Wasserretention von Trockenmörtel

1. Die Notwendigkeit der Wassereinlagerung

Alle Arten von Untergründen, für deren Bau Mörtel benötigt wird, weisen eine gewisse Wasseraufnahme auf. Nachdem die Grundschicht das Wasser im Mörtel absorbiert hat, verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit des Mörtels und in schweren Fällen wird das zementartige Material im Mörtel nicht vollständig hydratisiert, was zu einer geringen Festigkeit, insbesondere der Grenzflächenfestigkeit zwischen dem ausgehärteten Mörtel, führt und die Grundschicht, wodurch der Mörtel reißt und abfällt. Wenn der Putzmörtel über ein geeignetes Wasserrückhaltevermögen verfügt, kann er nicht nur die Bauleistung des Mörtels wirksam verbessern, sondern auch die Aufnahme des Wassers im Mörtel durch die Grundschicht erschweren und eine ausreichende Hydratation des Zements gewährleisten.

2. Probleme mit herkömmlichen Wasserretentionsmethoden

Die traditionelle Lösung besteht darin, den Untergrund zu bewässern, es ist jedoch nicht möglich, sicherzustellen, dass der Untergrund gleichmäßig befeuchtet wird. Das ideale Hydratationsziel von Zementmörtel auf dem Untergrund besteht darin, dass das Zementhydratationsprodukt zusammen mit dem Untergrund Wasser aufnimmt, in den Untergrund eindringt und eine wirksame „Schlüsselverbindung“ mit dem Untergrund eingeht, um die erforderliche Verbundfestigkeit zu erreichen. Wenn Sie direkt auf der Oberfläche des Untergrunds gießen, wird die Wasseraufnahme des Untergrunds aufgrund von Unterschieden in der Temperatur, der Bewässerungsdauer und der Gleichmäßigkeit der Bewässerung stark beeinträchtigt. Der Untergrund hat eine geringere Wasseraufnahme und nimmt weiterhin das Wasser im Mörtel auf. Bevor die Hydratation des Zements voranschreitet, wird das Wasser absorbiert, was sich auf die Hydratation des Zements und das Eindringen von Hydratationsprodukten in die Matrix auswirkt; Der Untergrund hat eine große Wasseraufnahme und das Wasser im Mörtel fließt zum Untergrund. Die mittlere Migrationsgeschwindigkeit ist langsam und es bildet sich sogar eine wasserreiche Schicht zwischen Mörtel und Matrix, was sich auch auf die Verbundfestigkeit auswirkt. Daher wird die Verwendung der üblichen Grundbewässerungsmethode nicht nur das Problem der hohen Wasseraufnahme des Wanduntergrunds nicht wirksam lösen, sondern auch die Haftfestigkeit zwischen Mörtel und Untergrund beeinträchtigen, was zu Hohlräumen und Rissen führt.

3. Anforderungen verschiedener Mörtel an die Wasserretention

Im Folgenden werden die Zielwerte für die Wasserrückhalterate für Putzmörtelprodukte vorgeschlagen, die in einem bestimmten Gebiet und in Gebieten mit ähnlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen verwendet werden.

①Untergrundputzmörtel mit hoher Wasseraufnahme

Untergründe mit hoher Wasseraufnahme, beispielsweise Luftporenbeton, einschließlich verschiedener leichter Trennwände, Blöcke usw., zeichnen sich durch eine große Wasseraufnahme und eine lange Lebensdauer aus. Der Putzmörtel, der für eine solche Tragschicht verwendet wird, sollte einen Wasserhaltegrad von mindestens 88 % aufweisen.

②Untergrundputzmörtel mit geringer Wasseraufnahme

Untergründe mit geringer Wasseraufnahme wie Ortbeton, einschließlich Polystyrolplatten zur Außenwanddämmung usw., weisen eine relativ geringe Wasseraufnahme auf. Der für solche Untergründe verwendete Putzmörtel sollte einen Wasserhaltegrad von mindestens 88 % aufweisen.

③Dünnschichtiger Putzmörtel

Unter Dünnschichtputz versteht man den Putzaufbau mit einer Putzschichtdicke zwischen 3 und 8 mm. Aufgrund der dünnen Putzschicht verliert diese Art von Putzkonstruktion leicht Feuchtigkeit, was die Verarbeitbarkeit und Festigkeit beeinträchtigt. Der für diese Putzart verwendete Mörtel weist einen Wasserrückhaltegrad von mindestens 99 % auf.

