คุณสมบัติพื้นฐานของน้ำยาผสมทั่วไปในปูนผสมแห้ง

ประเภทของสารผสมที่ใช้กันทั่วไปในการสร้างปูนผสมแห้ง ลักษณะการทำงาน กลไกการออกฤทธิ์ และอิทธิพลที่มีต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ปูนผสมแห้ง มีการอภิปรายถึงผลการปรับปรุงของสารกักเก็บน้ำ เช่น เซลลูโลสอีเทอร์และสตาร์ชอีเทอร์ ผงลาเท็กซ์ที่กระจายตัวได้ และวัสดุเส้นใย ต่อประสิทธิภาพของปูนผสมแห้ง

สารผสมมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของการสร้างปูนผสมแห้ง แต่การเติมปูนผสมแห้งทำให้ต้นทุนวัสดุของผลิตภัณฑ์ปูนผสมแห้งสูงกว่าปูนทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 40% ของ ต้นทุนวัสดุในปูนผสมแห้ง ปัจจุบันผู้ผลิตต่างประเทศเป็นผู้จัดหาส่วนผสมจำนวนมากและซัพพลายเออร์ยังให้ปริมาณอ้างอิงของผลิตภัณฑ์ด้วย ส่งผลให้ต้นทุนของผลิตภัณฑ์ปูนผสมแห้งยังคงสูงอยู่ และเป็นเรื่องยากที่จะเผยแพร่ปูนฉาบและปูนธรรมดาที่มีปริมาณมากและพื้นที่กว้าง สินค้าในตลาดระดับไฮเอนด์ถูกควบคุมโดยบริษัทต่างชาติ และผู้ผลิตปูนผสมแห้งมีกำไรต่ำและทนต่อราคาได้ไม่ดี ยังขาดการวิจัยที่เป็นระบบและตรงเป้าหมายเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ยาและติดตามสูตรต่างประเทศแบบสุ่มสี่สุ่มห้า

จากเหตุผลข้างต้น บทความนี้จะวิเคราะห์และเปรียบเทียบคุณสมบัติพื้นฐานบางประการของสารผสมเพิ่มที่ใช้กันทั่วไป และบนพื้นฐานนี้ จะศึกษาประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ปูนผสมแห้งโดยใช้สารผสมเพิ่ม

1 สารกักเก็บน้ำ

สารกักเก็บน้ำเป็นส่วนผสมหลักในการปรับปรุงประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำของปูนผสมแห้ง และยังเป็นหนึ่งในสารผสมสำคัญในการกำหนดต้นทุนของวัสดุปูนผสมแห้ง

1. ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเธอร์ (HPMC)

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเป็นคำทั่วไปสำหรับชุดผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาของเซลลูโลสอัลคาไลและสารอีเทอร์ริฟายอิ้งภายใต้เงื่อนไขบางประการ เซลลูโลสอัลคาไลจะถูกแทนที่ด้วยสารอีเทอร์ริฟายอิ้งต่างๆ เพื่อให้ได้เซลลูโลสอีเทอร์ที่แตกต่างกัน ตามคุณสมบัติไอออไนเซชันขององค์ประกอบทดแทน เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: อิออน (เช่นคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส) และไม่ใช่ไอออนิก (เช่นเมทิลเซลลูโลส) ตามประเภทขององค์ประกอบทดแทน เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นโมโนอีเธอร์ (เช่นเมทิลเซลลูโลส) และอีเทอร์ผสม (เช่นไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส) ตามความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกเป็นที่ละลายน้ำได้ (เช่นไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส) และตัวทำละลายอินทรีย์ที่ละลายได้ (เช่นเอทิลเซลลูโลส) เป็นต้น ปูนผสมแห้งส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลสที่ละลายน้ำได้และเซลลูโลสที่ละลายน้ำได้คือ แบ่งออกเป็นประเภททันทีและประเภทการละลายล่าช้าที่รับการรักษาพื้นผิว

