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名昂瑞祥小贴士:砂浆常用材料之一纤维素醚
作者:名昂瑞祥    发布时间:2015/7/30

 

    砂浆中需要多种原材料,今天为大家介绍下砂浆组成材料之一纤维素醚,纤维素醚是最常用的保水增稠材料,几乎用于每一种干混砂浆产品。纤维素醚是天然纤维素与醚化剂在一定条件下反应生成一系列产物的总称。

    纤维素是自然界中的物质如木材、亚麻或棉花的基本材料,由无支链的长纤维分子构成。一个单一的“纤维素纤维”可以由多达一万个独立的脱水葡萄糖单元构成。在纤维素中,纤维分子呈束状排列,由此形成了所谓的微小的原纤维,最终得到了“紧密交织的”网状结构的纤维素分子。大量的强氢键使每个纤维素纤维之间的结合十分紧密。

    纤维素醚分子的化学结构与纤维素非常相似。在醚化过程中,一个独立的无水葡萄糖单元中的三个自由OH基团被取代(至少部分取代),意味着原始纤维素分子之间的紧密结合减弱了,因此纤维素才变成了水溶性的产品。纤维素醚的生产过程是很复杂的,它是先从棉花或木材中提取纤维素,然后加入氢氧化钠后经化学反应转化成碱性纤维素,碱性纤维素在醚化剂的作用下生成纤维素醚。不同醚化剂可把碱性纤维素醚化成各类纤维素醚。

    在欧洲,干混砂浆产品中最常用的纤维素醚有羟乙基甲基纤维素醚(HEMC)和羟丙基甲基纤维素醚(HPMC),两者在干混砂浆市场上至少有90%的占有率。对于不同用途的干混砂浆产品,纤维素醚的掺量亦不相同,低的从0.02%(如砌筑砂浆或自流平砂浆)到0.1%(如抹灰和批荡砂浆);高的可以从0.3%~0.7%(如瓷砖胶)。

    纤维素醚也称为流变改性剂,即一种用来调节新拌砂浆流变性能的添加剂。纤维素醚主要有以下三个功能:

① 可以使新拌砂浆增稠从而使砂浆有一定的湿黏性,同时防止离析并获得均匀一致的可塑体;

② 本身具有引气作用,还可以再砂浆中引入均匀细小气泡;

③ 作为保水剂,有助于保持薄层砂浆中的水分(自由水),从而在砂浆施工后水泥可以有更多的时间水化。

    在技术上纤维素醚最重要的性能是其增加液体黏度的能力,因此它可以作为增黏剂使用,纤维素醚的增黏作用取决于:

① 聚合度(DP)与取代度(MS);

② 纤维素醚的浓度;

③ 剪切速率;

④ 温度;

⑤ 溶解的盐的浓度;

⑥ 其他的改性添加剂。

    在其他参数不变的情况下,纤维素醚溶液的黏度随聚合度的提高而提高。这种作用在低聚合度的情况下表现得比在高聚合度的情况下更为明显。

    不同等级的纤维素醚最重要的性能是它们在建筑建材系统中的保水能力。为了获得良好的工作性,需要在较长的时间里保持砂浆中含有足够的水分。由于水在无机组分之间起到了润滑剂和溶剂的作用,因此薄层砂浆才可以进行梳理,抹灰砂浆才可以用抹刀进行馒抹作业。易吸水的墙体或陶瓷砖在使用了添加纤维素醚的砂浆后不需要进行预湿。所以纤维素醚可以带来快速和经济的施工效果。

    胶凝材料(如水泥和石膏)需要与水进行反应才能水化从而凝结硬化。正确掺量的纤维素醚可以再足够长的时间里保持砂浆中的水分使得凝结硬化过程得以持续进行。

获得足够的保水能力所需要的纤维素醚掺量取决于:

① 基层的吸收性;

② 砂浆的组成;

③ 砂浆的层厚;

④ 砂浆的加水量;

⑤ 胶凝材料的凝结时间;

⑥ 其他有保水功能的添加剂。

    保水性是通过测定某一固定的时段内在搅拌好的砂浆中保留下来的水量与总用水量之比。为了模拟易吸水的基层,使用滤纸法检测

    相同的纤维素醚掺量下,黏度增加时保水性也增大。未掺加纤维素醚的砂浆保水率大约为75%。增大纤维素醚的量可以明显增加保水能力。另外,纤维素醚的高温保水性与其醚化程度有关,醚化程度越高,砂浆高温下的保水性才能得以保持。在施工温度较高时选择适宜的纤维素醚对砂浆进行改性、对于保证砂浆的新拌和硬化性能是十分重要的。

    在使用纤维素醚时应该注意以下一些问题:纤维素醚的掺量过高或黏度过大会使需水量增加,造成馒抹作业中感觉吃力(粘抹子)和工作性降低。纤维素醚会延缓水泥的凝结时间,特别是在掺量较高时缓凝作用更为显著。此外,纤维素醚也会影响砂浆的开放时间、抗垂流性能和粘结强度。

    在不同产品中应选择适宜的纤维素醚,其作用也有所区别。如在瓷砖胶中宜选择较高黏度的纤维素醚,它可以延长开放时间和可调整时间,并改善抗滑移性能;在自流平砂浆中宜选择较低黏度的纤维素醚以保持砂浆的流动性,同时它还起到防止离析分层和保水作用。应根据生产商的建议和相应的实验结果来确定适宜的纤维素醚。

 

 
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