1. Sự cần thiết của việc giữ nước
Tất cả các loại nền cần vữa để thi công đều có một mức độ hấp thụ nước nhất định. Sau khi lớp nền hấp thụ nước trong vữa, khả năng thi công của vữa sẽ bị suy giảm, và trong trường hợp nghiêm trọng, vật liệu xi măng trong vữa sẽ không được ngậm nước hoàn toàn, dẫn đến cường độ thấp, đặc biệt là cường độ giao diện giữa vữa đã đông cứng và lớp nền, khiến vữa bị nứt và rơi ra. Nếu vữa trát có hiệu suất giữ nước phù hợp, nó không chỉ có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất thi công của vữa mà còn làm cho nước trong vữa khó bị lớp nền hấp thụ và đảm bảo đủ độ ngậm nước của xi măng.
2. Các vấn đề với phương pháp giữ nước truyền thống
Giải pháp truyền thống là tưới nước cho lớp nền, nhưng không thể đảm bảo lớp nền được làm ẩm đều. Mục tiêu hydrat hóa lý tưởng của vữa xi măng trên lớp nền là sản phẩm hydrat hóa xi măng hấp thụ nước cùng với lớp nền, thấm vào lớp nền và tạo thành một “kết nối then chốt” hiệu quả với lớp nền, để đạt được cường độ liên kết cần thiết. Tưới nước trực tiếp trên bề mặt lớp nền sẽ gây ra sự phân tán nghiêm trọng trong khả năng hấp thụ nước của lớp nền do sự khác biệt về nhiệt độ, thời gian tưới và độ đồng đều khi tưới. Lớp nền hấp thụ nước ít hơn và sẽ tiếp tục hấp thụ nước trong vữa. Trước khi quá trình hydrat hóa xi măng diễn ra, nước đã được hấp thụ, điều này ảnh hưởng đến quá trình hydrat hóa xi măng và sự thâm nhập của các sản phẩm hydrat hóa vào ma trận; lớp nền có khả năng hấp thụ nước lớn và nước trong vữa chảy vào lớp nền. Tốc độ di chuyển của môi trường chậm và thậm chí còn hình thành một lớp giàu nước giữa vữa và ma trận, điều này cũng ảnh hưởng đến cường độ liên kết. Do đó, sử dụng phương pháp tưới nước nền thông thường không những không giải quyết hiệu quả được vấn đề thấm nước cao của nền tường mà còn ảnh hưởng đến cường độ liên kết giữa vữa và nền, dẫn đến tình trạng rỗng ruột, nứt nẻ.
3. Yêu cầu của các loại vữa khác nhau về khả năng giữ nước
Mục tiêu về tỷ lệ giữ nước cho các sản phẩm vữa trát được sử dụng ở một khu vực nhất định và ở những khu vực có điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tương tự được đề xuất dưới đây.
①Vữa trát nền có độ hút nước cao
Các vật liệu nền hấp thụ nước cao được biểu thị bằng bê tông có khí, bao gồm các tấm vách ngăn nhẹ, khối, v.v., có đặc điểm hấp thụ nước lớn và thời gian sử dụng lâu dài. Vữa trát dùng cho lớp nền này phải có tỷ lệ giữ nước không dưới 88%.
②Vữa trát nền có độ hút nước thấp
Các nền có độ hấp thụ nước thấp được thể hiện bằng bê tông đúc tại chỗ, bao gồm cả tấm polystyrene để cách nhiệt tường ngoài, v.v., có độ hấp thụ nước tương đối nhỏ. Vữa trát được sử dụng cho các nền như vậy phải có tỷ lệ giữ nước không dưới 88%.
③Vữa trát lớp mỏng
Trát lớp mỏng là kết cấu trát có độ dày lớp trát từ 3 đến 8 mm. Loại kết cấu trát này dễ bị mất độ ẩm do lớp trát mỏng, ảnh hưởng đến khả năng thi công và cường độ. Đối với vữa dùng cho loại trát này, tỷ lệ giữ nước của nó không dưới 99%.
④Vữa trát lớp dày
Trát lớp dày là kết cấu trát có độ dày của một lớp trát từ 8mm đến 20mm. Loại kết cấu trát này không dễ bị mất nước do lớp trát dày, do đó tỷ lệ giữ nước của vữa trát không được nhỏ hơn 88%.
