在預拌砂漿中,羥丙基甲基纖維素醚起著保水、增稠、延緩水泥水化動力,改善施工性能等作用。良好的保水能力使水泥水化更加完全,可以改善濕砂漿的濕粘性,提高砂漿的粘結強度,可調整時間。機械噴涂砂漿加入纖維素醚可以改善砂漿的噴涂或泵送性能,以及結構強度。因此,纖維素醚正作為一種重要的添加劑在預拌砂漿中被廣泛應用。
在預拌砂漿中,羥丙基甲基纖維素醚的添加量很低,但能顯著改善濕砂漿的性能,是影響砂漿施工性能的—種主要添加劑。合理選擇不同品種,不同粘度,不同顆粒尺寸,不同粘性程度和添加量的纖維素醚,對干粉砂漿性能的提高產生并發揮著積極的影響。當前,許多砌筑和抹灰砂漿保水性能不好,稍微靜置幾分鐘就會出現水漿分離。
保水性是羥丙基甲基纖維素醚的一個重要性能,也是國內很多干粉砂漿廠家,特別是南方氣溫較高地區的廠家關注的性能。影響干粉砂漿保水效果的因素包括HPMC的添加量、HPMC的黏度、顆粒的細度及使用環境的溫度等。
羥丙基甲基纖維素醚的性質取決于取代基的種類,數量和分布。而纖維素醚的分類也是根據取代基的種類,醚化程度,溶解性能及相關應用型能來分類的。
從溶解性能上又可分為離子型和非離子型。水溶性非離子型纖維素醚主要由烷基醚和羥烷基醚兩大系列品種組成。離子型CMC主要應用在合成洗滌劑紡織印染食品和石油開采方面。而非離子型MC,HPMC, HEMC等主要應用于建筑材料、乳膠涂料、醫藥、日用化學等方面。作為增稠劑、保水劑、穩定劑、分散劑、成膜劑使用。
纖維素醚的保水性:在建筑材料特別是干粉砂漿的生產中,纖維素醚發揮著不可替代的作用,特別是在特種砂漿(改性砂漿)的生產中,更是不可缺少的重要組成部分。水溶性纖維素醚在砂漿中的重要作用主要有三個方面,一是優良的保水能力,二是對砂漿稠度和觸變性的影響,三是與水泥的相互作用。纖維素醚的保水作用,取決于基層的吸水性,砂漿的組成,砂漿的層厚,砂漿的需水量,凝結材料的凝結時間。就纖維素醚本身的保水性則來自于纖維素醚本身的溶解性和去水化作用。所以在水中只溶脹不溶解,當分子鏈中引入取代基時,不但取代基破壞了氫鏈,而且因相鄰鏈間取代基楔入而破壞鏈間氫鍵,取代基越大拉開分子間距離越大。破壞氫鍵效應越大,纖維素晶格膨化后,溶液進入,纖維素醚成為水溶性,形成高粘度溶液。當溫度升高時,高分子水化作用減弱,而鏈間的水被逐出。當去水作用充分時,分子開始聚集,形成三維網狀結構凝膠折出。
影響砂漿的保水性的因素包括纖維素醚粘度,添加量,顆粒細度和使用溫度。
纖維素醚的粘度越大保水性能越好。黏度是HPMC性能的重要參數,目前不同的HPMC生產商采用不同的方法和儀器來測定HPMC的黏度,對于同一種產品,用不同方法測得的黏度結果差別很大,有的甚至是成倍的差異。因此,比較黏度時,一定要在同一種測試方法之間進行,包括溫度、轉子等。
一般來說,黏度越高,保水效果越好。但黏度越高,MC的分子量越高,其溶解性能就會相應降低,這對砂漿的強度和施工性能有負面的影響。黏度越高,對砂漿的增稠效果越明顯,但并不是正比的關系。黏度越高,濕砂漿會越黏,既施工時,表現為粘刮刀和對基材的黏著性高。但對濕砂漿本身的結構強度的增加幫助不大。既施工時,表現為抗下垂性能不明顯。相反,一些中低黏度但經過改性的甲基纖維素醚則在改善濕砂漿的結構強度有優異的表現。
纖維素醚在砂漿中的添加量越大,保水性能越好,粘度越高,保水性能越優。
對于顆粒尺寸,顆粒越細保水性越好。大顆粒的纖維素醚與水接觸后,表面立即溶解而形成凝膠將物料包裹起來阻止水分子繼續滲入,有時長時間攪拌也得不到均勻分散溶解,形成一種渾濁絮狀溶液或結塊。大大影響其纖維素醚的保水作用,溶解性則是選擇纖維素醚的要素之一。細度也是甲基纖維素醚的一個重要的性能指標。用于干粉砂漿的MC要求為粉末,水含量低,而且細度也要求20%~60%的粒徑小于63um。細度影響到甲基纖維素醚的溶解性。較粗的MC通常為顆粒狀,在水中很容易分數溶解而不結塊,但溶解速度很慢,不宜在干粉砂漿中使用。在干粉砂漿中,MC分散于骨料、細填料和水泥等膠結材料之間,只有足夠細的粉末才能避免加水攪拌時出現甲基纖維素醚結塊。當MC加水溶解結塊后,在分散溶解就很困難。細度較粗的MC不但浪費,而且會降低砂漿的局部強度,這樣的干粉砂漿大面積施工時,就表現為局部干粉砂漿的固化速度明顯降低,出現由于固化時間不同而造成的開裂。對于采用機械施工的噴射砂漿,由于攪拌的時間較短,對細度的要求更高。
水泥漿體稠度與纖維素醚的摻量也有著良好的線性關系,纖維素醚可以大大增加砂漿的粘稠度,摻量越大,效果越明顯。高粘度的纖維素醚水溶液具有高的觸變性,這也是纖維素醚的一大特性。MC類聚合物的水溶液在其凝膠溫度的以下通常具有假塑性,非觸變流動性,但在低剪切速率時呈牛頓型流動性質。假塑性隨纖維素醚分子量或濃度的增加而增大,與取代基類型和取代度無關。所以,相同粘度等級的纖維素醚,不管是MC,HPMC,HEMC,只要是濃度和溫度保持恒定,總表現出相同的流變性質。當溫度提高時形成結構凝膠,出現高觸變流動。高濃度低粘度的纖維素醚即使在凝膠溫度以下,也表現出觸變性。這一性質對建筑砂漿的施工調整其流平和流掛性是大有益處的。這里需要說明一點,纖維素醚的粘度越高,保水性越好,但粘度越高,纖維素醚相對分子量越高,其溶解性能相應降低,這對砂漿濃度和施工性能造成負面影響。粘度越高,對砂漿的增稠效果越明顯,但并不是完全的正比關系。一些中低粘度,但經過改性的纖維素醚在改善濕砂漿的結構強度有更加優異的表現,隨粘度的增加,纖維素醚保水性提高。 |