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1、纤维素醚在干混砂浆中的作用特点及选用原则化学建材2009年第25卷第3期纤维素醚在干混砂浆中的作用特点及选用原则李俏,张琳汕头经济特区龙湖科技有限公司北京技术中心,北京100076摘要:纤维素醚(MC)在砂浆中的主要作用是保水,增稠,引气,缓凝以及提高拉伸粘结强度等,这些特点分别对应了MC的组成,黏度,产品稳定性,醚化取代度,改性程度,颗粒大小等各个方面.在选用MC产品时,应根据不同砂浆的使用要求,综合考虑以上方面的影响.本文根据薄抹灰体系,抹灰体系,瓷砖粘结剂,砌筑砂浆,自流平体系等的特殊要求,提出了对MC选用的原则.本文以Tylose纤维素醚为例,推荐了适宜的产品.关键词:纤维素醚;干粉砂
2、浆;作用特点;选用原则中图分类号:TU528.0文献标识码:B文章编号:1004-1672(2009)03-002503BehaviourCharacteristicsandSelectionPrincipleofCelluloseEtherforDry-MixedMortar,LiQiaoetai/BeijingTechnicalCenterShantoUSEZLonghuSci.&Tech.Co.Ltd.Abstract:Themainfunctionsofcelluloseether(MC)inmortararewaterretention,thickening,air-entr
3、aining,retardingandimprovementoftensilebondstrengthwhichwerecorrespondedrespectivelywithcomposition.viscosity,productstability,ethefificationsubstitution.modificationlevelandparticlesizeofMC.,hellcelluloseetherischosenfordifferentmortars,theabove.mentionedeffectsshouldbetakenintoconsiderationcompreh
4、ensivelyaccordingtoapplicati0nrequirementsofdifferentmortars.Andfinally,principlesofcelluloseetherselectionfordifferentmortarsareputforwardbasedonspecialrequirementsofTyloseSproducts.ThesemortarsystemsincludeEIFSmortar,renderings.tileadhesives,masonrymortal,self-levelingcompounds,andSOOil.KeyWords:c
5、elluloseether;powderedmortar;behaviourcharacteristics;selectionprinciple1引言纤维素醚(MC)在建材工业具有极其广泛的用途,用量很大,可以作为缓凝剂,保水剂,增稠剂和粘接剂.在普通干混砂浆,外墙外保温砂浆,自流平砂浆,瓷砖粘结剂,高性能建筑腻子,抗裂内外墙腻子,防水干混砂浆,石膏灰泥,嵌缝剂等材料中,纤维素醚起到重要的作用.纤维素醚对于砂浆体系的保水性,需水量,粘结性,缓凝性和施工性有着重要的影响.纤维素醚有许多不同的种类和规格,建材领域常用的纤维素醚包括HEC,HPMC,CMC,PAC,MHEC等,根据其各自的作用特点应