⑤Chất trám chống thấm nước
Bột trét chống thấm nước được sử dụng làm vật liệu trát siêu mỏng, độ dày thi công chung từ 1 đến 2mm. Những vật liệu như vậy đòi hỏi tính chất giữ nước cực cao để đảm bảo khả năng thi công và cường độ liên kết. Đối với vật liệu bột trét, tỷ lệ giữ nước của nó không được nhỏ hơn 99% và tỷ lệ giữ nước của bột trét cho tường ngoài phải lớn hơn tỷ lệ giữ nước của bột trét cho tường trong.
4. Các loại vật liệu giữ nước
Ete xenluloza
1) Ete metyl xenluloza (MC)
2) Hydroxypropyl Methyl Cellulose Ether (HPMC)
3) Ete hydroxyethyl cellulose (HEC)
4) Ete cacboxymethyl cellulose (CMC)
5) Hydroxyethyl Methyl Cellulose Ether (HEMC)
Tinh bột ete
1) Ete tinh bột biến tính
2) Guar ete
Chất làm đặc giữ nước khoáng đã được biến tính (montmorillonite, bentonite, v.v.)
Năm, sau đây tập trung vào hiệu suất của các vật liệu khác nhau
1. Ete xenluloza
1.1 Tổng quan về Cellulose Ether
Cellulose ether là thuật ngữ chung cho một loạt các sản phẩm được hình thành bởi phản ứng của cellulose kiềm và tác nhân ether hóa trong một số điều kiện nhất định. Các ether cellulose khác nhau thu được vì sợi kiềm được thay thế bằng các tác nhân ether hóa khác nhau. Theo tính chất ion hóa của các chất thay thế, ether cellulose có thể được chia thành hai loại: ion, chẳng hạn như carboxymethyl cellulose (CMC) và không ion, chẳng hạn như methyl cellulose (MC).
Theo loại chất thay thế, ete cellulose có thể được chia thành monoether, chẳng hạn như ete methyl cellulose (MC) và ete hỗn hợp, chẳng hạn như ete hydroxyethyl carboxymethyl cellulose (HECMC). Theo các dung môi khác nhau mà nó hòa tan, nó có thể được chia thành hai loại: tan trong nước và tan trong dung môi hữu cơ.
1.2 Các loại xenlulo chính
Carboxymethylcellulose (CMC), độ thay thế thực tế: 0,4-1,4; chất ete hóa, axit monooxyacetic; dung môi hòa tan, nước;
Carboxymethyl hydroxyethyl cellulose (CMHEC), mức độ thay thế thực tế: 0,7-1,0; chất ete hóa, axit monooxyacetic, etylen oxit; dung môi hòa tan, nước;
Methylcellulose (MC), độ thay thế thực tế: 1,5-2,4; chất ete hóa, methyl chloride; dung môi hòa tan, nước;
Hydroxyethyl cellulose (HEC), mức độ thay thế thực tế: 1,3-3,0; chất ete hóa, etylen oxit; dung môi hòa tan, nước;
Hydroxyethyl methylcellulose (HEMC), mức độ thay thế thực tế: 1,5-2,0; chất ete hóa, etylen oxit, metyl clorua; dung môi hòa tan, nước;
Hydroxypropyl cellulose (HPC), mức độ thay thế thực tế: 2,5-3,5; chất ete hóa, propylen oxit; dung môi hòa tan, nước;
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), mức độ thay thế thực tế: 1,5-2,0; chất ete hóa, propylen oxit, metyl clorua; dung môi hòa tan, nước;
Ethyl cellulose (EC), độ thay thế thực tế: 2,3-2,6; tác nhân ete hóa, monochloroethane; dung môi hòa tan, dung môi hữu cơ;
Ethyl hydroxyethyl cellulose (EHEC), mức độ thay thế thực tế: 2,4-2,8; tác nhân ete hóa, monochloroethane, ethylene oxide; dung môi hòa tan, dung môi hữu cơ;
1.3 Tính chất của xenlulozơ
1.3.1 Ete metyl xenlulozơ (MC)
①Methylcellulose hòa tan trong nước lạnh, khó hòa tan trong nước nóng. Dung dịch nước của nó rất ổn định trong phạm vi PH = 3-12. Nó 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 Khả năng giữ nước của methylcellulose 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, khả năng giữ nước cao. Trong số đó, lượng bổ sung có tác động lớn nhất đến khả năng giữ nước, độ nhớt thấp nhất không tỷ lệ thuận với mức độ giữ nước. Tốc độ hòa tan chủ yếu phụ thuộc vào mức độ biến đổi bề mặt của các hạt cellulose và độ mịn của hạt. Trong số các ete cellulose, methylcellulose có tốc độ giữ nước cao hơn.
