احتباس آب ملات پودر خشک

1. ضرورت حفظ آب

انواع پایه هایی که برای ساخت نیاز به ملات دارند، میزان جذب آب خاصی دارند. پس از اینکه لایه پایه آب موجود در ملات را جذب کرد، قابلیت ساخت ملات کاهش می یابد و در موارد شدید، مواد سیمانی موجود در ملات به طور کامل هیدراته نمی شوند و در نتیجه استحکام پایین به خصوص مقاومت مشترک بین ملات سخت شده ایجاد می شود. و لایه پایه باعث ترک خوردن و افتادن ملات می شود. اگر ملات گچ کاری عملکرد مناسبی در نگهداری آب داشته باشد، نه تنها می تواند عملکرد ساختمانی ملات را به طور موثر بهبود بخشد، بلکه جذب آب موجود در ملات توسط لایه پایه را دشوار کرده و هیدراتاسیون کافی سیمان را تضمین می کند.

2. مشکلات روش های سنتی نگهداری آب

راه حل سنتی آب دادن به پایه است، اما اطمینان از مرطوب شدن یکنواخت پایه غیرممکن است. هدف هیدراتاسیون ایده آل ملات سیمان روی پایه این است که محصول هیدراتاسیون سیمان همراه با پایه آب را جذب کرده، به داخل پایه نفوذ کرده و یک "اتصال کلیدی" موثر با پایه ایجاد کند تا به استحکام باند مورد نیاز دست یابد. آبیاری مستقیم روی سطح پایه به دلیل اختلاف دما، زمان آبیاری و یکنواختی آبیاری باعث پراکندگی جدی در جذب آب پایه می شود. پایه جذب آب کمتری دارد و به جذب آب در ملات ادامه خواهد داد. قبل از اینکه هیدراتاسیون سیمان ادامه یابد، آب جذب می شود که بر هیدراتاسیون سیمان و نفوذ محصولات هیدراتاسیون به ماتریس تأثیر می گذارد. پایه دارای جذب آب زیادی است و آب موجود در ملات به سمت پایه جریان می یابد. سرعت مهاجرت متوسط ​​آهسته است و حتی یک لایه غنی از آب بین ملات و ماتریس تشکیل می شود که بر استحکام باند نیز تأثیر می گذارد. بنابراین استفاده از روش آبیاری پایه متداول نه تنها مشکل جذب آب بالای پایه دیوار را به طور موثر حل نمی کند، بلکه بر استحکام اتصال بین ملات و پایه تأثیر می گذارد و در نتیجه گود شدن و ترک خوردن ایجاد می کند.

3. الزامات ملات های مختلف برای نگهداری آب

اهداف نرخ نگهداری آب برای گچ کاری محصولات ملات مورد استفاده در یک منطقه خاص و در مناطقی با شرایط دما و رطوبت مشابه در زیر پیشنهاد شده است.

① ملات گچ کاری بستر با جذب آب بالا

بسترهای با جذب آب بالا که توسط بتن حباب شده با هوا نشان داده می شوند، از جمله تخته های جداکننده سبک، بلوک ها و غیره، دارای ویژگی های جذب آب زیاد و مدت زمان طولانی هستند. ملات گچ کاری مورد استفاده برای این نوع لایه پایه باید دارای میزان نگهداری آب حداقل 88 درصد باشد.

②ملات گچ کاری بستر با جذب آب کم

بسترهای با جذب آب پایین که توسط بتن ریخته گری در محل نشان داده می شوند، از جمله تخته های پلی استایرن برای عایق کاری دیوارهای خارجی و غیره، جذب آب نسبتا کمی دارند. ملات گچ کاری مورد استفاده برای چنین بسترهایی باید دارای میزان نگهداری آب کمتر از 88٪ باشد.

③ ملات گچ کاری لایه نازک

گچ بری لایه نازک به ساختمان گچکاری با ضخامت لایه گچ کاری بین 3 تا 8 میلی متر اطلاق می شود. این نوع گچ کاری به دلیل لایه نازک گچ بری، رطوبت را به راحتی از دست می دهد که کارایی و استحکام را تحت تأثیر قرار می دهد. برای ملات مورد استفاده برای این نوع گچ کاری میزان نگهداری آب آن کمتر از 99 درصد نیست.

④ ملات گچ کاری لایه ضخیم

گچ بری لایه ضخیم به ساختمان گچکاری اطلاق می شود که ضخامت یک لایه گچ کاری بین 8 تا 20 میلی متر است. این نوع ساخت گچکاری به دلیل ضخیم بودن لایه گچکاری به راحتی آب را از دست نمی دهد، بنابراین میزان نگهداری آب ملات گچ کاری نباید کمتر از 88 درصد باشد.