6、用在不同的砂浆体系中.有人曾对不同种类,不同掺量的纤维素醚对水泥砂浆体系的影响做过研究.本文则着重在此基础上,阐述在不同的砂浆产品中如何选用不同品种和规格的纤维素醚.2纤维素醚在水泥砂浆中的作用特点纤维素醚作为目前干粉砂浆中重要的外加剂,其在砂浆中有着多方面的作用.纤维素醚在水泥砂浆中最主要的作用是保水和增稠,另外,由于其与水泥体系的相互作用,还会起到引气,缓凝,提高拉伸粘接强度的辅助作用.纤维素醚在砂浆中最重要的性能是保水性.纤维素醚作为重要外加剂应用在几乎所有砂浆产品中,主要就是利用了它的保水性.一般来说,纤维素醚的保水性是与其黏度,添加量及颗粒大小有关.纤维素醚作为增稠剂,其增稠的作用效
7、果是与纤维素醚的醚化程度,颗粒大小,黏度和改性程度有关的.一般而言,纤维素醚的醚化程度和黏度越高,颗粒越小,则增稠效果越明显.通过调节MC的以上特点,可以使砂浆达到适宜的抗垂流性能和最佳的黏稠度.纤维素醚中,烷基基团的引入使含有纤维素醚的水溶液表面能降低,从而使纤维素醚对水泥砂浆具有引气的作用.在砂浆中引入适当的气泡,由于气泡的”滚珠效应”,使砂浆的施工性能得到改善,同时,气泡的引入增加了砂浆的产出率.当然,引气量需要控制,引气过多时,对于砂浆的强度是有负面影响的,因为有可能会引入有害气泡.纤维素醚在干混砂浆中的作用特点及选用原则李俏纤维素醚会延缓水泥的水化过程,从而使得水泥凝结硬化过程变慢,
8、砂浆的开放时间也相应得到延长,但这种作用在较为寒冷的地区对砂浆是不利的.在选用纤维素醚时,应根据具体情况选择适宜的产品.纤维素醚的缓凝作用主要随着自身的醚化程度,改性程度和黏度的提高而延长.另外,纤维素醚作为高分子长链物质,加入水泥体系后,在充分保持浆体水分的前提下,可以提高与基材的粘结性能.纤维素醚在砂浆中的性能主要有:保水性,增稠性,延长凝结时间,引气性以及提高拉伸粘接强度等.对应上述性能,体现在MC本身特点上,即:黏度,稳定性,有效成分含量(添加量),醚化取代度及其均匀性,改性程度以及有害物质的含量等等.从而在选用MC时,应根据具体砂浆产品对某方面性能的具体要求,选择自身特点能够提供适宜
9、性能的纤维素醚.3纤维素醚的自身特点一般而言,纤维素醚生产厂商提供的产品说明中都会包含以下指标:外观,黏度,基团取代度,细度,有效物质含量(纯度),水分含量,推荐领域及用量等.这些性能指标可以体现纤维素醚的部分作用,但在比较和选用纤维素醚时,还应考查其化学成分,改性程度,醚化程度,NaC1含量,DS值等其他方面.以TyloseMC的MH60001P6产品说明书为例.首先,MH说明组成为甲基羟乙基纤维素醚,黏度(HOpplerf法测定)为60000mPa?S,”P6”说明颗粒大小为细粉末级.另外,除说明产品外观,黏度,粒径以外,还有如下指标:化学成分为甲基羟乙基纤维素醚,经过低度改性;醚化程度中
10、度;含水率6%:NaCl含量1.5%;有效物质含量>92.5%,松散密度300g/L等等.3.1纤维素醚黏度纤维素醚的黏度影响了其保水性,增稠性,缓凝性等多个方面,因此,它是考查和选用纤维素醚的重要指标.在讨论纤维素醚的黏度之前,需要说明的是,纤维素醚黏度测试的方法常用的有四种:Brookfield,Hakke,H6ppler,旋转黏度计法.四种方法所采用的仪器设备,溶液浓度,测试环境等各不相同,从而,同种MC溶液用四种方法测试出的结果也是千差万别的.即便对于同种溶液,采用同种方法,在不同的环境条件下进行测试,黏度的结果也有差异.因此,在说明一种纤维素醚的黏度时,必须同时注明采用何种方法
11、测试,溶液浓度,转子,转速,测试温湿度等环境条件,此黏度值才是有价值的.单纯只说”某种MC的黏度是多少”是没有意义的.以TyloseMC产品MH100001P6为例.产品说明书中指出:”H6ppler方法测定的黏度值为100000mPa?S”.作为对应,说明书中同时给出了“BrookfieldRV,20rpm,1.0%,20,20GH的条件下,测试的黏度值为41005500mPa-s”.3.2纤维素醚的产品稳定性众所周知,纤维素醚容易受到纤维素霉的侵蚀.霉在侵蚀纤维素醚时,首先进攻的是纤维素醚中未被醚化的葡萄糖单元,作为直链化合物,一旦有葡萄糖单元被破坏,整个分子链断开,产品黏度就会急剧下降.