④Dickschichtiger Putzmörtel

Unter Dickschichtputz versteht man den Putzaufbau, bei dem die Dicke einer Putzschicht zwischen 8 mm und 20 mm beträgt. Aufgrund der dicken Putzschicht verliert diese Art von Putzkonstruktion nicht leicht Wasser, daher sollte der Wasserrückhaltegrad des Putzmörtels nicht weniger als 88 % betragen.

⑤Wasserbeständiger Kitt

Als ultradünnes Putzmaterial wird wasserbeständiger Spachtel verwendet, die allgemeine Baudicke liegt zwischen 1 und 2 mm. Solche Materialien erfordern extrem hohe Wasserrückhalteeigenschaften, um ihre Verarbeitbarkeit und Klebefestigkeit sicherzustellen. Bei Kittmaterialien sollte die Wasserrückhalterate nicht weniger als 99 % betragen, und die Wasserrückhalterate von Kitt für Außenwände sollte größer sein als die von Kitt für Innenwände.

4. Arten wasserspeichernder Materialien

Celluloseether

1) Methylcelluloseether (MC)

2) Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC)

3) Hydroxyethylcelluloseether (HEC)

4) Carboxymethylcelluloseether (CMC)

5) Hydroxyethylmethylcelluloseether (HEMC)

Stärkeether

1) Modifizierter Stärkeether

2) Guarether

Modifiziertes mineralisches wasserhaltendes Verdickungsmittel (Montmorillonit, Bentonit usw.)

Fünftens konzentriert sich das Folgende auf die Leistung verschiedener Materialien

1. Celluloseether

1.1 Übersicht über Celluloseether

Celluloseether ist ein allgemeiner Begriff für eine Reihe von Produkten, die durch die Reaktion von Alkalicellulose und Veretherungsmittel unter bestimmten Bedingungen entstehen. Da Alkalifasern durch unterschiedliche Veretherungsmittel ersetzt werden, werden unterschiedliche Celluloseether erhalten. Entsprechend den Ionisierungseigenschaften ihrer Substituenten können Celluloseether in zwei Kategorien eingeteilt werden: ionische Ether wie Carboxymethylcellulose (CMC) und nichtionische Ether wie Methylcellulose (MC).

Je nach Art der Substituenten lassen sich Celluloseether in Monoether wie Methylcelluloseether (MC) und Mischether wie Hydroxyethylcarboxymethylcelluloseether (HECMC) einteilen. Je nach den verschiedenen Lösungsmitteln, die es löst, kann es in zwei Typen unterteilt werden: wasserlöslich und in organischen Lösungsmitteln löslich.

1.2 Hauptzellulosesorten

Carboxymethylcellulose (CMC), praktischer Substitutionsgrad: 0,4–1,4; Veretherungsmittel, Monooxyessigsäure; lösendes Lösungsmittel, Wasser;

Carboxymethylhydroxyethylcellulose (CMHEC), praktischer Substitutionsgrad: 0,7–1,0; Veretherungsmittel, Monooxyessigsäure, Ethylenoxid; lösendes Lösungsmittel, Wasser;

Methylcellulose (MC), praktischer Substitutionsgrad: 1,5–2,4; Veretherungsmittel, Methylchlorid; lösendes Lösungsmittel, Wasser;

Hydroxyethylcellulose (HEC), praktischer Substitutionsgrad: 1,3–3,0; Veretherungsmittel, Ethylenoxid; lösendes Lösungsmittel, Wasser;

Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), praktischer Substitutionsgrad: 1,5–2,0; Veretherungsmittel, Ethylenoxid, Methylchlorid; lösendes Lösungsmittel, Wasser;

Hydroxypropylcellulose (HPC), praktischer Substitutionsgrad: 2,5–3,5; Veretherungsmittel, Propylenoxid; lösendes Lösungsmittel, Wasser;

Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), praktischer Substitutionsgrad: 1,5–2,0; Veretherungsmittel, Propylenoxid, Methylchlorid; lösendes Lösungsmittel, Wasser;

Ethylcellulose (EC), praktischer Substitutionsgrad: 2,3-2,6; Veretherungsmittel, Monochlorethan; auflösendes Lösungsmittel, organisches Lösungsmittel;

Ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), praktischer Substitutionsgrad: 2,4–2,8; Veretherungsmittel, Monochlorethan, Ethylenoxid; auflösendes Lösungsmittel, organisches Lösungsmittel;

1.3 Eigenschaften von Zellulose

1.3.1 Methylcelluloseether (MC)

①Methylcellulose ist in kaltem Wasser löslich und lässt sich in heißem Wasser nur schwer auflösen. Seine wässrige Lösung ist im Bereich von PH=3-12 sehr stabil. Es weist eine gute Verträglichkeit mit Stärke, Guarkernmehl usw. und vielen Tensiden auf. Wenn die Temperatur die Gelierungstemperatur erreicht, kommt es zur Gelierung.