⑤بتونه مقاوم در برابر آب

بتونه مقاوم در برابر آب به عنوان یک ماده گچ کاری بسیار نازک استفاده می شود و ضخامت کلی ساختمان بین 1 تا 2 میلی متر است. چنین موادی برای اطمینان از کارایی و استحکام چسبندگی به خواص نگهداری آب بسیار بالایی نیاز دارند. برای مصالح بتونه، میزان نگهداری آب آن نباید کمتر از 99 درصد باشد و میزان نگهداری آب بتونه برای دیوارهای خارجی باید بیشتر از بتونه برای دیوارهای داخلی باشد.

4. انواع مواد نگهدارنده آب

اتر سلولزی

1) متیل سلولز اتر (MC)

2) هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر (HPMC)

3) هیدروکسی اتیل سلولز اتر (HEC)

4) کربوکسی متیل سلولز اتر (CMC)

5) هیدروکسی اتیل متیل سلولز اتر (HEMC)

نشاسته اتر

1) اتر نشاسته اصلاح شده

2) گوار اتر

قوام دهنده اصلاح شده نگهدارنده آب معدنی (مونتموریلونیت، بنتونیت و غیره)

پنج، موارد زیر بر عملکرد مواد مختلف تمرکز دارد

1. سلولز اتر

1.1 مروری بر اتر سلولزی

اتر سلولز یک اصطلاح کلی برای مجموعه ای از محصولات است که از واکنش سلولز قلیایی و عامل اتریفیکاسیون تحت شرایط خاص تشکیل می شود. اترهای سلولزی متفاوتی به دست می آیند زیرا فیبر قلیایی با عوامل اتریفیکاسیون مختلف جایگزین می شود. با توجه به خواص یونیزاسیون جایگزین های آن، اترهای سلولز را می توان به دو دسته تقسیم کرد: یونی مانند کربوکسی متیل سلولز (CMC) و غیر یونی مانند متیل سلولز (MC).

با توجه به انواع جایگزین ها، اترهای سلولز را می توان به مونو اترها، مانند اتر متیل سلولز (MC) و اترهای مخلوط، مانند هیدروکسی اتیل کربوکسی متیل سلولز اتر (HECMC) تقسیم کرد. با توجه به حلال های مختلفی که در آن حل می شود، می توان آن را به دو نوع محلول در آب و محلول آلی در حلال تقسیم کرد.

1.2 انواع سلولزی اصلی

کربوکسی متیل سلولز (CMC)، درجه عملی جایگزینی: 0.4-1.4. عامل اتریفیکاسیون، مونوکسی استیک اسید؛ حلال حل کننده، آب؛

کربوکسی متیل هیدروکسی اتیل سلولز (CMHEC)، درجه عملی جایگزینی: 0.7-1.0. عامل اتریفیکاسیون، اسید مونواکسی استیک، اکسید اتیلن؛ حلال حل کننده، آب؛

متیل سلولز (MC)، درجه عملی جایگزینی: 1.5-2.4; عامل اتریفیکاسیون، متیل کلرید؛ حلال حل کننده، آب؛

هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)، درجه عملی جایگزینی: 1.3-3.0. عامل اتریفیکاسیون، اکسید اتیلن؛ حلال حل کننده، آب؛

هیدروکسی اتیل متیل سلولز (HEMC)، درجه عملی جایگزینی: 1.5-2.0. عامل اتریفیکاسیون، اکسید اتیلن، متیل کلرید؛ حلال حل کننده، آب؛

هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC)، درجه عملی جایگزینی: 2.5-3.5. عامل اتریفیکاسیون، پروپیلن اکسید؛ حلال حل کننده، آب؛

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)، درجه عملی جایگزینی: 1.5-2.0. عامل اتریفیکاسیون، پروپیلن اکسید، متیل کلرید؛ حلال حل کننده، آب؛

اتیل سلولز (EC)، درجه عملی جایگزینی: 2.3-2.6. عامل اتریفیکاسیون، مونوکلرواتان؛ حلال حلال، حلال آلی؛

اتیل هیدروکسی اتیل سلولز (EHEC)، درجه عملی جایگزینی: 2.4-2.8. عامل اتریفیکاسیون، مونوکلرواتان، اکسید اتیلن؛ حلال حلال، حلال آلی؛

1.3 خواص سلولز

1.3.1 متیل سلولز اتر (MC)

① متیل سلولز در آب سرد محلول است و حل شدن آن در آب گرم دشوار خواهد بود. محلول آبی آن در محدوده PH=3-12 بسیار پایدار است. با نشاسته، صمغ گوار و غیره و بسیاری از سورفکتانت ها سازگاری خوبی دارد. هنگامی که دما به دمای ژل شدن می رسد، ژل شدن اتفاق می افتد.