กลไกการออกฤทธิ์ของเซลลูโลสอีเทอร์ในปูนมีดังนี้

(1) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสละลายได้ง่ายในน้ำเย็น และจะพบปัญหาในการละลายในน้ำร้อน แต่อุณหภูมิการเกิดเจลในน้ำร้อนจะสูงกว่าอุณหภูมิของเมทิลเซลลูโลสอย่างมาก ความสามารถในการละลายในน้ำเย็นยังดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับเมทิลเซลลูโลส

(2) ความหนืดของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสัมพันธ์กับน้ำหนักโมเลกุลของมัน และยิ่งน้ำหนักโมเลกุลมากเท่าไร ความหนืดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น อุณหภูมิยังส่งผลต่อความหนืดด้วย เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความหนืดจะลดลง อย่างไรก็ตาม ความหนืดสูงมีผลกับอุณหภูมิต่ำกว่าเมทิลเซลลูโลส สารละลายมีความเสถียรเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง

(3) การกักเก็บน้ำของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสขึ้นอยู่กับปริมาณการเติม ความหนืด ฯลฯ และอัตราการกักเก็บน้ำภายใต้ปริมาณการเติมเดียวกันจะสูงกว่าอัตราของเมทิลเซลลูโลส

(4) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีความเสถียรต่อกรดและด่าง และสารละลายในน้ำมีความเสถียรมากในช่วง pH = 2~12 โซดาไฟและน้ำมะนาวมีผลเพียงเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพการทำงาน แต่อัลคาไลสามารถเร่งการละลายและเพิ่มความหนืดได้ ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีความเสถียรต่อเกลือทั่วไป แต่เมื่อความเข้มข้นของสารละลายเกลือสูง ความหนืดของสารละลายไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น

(5) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสสามารถผสมกับสารประกอบโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้เพื่อสร้างสารละลายที่มีความหนืดสม่ำเสมอและสูงขึ้น เช่นโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ แป้งอีเทอร์ หมากฝรั่งผัก เป็นต้น

(6) ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีความต้านทานของเอนไซม์ได้ดีกว่าเมทิลเซลลูโลส และสารละลายของมันมีโอกาสน้อยที่จะถูกย่อยสลายด้วยเอนไซม์มากกว่าเมทิลเซลลูโลส

(7) การยึดเกาะของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสกับโครงสร้างปูนสูงกว่าการยึดเกาะของเมทิลเซลลูโลส

2. เมทิลเซลลูโลส (MC)

หลังจากที่ฝ้ายบริสุทธิ์ได้รับการบำบัดด้วยอัลคาไลแล้ว เซลลูโลสอีเทอร์จะถูกผลิตขึ้นโดยผ่านชุดปฏิกิริยาที่มีมีเทนคลอไรด์เป็นสารอีเทอร์ริฟิเคชั่น โดยทั่วไป ระดับของการทดแทนคือ 1.6~2.0 และความสามารถในการละลายก็แตกต่างกันตามระดับการทดแทนที่แตกต่างกัน มันเป็นของอีเทอร์เซลลูโลสที่ไม่มีไอออนิก

(1) เมทิลเซลลูโลสละลายได้ในน้ำเย็น และจะละลายในน้ำร้อนได้ยาก สารละลายที่เป็นน้ำมีความเสถียรมากในช่วง pH=3~12 มีความเข้ากันได้ดีกับแป้ง กัวกัม ฯลฯ และสารลดแรงตึงผิวหลายชนิด เมื่ออุณหภูมิถึงอุณหภูมิการเกิดเจล จะเกิดเจลขึ้น