③ Nhiệt độ thay đổi sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tỷ lệ giữ nước của methyl cellulose. 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 methyl cellulose sẽ rất kém, ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình thi công vữa.
④ Methyl cellulose có tác động đáng kể đến kết cấu và độ 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, công nhân cần nhiều sức hơn trong quá trình sử dụng, hiệu suất thi công của vữa trở nên kém. Độ bám dính của Methyl cellulose ở mức trung bình trong các sản phẩm ether cellulose.
1.3.2 Ete Hydroxypropyl Methyl Cellulose (HPMC)
Hydroxypropyl methylcellulose là một sản phẩm sợi có sản lượng và mức tiêu thụ tăng nhanh trong những năm gần đây.
Đây là ete hỗn hợp xenluloza không ion được làm từ bông tinh chế sau khi kiềm hóa, sử dụng propylen oxit và metyl clorua làm tác nhân ete hóa và thông qua một loạt các phản ứng. Mức độ thay thế thường là 1,5-2,0. Tính chất của nó khác nhau do tỷ lệ hàm lượng methoxyl và hàm lượng hydroxypropyl khác nhau. Hàm lượng methoxyl cao và hàm lượng hydroxypropyl thấp, hiệu suất gần với metyl xenluloza; hàm lượng methoxyl thấp và hàm lượng hydroxypropyl cao, hiệu suất gần với hydroxypropyl xenluloza.
①Hydroxypropyl methylcellulose dễ tan trong nước lạnh, khó tan trong nước nóng. Nhưng nhiệt độ đông đặc của nó trong nước nóng cao hơn đáng kể so với methyl cellulose. Độ tan trong nước lạnh cũng được cải thiện đáng kể so với methyl cellulose.
② Độ nhớt của hydroxypropyl methylcellulose liên quan đến trọng lượng phân tử của nó, trọng lượng phân tử càng cao thì độ nhớt càng cao. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến độ nhớt của nó, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt giảm. Nhưng độ nhớt của nó ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hơn methyl cellulose. Dung dịch của nó ổn định khi được bảo quản ở nhiệt độ phòng.
③Khả năng giữ nước của hydroxypropyl methylcellulose phụ thuộc vào lượng bổ sung, độ nhớt, v.v. và tỷ lệ giữ nước của nó dưới cùng một lượng bổ sung cao hơn so với methyl cellulose.
④Hydroxypropyl 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 của nó và tăng nhẹ 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.
⑤Hydroxypropyl methylcellulose có thể trộn với polyme tan trong nước để tạo thành dung dịch đồng nhất và trong suốt có độ nhớt cao hơn. Chẳng hạn như polyvinyl alcohol, ete tinh bột, kẹo cao su thực vật, v.v.
⑥ Hydroxypropyl methylcellulose có khả năng kháng enzym tốt hơn methylcellulose và dung dịch của nó ít bị enzym phân hủy hơn methylcellulose.
⑦Độ bám dính của hydroxypropyl methylcellulose vào kết cấu vữa cao hơn methylcellulose.
1.3.3 Ete hydroxyethyl cellulose (HEC)
Được làm từ bông tinh chế được xử lý bằng kiềm, phản ứng với etylen oxit làm chất 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.
①Hydroxyethyl 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. Có thể sử dụng lâu dài ở nhiệt độ cao trong vữa, nhưng khả năng giữ nước của nó thấp hơn methyl cellulose.
②Hydroxyethyl cellulose ổn định với axit và kiềm thông thường. Kiềm có thể đẩy nhanh quá trình hòa tan và tăng nhẹ độ nhớt của nó. Độ phân tán trong nước kém hơn một chút so với methyl cellulose và hydroxypropyl methyl cellulose.
③Hydroxyethyl cellulose có hiệu suất chống chảy xệ tốt đối với vữa, nhưng thời gian đông cứng của xi măng lại lâu hơn.
④Hydroxyethyl cellulose do một số doanh nghiệp trong nước sản xuất có hàm lượng nước và hàm lượng tro cao nên hiệu suất của nó thấp hơn methyl cellulose.