②احتباس آب متیل سلولز به مقدار افزودن آن، ویسکوزیته، ظرافت ذرات و سرعت انحلال بستگی دارد. به طور کلی، اگر مقدار افزودنی زیاد باشد، ظرافت کم و ویسکوزیته زیاد باشد، احتباس آب زیاد است. در این میان، میزان افزودن بیشترین تأثیر را در حفظ آب دارد و کمترین ویسکوزیته با سطح احتباس آب نسبت مستقیمی ندارد. سرعت انحلال عمدتاً به درجه اصلاح سطح ذرات سلولز و ظرافت ذرات بستگی دارد. در بین اترهای سلولزی، متیل سلولز میزان احتباس آب بالاتری دارد.

③ تغییر دما به طور جدی بر میزان احتباس آب متیل سلولز تأثیر می گذارد. به طور کلی، هر چه دما بالاتر باشد، احتباس آب بدتر است. اگر دمای ملات بیش از 40 درجه سانتیگراد باشد، احتباس آب متیل سلولز بسیار ضعیف خواهد بود که به طور جدی بر ساخت ملات تأثیر می گذارد.

④ متیل سلولز تأثیر قابل توجهی در ساخت و چسبندگی ملات دارد. "چسبندگی" در اینجا به نیروی چسبی است که بین ابزار اعمال کننده کارگر و زیرلایه دیوار احساس می شود، یعنی مقاومت برشی ملات. چسبندگی بالا، مقاومت برشی ملات زیاد است و کارگران در حین استفاده به استحکام بیشتری نیاز دارند و عملکرد ساخت ملات ضعیف می شود. چسبندگی متیل سلولز در محصولات سلولزی اتر در سطح متوسط ​​است.

1.3.2 هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر (HPMC)

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز یک محصول فیبری است که تولید و مصرف آن در سال های اخیر به سرعت در حال افزایش است.

این یک اتر مخلوط سلولزی غیر یونی است که از پنبه تصفیه شده پس از قلیایی شدن، با استفاده از پروپیلن اکسید و متیل کلرید به عنوان عوامل اتریفیکاسیون و از طریق یک سری واکنش ها ساخته می شود. درجه جایگزینی به طور کلی 1.5-2.0 است. خواص آن به دلیل نسبت های مختلف محتوای متوکسیل و محتوای هیدروکسی پروپیل متفاوت است. محتوای متوکسیل بالا و محتوای هیدروکسی پروپیل کم، عملکرد نزدیک به متیل سلولز است. محتوای متوکسیل کم و محتوای هیدروکسی پروپیل بالا، عملکرد نزدیک به هیدروکسی پروپیل سلولز است.

① هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به راحتی در آب سرد حل می شود و حل شدن آن در آب گرم دشوار خواهد بود. اما دمای ژل شدن آن در آب گرم به طور قابل توجهی بالاتر از متیل سلولز است. حلالیت در آب سرد نیز در مقایسه با متیل سلولز بسیار بهبود یافته است.

② ویسکوزیته هیدروکسی پروپیل متیل سلولز مربوط به وزن مولکولی آن است و هر چه وزن مولکولی بالاتر باشد ویسکوزیته بالاتر است. دما نیز بر ویسکوزیته آن تأثیر می گذارد، با افزایش دما، ویسکوزیته کاهش می یابد. اما ویسکوزیته آن کمتر از متیل سلولز تحت تأثیر دما قرار می گیرد. محلول آن در زمان نگهداری در دمای اتاق پایدار است.

③ احتباس آب هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به مقدار اضافه آن، ویسکوزیته و غیره بستگی دارد و میزان نگهداری آب آن در همان مقدار اضافه بیشتر از متیل سلولز است.

④هیدروکسی پروپیل متیل سلولز نسبت به اسید و قلیایی پایدار است و محلول آبی آن در محدوده PH=2-12 بسیار پایدار است. سود سوزآور و آب آهک تأثیر کمی بر عملکرد آن دارند، اما قلیایی می تواند سرعت انحلال آن را افزایش دهد و کمی ویسکوزیته آن را افزایش دهد. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز نسبت به نمک های معمولی پایدار است، اما زمانی که غلظت محلول نمک بالا باشد، ویسکوزیته محلول هیدروکسی پروپیل متیل سلولز تمایل به افزایش دارد.