(2) การกักเก็บน้ำของเมทิลเซลลูโลสขึ้นอยู่กับปริมาณการเติม ความหนืด ความละเอียดของอนุภาค และอัตราการละลาย โดยทั่วไป หากปริมาณการเติมมีขนาดใหญ่ ความละเอียดมีขนาดเล็ก และมีความหนืดสูง อัตราการกักเก็บน้ำจะสูง ในหมู่พวกเขา ปริมาณการเติมมีผลกระทบมากที่สุดต่ออัตราการกักเก็บน้ำ และระดับความหนืดไม่ได้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับระดับอัตราการกักเก็บน้ำ อัตราการละลายส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระดับการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวของอนุภาคเซลลูโลสและความละเอียดของอนุภาค ในบรรดาเซลลูโลสอีเทอร์ข้างต้น เมทิลเซลลูโลสและไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีอัตราการกักเก็บน้ำสูงกว่า

(3) การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะส่งผลร้ายแรงต่ออัตราการกักเก็บน้ำของเมทิลเซลลูโลส โดยทั่วไปยิ่งอุณหภูมิยิ่งสูง การกักเก็บน้ำก็ยิ่งแย่ลง หากอุณหภูมิปูนเกิน 40°C การกักเก็บน้ำของเมทิลเซลลูโลสจะลดลงอย่างมาก ส่งผลร้ายแรงต่อการก่อสร้างปูน

(4) เมทิลเซลลูโลสมีผลอย่างมากต่อการสร้างและการยึดเกาะของปูน “การยึดเกาะ” ในที่นี้หมายถึงแรงยึดติดที่สัมผัสได้ระหว่างเครื่องมือติดของพนักงานกับพื้นผิวผนัง ซึ่งก็คือความต้านทานแรงเฉือนของปูน ความยึดเกาะสูง ความต้านทานแรงเฉือนของปูนมีขนาดใหญ่ และความแข็งแรงที่คนงานต้องการในกระบวนการใช้งานก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน และประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูนก็ไม่ดี การยึดเกาะของเมทิลเซลลูโลสอยู่ในระดับปานกลางในผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเทอร์

3. ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC)

มันทำจากฝ้ายที่ผ่านการกลั่นด้วยอัลคาไล และทำปฏิกิริยากับเอทิลีนออกไซด์เป็นสารอีเทอร์ริฟิเคชั่นเมื่อมีอะซิโตน ระดับของการทดแทนโดยทั่วไปคือ 1.5~2.0 มีความสามารถในการชอบน้ำได้ดีและดูดซับความชื้นได้ง่าย

(1) ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสละลายได้ในน้ำเย็น แต่ละลายในน้ำร้อนได้ยาก สารละลายมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงโดยไม่เกิดเจล สามารถใช้งานได้นานภายใต้อุณหภูมิสูงในปูน แต่การกักเก็บน้ำจะต่ำกว่าเมทิลเซลลูโลส

(2) ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสมีความเสถียรต่อกรดและด่างทั่วไป อัลคาไลสามารถเร่งการละลายและเพิ่มความหนืดได้เล็กน้อย ความสามารถในการกระจายตัวในน้ำแย่กว่าเมทิลเซลลูโลสและไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเล็กน้อย -

(3) ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสมีประสิทธิภาพในการต่อต้านการยุบตัวที่ดีสำหรับปูนขาว แต่มีเวลาในการหน่วงนานกว่าสำหรับซีเมนต์

(4) ประสิทธิภาพของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่ผลิตโดยองค์กรในประเทศบางแห่งนั้นต่ำกว่าเมทิลเซลลูโลสอย่างเห็นได้ชัดเนื่องจากมีปริมาณน้ำสูงและมีเถ้าสูง

แป้งอีเทอร์

สตาร์ชอีเทอร์ที่ใช้ในครกถูกดัดแปลงจากโพลีเมอร์ธรรมชาติของโพลีแซ็กคาไรด์บางชนิด เช่น มันฝรั่ง ข้าวโพด มันสำปะหลัง ถั่วกระทิง เป็นต้น