②Die Wasserretention von Methylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität, der Partikelfeinheit und der Auflösungsgeschwindigkeit ab. Im Allgemeinen ist die Wasserretention hoch, wenn die Zugabemenge groß, die Feinheit gering und die Viskosität groß ist. Unter diesen hat die Zugabemenge den größten Einfluss auf die Wasserretention und die niedrigste Viskosität ist nicht direkt proportional zum Grad der Wasserretention. Die Auflösungsgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom Grad der Oberflächenmodifikation der Cellulosepartikel und der Partikelfeinheit ab. Unter den Celluloseethern weist Methylcellulose eine höhere Wasserretentionsrate auf.

③Die Temperaturänderung wirkt sich ernsthaft auf die Wasserretentionsrate von Methylcellulose aus. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Temperatur, desto schlechter ist die Wassereinlagerung. Wenn die Mörteltemperatur 40 °C übersteigt, ist die Wasserspeicherung der Methylzellulose sehr gering, was die Konstruktion des Mörtels stark beeinträchtigt.

④ Methylcellulose hat einen wesentlichen Einfluss auf den Aufbau und die Haftung von Mörtel. Mit „Haftung“ ist hier die Adhäsionskraft gemeint, die zwischen dem Auftragswerkzeug des Werkers und dem Wanduntergrund spürbar ist, also die Scherfestigkeit des Mörtels. Die Haftfähigkeit ist hoch, die Scherfestigkeit des Mörtels ist groß und die Arbeiter benötigen während des Gebrauchs mehr Kraft und die Bauleistung des Mörtels wird schlecht. Die Haftung von Methylcellulose ist bei Celluloseetherprodukten mäßig.

1.3.2 Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC)

Hydroxypropylmethylcellulose ist ein Faserprodukt, dessen Produktion und Verbrauch in den letzten Jahren stark zugenommen haben.

Es handelt sich um einen nichtionischen Cellulose-Mischether, der nach der Alkalisierung unter Verwendung von Propylenoxid und Methylchlorid als Veretherungsmittel und durch eine Reihe von Reaktionen aus raffinierter Baumwolle hergestellt wird. Der Substitutionsgrad beträgt im Allgemeinen 1,5–2,0. Seine Eigenschaften sind aufgrund der unterschiedlichen Verhältnisse von Methoxylgehalt und Hydroxypropylgehalt unterschiedlich. Hoher Methoxylgehalt und niedriger Hydroxypropylgehalt, die Leistung kommt der von Methylcellulose nahe; niedriger Methoxylgehalt und hoher Hydroxypropylgehalt, die Leistung kommt der von Hydroxypropylcellulose nahe.

①Hydroxypropylmethylcellulose ist in kaltem Wasser leicht löslich und lässt sich in heißem Wasser nur schwer auflösen. Allerdings ist seine Gelierungstemperatur in heißem Wasser deutlich höher als die von Methylcellulose. Auch die Löslichkeit in kaltem Wasser ist im Vergleich zu Methylcellulose deutlich verbessert.

② Die Viskosität von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von ihrem Molekulargewicht ab. Je höher das Molekulargewicht, desto höher die Viskosität. Auch die Temperatur beeinflusst die Viskosität, denn mit steigender Temperatur nimmt die Viskosität ab. Seine Viskosität wird jedoch weniger von der Temperatur beeinflusst als die von Methylcellulose. Die Lösung ist bei Lagerung bei Raumtemperatur stabil.

③Die Wasserretention von Hydroxypropylmethylcellulose hängt von der Zugabemenge, der Viskosität usw. ab und ihre Wasserretentionsrate ist bei gleicher Zugabemenge höher als die von Methylcellulose.

④Hydroxypropylmethylcellulose ist säure- und alkalibeständig und ihre wässrige Lösung ist im pH-Bereich von 2 bis 12 sehr stabil. Natronlauge und Kalkwasser haben kaum Einfluss auf seine Leistung, aber Alkali kann seine Auflösung beschleunigen und seine Viskosität leicht erhöhen. Hydroxypropylmethylcellulose ist gegenüber gewöhnlichen Salzen stabil, aber wenn die Konzentration der Salzlösung hoch ist, steigt die Viskosität der Hydroxypropylmethylcelluloselösung tendenziell an.