1.3.4 Ete carboxymethyl cellulose (CMC) được làm từ sợi tự nhiên (bông, cây gai dầu, v.v.) sau khi xử lý kiềm, sử dụng natri monochloroacetate làm tác nhân ete hóa và trải qua một loạt các phản ứng xử lý để tạo ra ete cellulose ion. Mức độ thay thế nói chung là 0,4-1,4 và hiệu suất của nó bị ảnh hưởng rất lớn bởi mức độ thay thế.
①Carboxymethyl cellulose có tính hút ẩm cao và sẽ chứa một lượng lớn nước khi được bảo quản ở điều kiện thông thường.
②Dung dịch nước hydroxymethyl cellulose sẽ không tạo gel, độ nhớt sẽ giảm khi nhiệt độ tăng. Khi nhiệt độ vượt quá 50℃, độ nhớt không thể đảo ngược.
③ Độ ổn định của nó bị ảnh hưởng rất lớn bởi độ pH. Nói chung, nó có thể được sử dụng trong vữa gốc thạch cao, nhưng không thể sử dụng trong vữa gốc xi măng. Khi có tính kiềm cao, nó sẽ mất độ nhớt.
④ Độ giữ nước của nó thấp hơn nhiều so với methyl cellulose. Nó có tác dụng làm chậm vữa gốc thạch cao và làm giảm cường độ của nó. Tuy nhiên, giá của carboxymethyl cellulose thấp hơn đáng kể so với methyl cellulose.
2. Ete tinh bột biến tính
Các ete tinh bột thường được sử dụng 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. được biến đổi thành các ete tinh bột biến đổi khác nhau. Các ete tinh bột thường được sử dụng trong vữa là ete tinh bột hydroxypropyl, ete tinh bột hydroxymethyl, v.v.
Nhìn chung, ete tinh bột biến tính từ khoai tây, ngô và sắn có khả năng giữ nước thấp hơn đáng kể so với ete xenlulo. Do mức độ biến tính khác nhau nên nó có độ ổn định khác nhau đối với axit và kiềm. Một số sản phẩm phù hợp để sử dụng trong vữa gốc thạch cao, trong khi một số khác không thể 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 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 cellulose, tạo ra các đặc tính bổ sung và lợi thế của hai sản phẩm. Vì các sản phẩm ether tinh bột rẻ hơn nhiều so với ether cellulose, việc sử dụng ether tinh bột trong vữa sẽ làm giảm đáng kể chi phí cho các công thức vữa.
3. Ete guar gum
Guar gum ether là một loại polysaccharide ete hóa có tính chất đặc biệt, được biến đổi từ hạt guar tự nhiên. Chủ yếu thông qua phản ứng ete hóa giữa guar gum và nhóm chức acrylic, tạo thành cấu trúc chứa nhóm chức 2-hydroxypropyl, đây là cấu trúc polygalactomannose.
①So với ete cellulose, ete guar gum dễ hòa tan trong nước hơn. PH về cơ bản không ảnh hưởng đến hiệu suất của ete guar gum.
②Trong 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.
③Trong 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.
④Việc 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 quá trình thi công trở nên mịn hơn. Nó không ảnh hưởng xấu đến thời gian đông kết và cường độ của vữa thạch cao.
⑤ Khi sử dụng guar gum vào vữa xây và vữa trát gốc xi măng, nó có thể thay thế ete xenlulo với lượng tương đương, giúp vữa có khả năng chống chảy xệ, tính lưu biến và độ nhẵn mịn khi thi công tốt hơn.
⑥Trong vữa có độ nhớt cao và hàm lượng chất giữ nước cao, guar gum và ete xenlulo sẽ kết hợp với nhau để đạt được kết quả tuyệt vời.
⑦ Guar gum cũng có thể được sử dụng trong các sản phẩm như keo dán gạch, chất tự san phẳng mặt đất, bột trét chống thấm nước và vữa polyme để cách nhiệt tường.
4. 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 tạo ra các sản phẩm vữa có cấp độ cường độ khác nhau cho các công trình công nghiệp và dân dụng nói chung.
③Chi phí vật liệu thấp.
④ Độ giữ nước thấp hơn so với chất giữ nước hữu cơ, giá trị co ngót khô của vữa đã chuẩn bị tương đối lớn, độ kết dính giảm.
Thời gian đăng: 03-03-2023