1. แป้งดัดแปร

แป้งอีเทอร์ดัดแปลงจากมันฝรั่ง ข้าวโพด มันสำปะหลัง ฯลฯ มีการกักเก็บน้ำต่ำกว่าเซลลูโลสอีเทอร์อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากระดับการปรับเปลี่ยนที่แตกต่างกัน ความเสถียรต่อกรดและด่างจึงแตกต่างกัน ผลิตภัณฑ์บางชนิดเหมาะสำหรับการใช้ในปูนยิปซั่ม ในขณะที่ผลิตภัณฑ์อื่นๆ สามารถใช้ในปูนซีเมนต์ได้ การใช้แป้งอีเทอร์ในปูนส่วนใหญ่จะใช้เป็นสารเพิ่มความข้นเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติป้องกันการยุบตัวของปูน ลดการยึดเกาะของปูนเปียก และยืดเวลาเปิด

สตาร์ชอีเทอร์มักใช้ร่วมกับเซลลูโลส เพื่อให้คุณสมบัติและข้อดีของผลิตภัณฑ์ทั้งสองนี้เข้ากันได้ เนื่องจากผลิตภัณฑ์แป้งอีเทอร์มีราคาถูกกว่าเซลลูโลสอีเทอร์มาก การใช้แป้งอีเทอร์ในมอร์ตาร์จะช่วยลดต้นทุนของสูตรมอร์ตาร์ได้อย่างมาก

2. กัวกัมอีเทอร์

Guar gum ether เป็นแป้งชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติพิเศษซึ่งดัดแปลงมาจากถั่วกระทิงธรรมชาติ โดยหลักแล้วโดยปฏิกิริยาอีริฟิเคชันของกัมกระทิงและหมู่ฟังก์ชันอะคริลิก จะเกิดโครงสร้างที่ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชัน 2-ไฮดรอกซีโพรพิล ซึ่งเป็นโครงสร้างโพลีกาแลกโตมานโนส

(1) เมื่อเปรียบเทียบกับเซลลูโลสอีเทอร์ guar gum ether จะละลายได้ในน้ำมากกว่า คุณสมบัติของ pH guar ethers จะไม่ได้รับผลกระทบแต่อย่างใด

(2) ภายใต้สภาวะที่มีความหนืดต่ำและปริมาณต่ำ หมากฝรั่งกระทิงสามารถแทนที่เซลลูโลสอีเทอร์ได้ในปริมาณเท่ากัน และมีการกักเก็บน้ำใกล้เคียงกัน แต่ความสม่ำเสมอ การป้องกันการหย่อนคล้อย thixotropy และอื่นๆ ได้รับการปรับปรุงอย่างเห็นได้ชัด

(3) ภายใต้สภาวะที่มีความหนืดสูงและปริมาณมาก หมากฝรั่งกระทิงไม่สามารถทดแทนเซลลูโลสอีเทอร์ได้ และการใช้ทั้งสองอย่างผสมกันจะทำให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

(4) การใช้กัวร์กัมในปูนยิปซั่มสามารถลดการยึดเกาะระหว่างการก่อสร้างได้อย่างมาก และทำให้การก่อสร้างราบรื่นขึ้น ไม่มีผลเสียต่อระยะเวลาการแข็งตัวและความแข็งแรงของปูนยิปซั่ม

3. สารเพิ่มความข้นกักเก็บน้ำแร่ดัดแปลง

สารเพิ่มความข้นกักเก็บน้ำที่ทำจากแร่ธาตุธรรมชาติผ่านการดัดแปลงและการผสมได้ถูกนำมาใช้ในประเทศจีน แร่ธาตุหลักที่ใช้ในการเตรียมสารเพิ่มความหนาที่กักเก็บน้ำ ได้แก่ เซพิโอไลท์ เบนโทไนต์ มอนต์มอริลโลไนต์ ดินขาว ฯลฯ แร่ธาตุเหล่านี้มีคุณสมบัติในการกักเก็บน้ำและการทำให้ข้นขึ้นผ่านการดัดแปลง เช่น สารเชื่อมต่อ สารเพิ่มความข้นกักน้ำชนิดนี้ที่ใช้กับปูนมีลักษณะดังต่อไปนี้