⑤هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را می توان با پلیمرهای محلول در آب مخلوط کرد تا محلول یکنواخت و شفاف با ویسکوزیته بالاتر تشکیل شود. مانند پلی وینیل الکل، نشاسته اتر، صمغ گیاهی و غیره.

⑥ هیدروکسی پروپیل متیل سلولز مقاومت آنزیمی بهتری نسبت به متیل سلولز دارد و محلول آن کمتر از متیل سلولز توسط آنزیم ها تجزیه می شود.

⑦چسبندگی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به ساختمان ملات بیشتر از متیل سلولز است.

1.3.3 هیدروکسی اتیل سلولز اتر (HEC)

این از پنبه تصفیه شده با قلیایی ساخته شده و با اکسید اتیلن به عنوان عامل اتریفیکاسیون در حضور استون واکنش داده است. درجه جایگزینی به طور کلی 1.5-2.0 است. آب دوستی قوی دارد و به راحتی رطوبت را جذب می کند.

①هیدروکسی اتیل سلولز در آب سرد محلول است، اما به سختی در آب گرم حل می شود. محلول آن در دمای بالا بدون ژل شدن پایدار است. می توان آن را برای مدت طولانی در دمای بالا در ملات استفاده کرد، اما احتباس آب آن کمتر از متیل سلولز است.

②هیدروکسی اتیل سلولز نسبت به اسید عمومی و قلیایی پایدار است. قلیایی می تواند انحلال آن را تسریع کند و کمی ویسکوزیته آن را افزایش دهد. پراکندگی آن در آب کمی بدتر از متیل سلولز و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز است.

③هیدروکسی اتیل سلولز عملکرد ضد افتادگی خوبی برای ملات دارد، اما مدت زمان تاخیر بیشتری برای سیمان دارد.

④عملکرد هیدروکسی اتیل سلولز تولید شده توسط برخی از شرکت های داخلی بدیهی است که به دلیل محتوای بالای آب و محتوای خاکستر بالا، کمتر از متیل سلولز است.

1.3.4 اتر کربوکسی متیل سلولز (CMC) از الیاف طبیعی (پنبه، کنف و غیره) پس از عملیات قلیایی، با استفاده از مونوکلرواستات سدیم به عنوان عامل اتریفیکاسیون، و تحت یک سری عملیات واکنشی برای ساخت اتر سلولز یونی ساخته شده است. درجه تعویض به طور کلی 0.4-1.4 است و عملکرد آن تا حد زیادی تحت تأثیر درجه تعویض است.

① کربوکسی متیل سلولز به شدت رطوبت سنجی است و در شرایط عمومی ذخیره شده حاوی مقدار زیادی آب خواهد بود.

②محلول آبی هیدروکسی متیل سلولز ژل تولید نمی کند و ویسکوزیته با افزایش دما کاهش می یابد. هنگامی که دما از 50 ℃ تجاوز می کند، ویسکوزیته برگشت ناپذیر است.

③ پایداری آن تا حد زیادی تحت تأثیر pH قرار می گیرد. به طور کلی می توان از آن در ملات پایه گچ استفاده کرد اما در ملات پایه سیمانی نه. هنگامی که بسیار قلیایی است، ویسکوزیته را از دست می دهد.

④ احتباس آب آن به مراتب کمتر از متیل سلولز است. روی ملات پایه گچ اثر کند کنندگی دارد و مقاومت آن را کاهش می دهد. با این حال، قیمت کربوکسی متیل سلولز به طور قابل توجهی کمتر از متیل سلولز است.

2. اتر نشاسته اصلاح شده

اترهای نشاسته ای که عموماً در ملات ها استفاده می شوند از پلیمرهای طبیعی برخی از پلی ساکاریدها اصلاح شده اند. مانند سیب زمینی، ذرت، کاساوا، لوبیا گوار و غیره به اترهای نشاسته اصلاح شده مختلف تبدیل می شوند. اترهای نشاسته ای که معمولاً در ملات استفاده می شوند عبارتند از هیدروکسی پروپیل نشاسته اتر، هیدروکسی متیل نشاسته اتر و غیره.

