minerali hanno determinate proprietà di ritenzione dell'acqua e addensanti attraverso la modifica come agenti di accoppiamento. Questo tipo di addensante ritentivo idrico applicato alla malta ha le seguenti caratteristiche.

① Può migliorare significativamente le prestazioni della malta ordinaria e risolvere i problemi di scarsa operabilità della malta cementizia, bassa resistenza della malta mista e scarsa resistenza all'acqua.

② È possibile formulare prodotti in malta con diversi livelli di resistenza per edifici industriali e civili in generale.

③Il costo del materiale è basso.

④ La ritenzione d'acqua è inferiore a quella degli agenti organici di ritenzione dell'acqua e il valore di ritiro a secco della malta preparata è relativamente elevato e la coesione è ridotta.