⑤Hydroxypropylmethylcellulose kann mit wasserlöslichen Polymeren gemischt werden, um eine gleichmäßige und transparente Lösung mit höherer Viskosität zu bilden. Wie Polyvinylalkohol, Stärkeether, Pflanzengummi usw.

⑥ Hydroxypropylmethylcellulose hat eine bessere Enzymbeständigkeit als Methylcellulose und ihre Lösung wird weniger wahrscheinlich durch Enzyme abgebaut als Methylcellulose.

⑦Die Haftung von Hydroxypropylmethylcellulose an Mörtelkonstruktionen ist höher als die von Methylcellulose.

1.3.3 Hydroxyethylcelluloseether (HEC)

Es wird aus raffinierter Baumwolle hergestellt, die mit Alkali behandelt und in Gegenwart von Aceton mit Ethylenoxid als Veretherungsmittel umgesetzt wird. Der Substitutionsgrad beträgt im Allgemeinen 1,5–2,0. Es weist eine starke Hydrophilie auf und nimmt leicht Feuchtigkeit auf.

①Hydroxyethylcellulose ist in kaltem Wasser löslich, in heißem Wasser jedoch schwer löslich. Seine Lösung ist bei hohen Temperaturen stabil, ohne zu gelieren. Es kann über einen langen Zeitraum bei hohen Temperaturen im Mörtel verwendet werden, seine Wasserspeicherung ist jedoch geringer als die von Methylcellulose.

②Hydroxyethylcellulose ist gegenüber allgemeinen Säuren und Laugen stabil. Alkali kann seine Auflösung beschleunigen und seine Viskosität leicht erhöhen. Seine Dispergierbarkeit in Wasser ist etwas schlechter als die von Methylcellulose und Hydroxypropylmethylcellulose.

③Hydroxyethylzellulose hat bei Mörtel eine gute Standfestigkeit, bei Zement jedoch eine längere Verzögerungszeit.

④Die Leistung von Hydroxyethylcellulose, die von einigen inländischen Unternehmen hergestellt wird, ist aufgrund ihres hohen Wassergehalts und hohen Aschegehalts offensichtlich geringer als die von Methylcellulose.

1.3.4 Carboxymethylcelluloseether (CMC) wird aus Naturfasern (Baumwolle, Hanf usw.) nach einer Alkalibehandlung unter Verwendung von Natriummonochloracetat als Veretherungsmittel und einer Reihe von Reaktionsbehandlungen zur Herstellung von ionischem Celluloseether hergestellt. Der Substitutionsgrad beträgt im Allgemeinen 0,4 bis 1,4 und seine Leistung wird stark vom Substitutionsgrad beeinflusst.

①Carboxymethylcellulose ist stark hygroskopisch und enthält bei Lagerung unter normalen Bedingungen eine große Menge Wasser.

②Eine wässrige Lösung von Hydroxymethylcellulose erzeugt kein Gel und die Viskosität nimmt mit steigender Temperatur ab. Wenn die Temperatur 50 °C überschreitet, ist die Viskosität irreversibel.

③ Seine Stabilität wird stark vom pH-Wert beeinflusst. Im Allgemeinen kann es in Mörtel auf Gipsbasis verwendet werden, nicht jedoch in Mörtel auf Zementbasis. Wenn es stark alkalisch ist, verliert es an Viskosität.

④ Seine Wasserretention ist weitaus geringer als die von Methylcellulose. Es wirkt verzögernd auf Gipsmörtel und verringert dessen Festigkeit. Allerdings ist der Preis von Carboxymethylcellulose deutlich niedriger als der von Methylcellulose.

2. Modifizierter Stärkeether

Stärkeether, die im Allgemeinen in Mörteln verwendet werden, werden aus natürlichen Polymeren einiger Polysaccharide modifiziert. Beispielsweise werden Kartoffeln, Mais, Maniok, Guarbohnen usw. in verschiedene modifizierte Stärkeether umgewandelt. Die üblicherweise in Mörtel verwendeten Stärkeether sind Hydroxypropylstärkeether, Hydroxymethylstärkeether usw.