به طور کلی، اترهای نشاسته اصلاح شده از سیب زمینی، ذرت و کاساوا نسبت به اترهای سلولزی احتباس آب قابل توجهی کمتری دارند. به دلیل درجه تغییر متفاوت، پایداری متفاوتی نسبت به اسید و قلیایی نشان می دهد. برخی از محصولات برای استفاده در ملات های پایه گچ مناسب هستند، در حالی که برخی دیگر را نمی توان در ملات های پایه سیمانی استفاده کرد. کاربرد اتر نشاسته در ملات عمدتاً به عنوان غلیظ کننده برای بهبود خاصیت ضد افتادگی ملات، کاهش چسبندگی ملات مرطوب و افزایش زمان باز شدن استفاده می شود.

اترهای نشاسته اغلب همراه با سلولز استفاده می شوند که در نتیجه خواص و مزایای این دو محصول مکمل هستند. از آنجایی که محصولات نشاسته اتر بسیار ارزان تر از اتر سلولزی هستند، استفاده از اتر نشاسته در ملات کاهش قابل توجهی در هزینه فرمولاسیون ملات به همراه خواهد داشت.

3. اتر صمغ گوار

گوار صمغ اتر نوعی پلی ساکارید اتری شده با خواص ویژه است که از لوبیا گوار طبیعی اصلاح شده است. عمدتاً از طریق واکنش اتریفیکاسیون بین گروه‌های عاملی صمغ گوار و آکریلیک، ساختاری حاوی گروه‌های عاملی ۲-هیدروکسی پروپیل تشکیل می‌شود که یک ساختار پلی‌گالاکتومانوز است.

① در مقایسه با اتر سلولز، اتر صمغ گوار راحت تر در آب حل می شود. PH اساساً تأثیری بر عملکرد گوار صمغ اتر ندارد.

②در شرایط ویسکوزیته کم و دوز کم، صمغ گوار می تواند به مقدار مساوی جایگزین اتر سلولز شود و دارای احتباس آب مشابهی است. اما قوام، ضد افتادگی، تیکسوتروپی و غیره به وضوح بهبود یافته است.

③در شرایط ویسکوزیته بالا و دوز زیاد، صمغ گوار نمی تواند جایگزین اتر سلولز شود و استفاده ترکیبی از این دو عملکرد بهتری ایجاد می کند.

④کاربرد صمغ گوار در ملات پایه گچ می تواند چسبندگی را در حین ساخت به میزان قابل توجهی کاهش دهد و ساخت و ساز را صاف تر کند. هیچ اثر نامطلوبی بر زمان گیرش و مقاومت ملات گچ ندارد.

⑤ هنگامی که صمغ گوار بر روی سنگ تراشی و ملات گچ کاری بر پایه سیمان اعمال می شود، می تواند به مقدار مساوی جایگزین اتر سلولز شود و ملات را با مقاومت در برابر افتادگی، تیکسوتروپی و نرمی ساخت و ساز بهتر ببخشد.

⑥در ملات با ویسکوزیته بالا و محتوای بالای عامل نگهدارنده آب، صمغ گوار و اتر سلولز برای دستیابی به نتایج عالی با هم کار می کنند.

⑦ صمغ گوار همچنین می تواند در محصولاتی مانند چسب کاشی، مواد خود تراز زمین، بتونه مقاوم در برابر آب و ملات پلیمری برای عایق کاری دیوار استفاده شود.

4. ضخیم کننده نگهدارنده آب معدنی اصلاح شده

ضخیم کننده نگهدارنده آب ساخته شده از مواد معدنی طبیعی از طریق اصلاح و ترکیب در چین استفاده شده است. عمده ترین مواد معدنی مورد استفاده برای تهیه غلیظ کننده های نگهدارنده آب عبارتند از: سپیولیت، بنتونیت، مونت موریلونیت، کائولن و ... این کانی ها از طریق اصلاحاتی مانند عوامل جفت کننده، خاصیت خاصی در حفظ آب و غلیظ کنندگی دارند. این نوع قوام دهنده نگهدارنده آب که روی ملات اعمال می شود دارای ویژگی های زیر است.

① می تواند عملکرد ملات معمولی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و مشکلات عملکرد ضعیف ملات سیمان، مقاومت کم ملات مخلوط و مقاومت ضعیف در برابر آب را حل کند.

② محصولات ملات با سطوح مقاومت مختلف برای ساختمان های عمومی صنعتی و عمرانی را می توان فرموله کرد.

③ هزینه مواد کم است.

④ نگهداری آب کمتر از عوامل نگهدارنده آب آلی است و ارزش انقباض خشک ملات تهیه شده نسبتاً زیاد است و انسجام کاهش می یابد.