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干混砂漿常用外加劑基本性能

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  外加劑對(duì)建筑干混砂漿性能的改善具有關(guān)鍵性作用,但干混砂漿的加入使干混砂漿產(chǎn)品的材料成本明顯高于傳統(tǒng)砂漿,其在干混砂漿中占材料成本40%以上。目前,相當(dāng)一部分外加劑由國外制造商供應(yīng),產(chǎn)品的參考用量也由供應(yīng)商提供。由此導(dǎo)致了干混砂漿產(chǎn)品成本居高不下,量大面廣的普通砌筑和抹灰砂漿推廣困難;高端市場產(chǎn)品由國外公司控制,干混砂漿生產(chǎn)廠商利潤低,價(jià)格承受能力差;外加劑的應(yīng)用缺乏系統(tǒng)性、針對(duì)性研究,盲從國外配方。

  基于以上原因,本文對(duì)常用外加劑的一些基本性能進(jìn)行分析與比較,并在此基礎(chǔ)上對(duì)應(yīng)用外加劑的干混砂漿產(chǎn)品性能進(jìn)行研究。

  1保水劑

  保水劑是改善干混砂漿保水性能的關(guān)鍵外加劑,也是決定干混砂漿材料成本的關(guān)鍵外加劑之一。
  1.1纖維素醚

  纖維素醚是堿纖維素與醚化劑在一定條件下反應(yīng)生成一系列產(chǎn)物的總稱。堿纖維素被不同的醚化劑取代而得到不同的纖維素醚。按取代基的電離性能,纖維素醚可分為離子型和非離子型兩大類。按取代基的種類,纖維素醚可分為單醚和混合醚。按可溶解性不同,可分為水溶性和有機(jī)溶劑溶解性等,干混砂漿主要用水溶性纖維素,水溶性纖維素又分為速溶型和經(jīng)過表面處理的延遲溶解型。

  纖維素醚在砂漿中的作用機(jī)理如下:

  砂漿內(nèi)的纖維素醚在水中溶解后,由于表面活性作用保證了膠凝材料在體系中有效地均勻分布,而纖維素醚作為一種保護(hù)膠體,“包裹”住固體顆粒,并在其外表面形成一層潤滑膜,使砂漿體系更穩(wěn)定,也提高了砂漿在攪拌過程的流動(dòng)性和施工的滑爽性。

  纖維素醚溶液由于自身分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使砂漿中的水份不易失去,并在較長的一段時(shí)間內(nèi)逐步釋放,賦予砂漿良好的保水性和工作性。

  1.1.1甲基纖維素分子式[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n]x

  將精制棉經(jīng)堿處理后,以氯化甲烷作為醚化劑,經(jīng)過一系列反應(yīng)而制成纖維素醚。一般取代度為1.6~2.0,取代度不同溶解性也有不同。屬于非離子型纖維素醚。

  甲基纖維素可溶于冷水,熱水溶解會(huì)遇到困難,其水溶液在pH=3~12范圍內(nèi)非常穩(wěn)定。與淀粉、胍爾膠等以及許多表面活性劑相容性較好。當(dāng)溫度達(dá)到凝膠化溫度時(shí),會(huì)出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象。

  甲基纖維素的保水性取決于其添加量、粘度、顆粒細(xì)度及溶解速度。一般添加量大,細(xì)度小,粘度大,則保水率高。其中添加量對(duì)保水率影響最大,粘度的高低與保水率的高低不成正比關(guān)系。溶解速度主要取決于纖維素顆粒表面改性程度和顆粒細(xì)度。在以上幾種纖維素醚中,甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素保水率較高。

  溫度的變化會(huì)嚴(yán)重影響甲基纖維素的保水率。一般溫度越高,保水性越差。如果砂漿溫度超過40℃,甲基纖維素的保水性會(huì)明顯變差,嚴(yán)重影響砂漿的施工性。

  甲基纖維素對(duì)砂漿的施工性和粘著性有明顯影響。這里的“粘著性”是指工人涂抹工具與墻體基材之間感到的粘著力,即砂漿的剪切阻力。粘著性大,砂漿的剪切阻力大,工人在使用過程中所需要的力量也大,砂漿的施工性就差。在纖維素醚產(chǎn)品中甲基纖維素粘著力處于中等水平。
1.1.2羥丙基甲基纖維素分子式為[C6H7O2(OH)3-m-n(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3]n]x

  羥丙基甲基纖維素是近年來產(chǎn)量、用量都在迅速增加的纖維素品種。是由精制棉經(jīng)堿化處理后,用環(huán)氧丙烷和氯甲烷作為醚化劑,通過一系列反應(yīng)而制成的非離子型纖維素混合醚。取代度一般為1.2~2.0。其性質(zhì)受甲氧基含量和羥丙基含量的比例不同,而有差別。

  羥丙基甲基纖維素易溶于冷水,熱水溶解會(huì)遇到困難。但它在熱水中的凝膠化溫度要明顯高于甲基纖維素。在冷水中的溶解情況,較甲基纖維素也有大的改善。

  羥丙基甲基纖維素的粘度與其分子量的大小有關(guān),分子量大則粘度高。溫度同樣會(huì)影響其粘度,溫度升高,粘度下降。但其粘度高溫度的影響比甲基纖維素低。其溶液在室溫下儲(chǔ)存是穩(wěn)定的。