(1) สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนธรรมดาได้อย่างมีนัยสำคัญ และแก้ปัญหาการทำงานที่ไม่ดีของปูนซีเมนต์ ปูนผสมความแข็งแรงต่ำ และความต้านทานต่อน้ำไม่ดี

(2) สามารถกำหนดสูตรผลิตภัณฑ์ปูนที่มีระดับความแข็งแรงต่างกันสำหรับอาคารอุตสาหกรรมและงานโยธาทั่วไปได้

(3) ต้นทุนวัสดุต่ำกว่าเซลลูโลสอีเทอร์และแป้งอีเทอร์อย่างมาก

(4) การกักเก็บน้ำต่ำกว่าสารกักเก็บน้ำอินทรีย์ ค่าการหดตัวแบบแห้งของปูนที่เตรียมไว้จะมีมากกว่า และความเหนียวแน่นลดลง

ผงยางโพลีเมอร์ที่กระจายตัวได้

ผงยางที่กระจายตัวได้ได้รับการประมวลผลโดยการพ่นแห้งด้วยโพลีเมอร์อิมัลชันชนิดพิเศษ ในกระบวนการแปรรูป สารป้องกันคอลลอยด์ สารป้องกันการจับตัวเป็นก้อน ฯลฯ จะกลายเป็นสารเติมแต่งที่ขาดไม่ได้ ผงยางแห้งเป็นอนุภาคทรงกลมขนาด 80~100 มม. ที่รวมตัวกัน อนุภาคเหล่านี้ละลายได้ในน้ำและก่อให้เกิดการกระจายตัวที่เสถียรซึ่งใหญ่กว่าอนุภาคอิมัลชันดั้งเดิมเล็กน้อย การกระจายตัวนี้จะสร้างฟิล์มหลังจากการคายน้ำและทำให้แห้ง ฟิล์มนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้เหมือนกับการสร้างฟิล์มอิมัลชันทั่วไป และจะไม่กระจายตัวเมื่อพบกับน้ำ การกระจายตัว

ผงยางที่กระจายตัวได้สามารถแบ่งออกเป็น: โคพอลิเมอร์สไตรีน - บิวทาไดอีน, โคพอลิเมอร์เอทิลีนกรดคาร์บอนิกระดับอุดมศึกษา, โคพอลิเมอร์กรดอะซิติกเอทิลีน - อะซิเตท ฯลฯ และจากนี้ซิลิโคน ไวนิลลอเรต ฯลฯ ได้รับการกราฟต์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ มาตรการดัดแปลงที่แตกต่างกันทำให้ผงยางที่กระจายตัวได้มีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน เช่น การกันน้ำ ความทนทานต่อด่าง ทนต่อสภาพอากาศ และความยืดหยุ่น ประกอบด้วยไวนิลลอเรตและซิลิโคนซึ่งสามารถทำให้ผงยางมีคุณสมบัติในการละลายน้ำได้ดี ไวนิลเทอร์เชียรีคาร์บอเนตที่มีกิ่งก้านสูง มีค่า Tg ต่ำและมีความยืดหยุ่นดี

เมื่อใช้ผงยางประเภทนี้กับปูน ผงยางเหล่านี้ทั้งหมดจะมีผลในการชะลอเวลาการแข็งตัวของซีเมนต์ แต่ผลการหน่วงจะน้อยกว่าการใช้อิมัลชันที่คล้ายกันโดยตรง ในการเปรียบเทียบ สไตรีน-บิวทาไดอีนมีผลในการหน่วงที่ใหญ่ที่สุด และเอทิลีน-ไวนิลอะซิเตตมีผลในการหน่วงน้อยที่สุด หากปริมาณยาน้อยเกินไป ผลของการปรับปรุงประสิทธิภาพของปูนก็ไม่ชัดเจน