Im Allgemeinen weisen aus Kartoffeln, Mais und Maniok modifizierte Stärkeether eine deutlich geringere Wasserretention auf als Celluloseether. Aufgrund seines unterschiedlichen Modifikationsgrades weist es eine unterschiedliche Stabilität gegenüber Säuren und Laugen auf. Einige Produkte sind für den Einsatz in gipsbasierten Mörteln geeignet, während andere nicht in zementbasierten Mörteln verwendet werden können. Die Anwendung von Stärkeether in Mörtel wird hauptsächlich als Verdickungsmittel verwendet, um die Anti-Absack-Eigenschaft des Mörtels zu verbessern, die Haftung von nassem Mörtel zu verringern und die Öffnungszeit zu verlängern.

Stärkeether werden oft zusammen mit Cellulose eingesetzt, wodurch sich die Eigenschaften und Vorteile der beiden Produkte ergänzen. Da Stärkeetherprodukte deutlich günstiger sind als Celluloseether, führt die Anwendung von Stärkeether in Mörtel zu einer deutlichen Kostensenkung bei Mörtelformulierungen.

3. Guarkernmehlether

Guarkernmehl-Ether ist eine Art verethertes Polysaccharid mit besonderen Eigenschaften, das aus natürlichen Guarbohnen modifiziert wird. Hauptsächlich durch die Veretherungsreaktion zwischen Guarkernmehl und Acryl-Funktionsgruppen wird eine Struktur mit 2-Hydroxypropyl-Funktionsgruppen gebildet, bei der es sich um eine Polygalactomannose-Struktur handelt.

①Im Vergleich zu Celluloseether lässt sich Guarkernmehl leichter in Wasser lösen. Der pH-Wert hat grundsätzlich keinen Einfluss auf die Leistung von Guarkernmehl.

②Unter den Bedingungen niedriger Viskosität und geringer Dosierung kann Guarkernmehl Celluloseether in gleicher Menge ersetzen und weist eine ähnliche Wasserretention auf. Aber die Konsistenz, Standfestigkeit, Thixotropie usw. werden offensichtlich verbessert.

③Unter den Bedingungen hoher Viskosität und großer Dosierung kann Guarkernmehl Celluloseether nicht ersetzen, und die gemischte Verwendung der beiden führt zu einer besseren Leistung.

④Die Anwendung von Guarkernmehl in Mörtel auf Gipsbasis kann die Haftung während des Baus erheblich verringern und die Konstruktion glatter machen. Es hat keinen negativen Einfluss auf die Abbindezeit und Festigkeit von Gipsmörtel.

⑤ Wenn Guarkernmehl auf Mauer- und Putzmörtel auf Zementbasis aufgetragen wird, kann es Celluloseether in gleicher Menge ersetzen und dem Mörtel eine bessere Standfestigkeit, Thixotropie und Glätte der Konstruktion verleihen.

⑥In dem Mörtel mit hoher Viskosität und hohem Gehalt an Wasserrückhaltemittel wirken Guarkernmehl und Celluloseether zusammen, um hervorragende Ergebnisse zu erzielen.

⑦ Guarkernmehl kann auch in Produkten wie Fliesenklebern, Bodenausgleichsmitteln, wasserfestem Kitt und Polymermörtel zur Wandisolierung verwendet werden.

4. Modifiziertes mineralwasserhaltendes Verdickungsmittel

Der wasserhaltende Verdicker, der durch Modifizierung und Compoundierung aus natürlichen Mineralien hergestellt wird, wurde in China eingesetzt. Die wichtigsten Mineralien, die zur Herstellung von wasserspeichernden Verdickungsmitteln verwendet werden, sind: Sepiolith, Bentonit, Montmorillonit, Kaolin usw. Diese Mineralien haben bestimmte wasserspeichernde und verdickende Eigenschaften durch Modifizierung, beispielsweise durch Haftvermittler. Diese Art von wasserspeicherndem Verdickungsmittel, das auf Mörtel aufgetragen wird, weist die folgenden Eigenschaften auf.

① Es kann die Leistung von gewöhnlichem Mörtel erheblich verbessern und die Probleme der schlechten Funktionsfähigkeit von Zementmörtel, der geringen Festigkeit von Mischmörtel und der schlechten Wasserbeständigkeit lösen.

② Es können Mörtelprodukte mit unterschiedlichen Festigkeitsstufen für allgemeine Industrie- und Zivilgebäude formuliert werden.

③Die Materialkosten sind niedrig.

④ Die Wasserretention ist geringer als bei organischen Wasserretentionsmitteln, der Trockenschrumpfwert des vorbereiteten Mörtels ist relativ groß und die Kohäsion ist verringert.