  羥丙基甲基纖維素的保水性取決于其添加量、粘度等,其相同添量下的保水率高于甲基纖維素。

  羥丙基甲基纖維素對(duì)酸、堿具有穩(wěn)定性,其水溶液在pH=2~12范圍內(nèi)非常穩(wěn)定。苛性鈉和石灰水,對(duì)其性能也沒有太大影響,但堿能加快其溶解速度,并對(duì)粘度銷有提高。羥丙基甲基纖維素對(duì)一般鹽類具有穩(wěn)定性,但鹽溶液濃度高時(shí),羥丙基甲基纖維素溶液粘度有增高的傾向。

  羥丙基甲基纖維素可與水溶性高分子化合物混用而成為均勻、粘度更高的溶液。如聚乙烯醇、淀粉醚、植物膠等。

  羥丙基甲基纖維素比甲基纖維素具有更好的抗酶性,其溶液酶降解的可能性低于甲基纖維素。

  羥丙基甲基纖維素對(duì)砂漿施工的粘著性要高于甲基纖維素。

  1.1.3羥乙基纖維素

  由精制棉經(jīng)堿處理后,在丙酮的存在下,用環(huán)氧乙烷作醚化劑進(jìn)行反應(yīng)而制成。其取代度一般為1.5~2.0。具有較強(qiáng)的親水性,易于吸潮。

  羥乙基纖維素可溶于冷水中,熱水溶解較為困難。其溶液在高溫下穩(wěn)定,不具有凝膠性。在砂漿中高溫下可使用時(shí)間較長,但保水性較甲基纖維素低。

  羥乙基纖維素對(duì)一般酸堿都具有穩(wěn)定性,堿能加快其溶解,并對(duì)粘度略有提高,其在水中分散性比甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素略差。

  羥乙基纖維素對(duì)砂漿抗垂掛有好的性能,但對(duì)水泥的緩凝時(shí)間較長。

  國內(nèi)一些企業(yè)生產(chǎn)的羥乙基纖維素,因含水量大,灰份高而導(dǎo)致其性能明顯低于甲基纖維素。

  1.1.4羧甲基纖維素[C6H7O2(OH)2och2COONa]n

  由天然纖維經(jīng)過堿處理后,用一氯醋酸鈉作為醚化劑,經(jīng)過一系列反應(yīng)處理而制成離子型纖維素醚。其取代度一般為0.4~1.4,其性能受取代度影響較大。

  羧甲基纖維素吸濕性較大,一般條件儲(chǔ)存會(huì)含有較大水份。

  羧甲基纖維素水溶液不會(huì)產(chǎn)生凝膠,隨溫度升高而粘度下降,溫度超過50℃時(shí),粘度不可逆。

  其穩(wěn)定性受pH影響較大。一般可用于石膏基砂漿中,不能用于水泥基砂漿中。在高堿性時(shí),會(huì)失去粘度。

  其保水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于甲基纖維素。對(duì)石膏基砂漿有緩凝作用,并降低其強(qiáng)度。但羧甲基纖維素價(jià)格明顯低于甲基纖維素。

  1.2淀粉醚

  用于砂漿中的淀粉醚是由一些多糖類的天然聚合物經(jīng)改性而成。如用馬鈴薯、玉米、木薯、瓜耳豆等。

  1.2.1變性淀粉

  由馬鈴薯、玉米、木薯等改性而成的淀粉醚,保水性明顯低于纖維素醚。因改性程度不同表現(xiàn)出對(duì)酸堿穩(wěn)定性不同。有些產(chǎn)品適用于石膏基砂漿中,又有些產(chǎn)品能用于水泥基砂漿中。砂漿中應(yīng)用淀粉醚主要是作為增稠劑,提高砂漿的抗流掛性,降低濕砂漿的粘著性,延長開放時(shí)間等。

  淀粉醚經(jīng)常與纖維素一起使用,使這兩種產(chǎn)品性能與優(yōu)勢互補(bǔ)。由于淀粉醚產(chǎn)品比纖維素醚便宜許多,在砂漿中應(yīng)用淀粉醚,會(huì)帶來砂漿配方成本的明顯降低。

  1.2.2瓜耳膠醚

  瓜耳膠醚是由天然瓜耳豆經(jīng)改性而成的一種性能較為特殊的淀粉醚。主要由瓜耳膠與丙烯酸基官能團(tuán)發(fā)生醚化反應(yīng),生成含有2-羥丙基官能團(tuán)結(jié)構(gòu),是一種多聚半乳甘露糖結(jié)構(gòu)。

  與纖維素醚相比,瓜耳膠醚更容易溶于水。pH瓜耳膠醚的性能基本上沒有影響。

  在低粘度、少摻量的條件下,瓜耳膠可以等量取代纖維素醚,而具有相近的保水性。但稠度、抗垂掛性、觸變性等明顯改善。

  在高粘度、大摻量條件下,瓜耳膠不能代替纖維素醚,二者混合使用會(huì)產(chǎn)生更優(yōu)異的性能。

  瓜耳膠應(yīng)用于石膏基砂漿中可明顯降低施工時(shí)的粘著性,使施工更滑爽。對(duì)石膏砂漿的凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度,無不利影響。

  瓜耳膠應(yīng)用于水泥基砌筑和抹灰砂漿中可等量替代纖維素醚,并賦予砂漿更好的抗垂掛性、觸變性和施工的滑爽性。

  瓜耳膠還可用于瓷磚粘結(jié)劑、地面自流平劑、耐水膩?zhàn)?、墻體保溫用聚合物砂漿等產(chǎn)品中。

  由于瓜耳膠價(jià)格明顯低于纖維素醚,砂漿中使用瓜耳膠會(huì)帶來產(chǎn)品配方成本的明顯降低。

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發(fā)布:2007-08-12 11:55    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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