12、葡萄糖单元被醚化后,霉就不容易侵蚀分子链,因此,纤维素醚的醚化取代度(DS值)越高,其稳定性就会越高.以TyloseMC产品MH100001P6为例,其产品说明书中明确指出,DS值为1.70(可溶于水的MC,其DS值均小于2),从而可以说明该产品具有较高的产品稳定性.3.3纤维素醚的有效成分含量纤维素醚中有效成分的含量越高,产品的性价比越高,从而可以在掺量相同的情况下达到更好的效果.纤维素醚中有效的成分即为纤维素醚分子,其为有机物质,因此在考查纤维素醚的有效物质含量时,可以间接通过煅烧后的灰分值来体现.一般而言,灰分值较高,则有效物质相应较低.TyloseMC产品说明书中,一般产品的有效成分均
13、在92%以上.3.4纤维素NaCI的含量NaCl是纤维素醚生产中必然的副产物,一般需要通过多次洗涤才能除去,洗涤次数越多,NaCI残留越少.NaC1对于钢筋,钢丝网等的腐蚀是众所周知的危害,因此,尽管多次洗涤NaCl的污水处理可能会增加成本,但在选用MC产品时,还是应尽量选择NaCl含量较低的产品.TyloseMC产品的NaC晗量一般都控制在1.5%以下,属于NaC1含量较低的产品.4不同砂浆产品选择纤维素醚的原则在为砂浆产品选用纤维素醚时,首先应根据产品说明书的描述,选择自身性能指标(如黏度,醚化取代度,有效物质含量,NaC1含量等性能)比较优化学建材2009年第25卷第3期27秀的各种MC
14、.其次,再根据具体的砂浆产品及其性能要求,分别选择综合应用性能符合要求的优质MC品种.以下根据不同的砂浆产品的相应要求,介绍选择适宜的MC的相应原则.4.1薄抹灰体系以薄抹灰体系的抹面胶浆为例,由于抹面胶浆直接接触外界环境,表面失水较快,因此要求保水率较高.特别是夏天施工时,要求砂浆在高温时能够较好保持水分.要求选用保水率较高的MC,可以通过黏度,颗粒大小,添加量三个方面综合考虑.一般而言,同等条件下选择黏度较高的MC,而考虑到施工性的要求,黏度又不能太高.从而,选择的MC应为保水率较高,而黏度不太高.TyloseMC产品中,MH60001P6等可以推荐用于薄抹灰的粘结抹面体系.4.2水泥.基
15、抹.灰浆抹灰砂浆要求砂浆的均匀性好,抹灰时更容易均匀涂布,同时要求抗垂流性好,泵送能力和流动性和易性都比较高.因此,选用黏度较低,而在水泥砂浆中分散和稠度发展较快(颗粒较细小)的MC,如推荐使用Tylose的MH60001P6,MH10007P4等.4.3瓷砖粘结剂瓷砖胶的施工中,为保证安全高效,特别要求砂浆的开放时间较长,抗下滑性能较好,同时要求基材与瓷砖之间能有很好的粘结.因此,瓷砖胶对于MC的要求比较高.而MC在瓷砖胶中一般都有比较高的掺量.在选用MC时,要满足开放时间较长的要求就需要MC本身保水率较高,保水率则要求黏度,添加量和颗粒大小适宜.要满足抗下滑性能好需要MC的增稠效果好,使砂
16、浆的抗垂流性强,增稠性则对黏度,醚化程度,颗粒大小有一定要求.从而需要考虑的MC要同时满足黏度,醚化程度和颗粒大小的要求,推荐使用TyloseMC的MH100001P6,MH60001P6,MHS10012P6等(己测其真空抽滤法保水率均在95%以上).对抗下滑型瓷砖胶,则要求增稠抗垂流性能特别优秀的MC,从而可以选择高度改性的MC,如可以推荐使用Tylose的MH10005P2(此产品为高改性产品).4.4自流平地面砂浆自流平砂浆中对砂浆的流平性能要求较高,因此,适宜选用低黏度的纤维素醚产品.由于自流平要求搅拌均匀的砂浆能够在地面上自动流平,要求流动性和泵送性,所以水料比大.为防止泌水,要求
17、MCfl控制表面的保水性,还要提供黏度防止沉淀,推荐使用Tylose的H300P2,H20P2.4.5砌筑砂浆砌筑砂浆由于直接接触砌体表面,一般为厚层施工,要求砂浆能具有较高和易性和保水性,还能保证与砌体的结合力,改善旋工性,提高效率.因此,选用的MC应该能有助于砂浆提高上述的性能,要求纤维素醚的黏度不能太高,有一定的保水性,推荐使用MH100001P6,MH6OOO1P6,MH6000Yt等.4.6保温浆料保温浆料由于主要为手工涂抹,因此,要求所选用的MC能够赋予砂浆较好的施工性,良好的和易性和优异的保水性,MC同时应具有高黏高引气的特性.针对上述特点,推荐使用Tylose的MH100000
18、1P6,MH60001P6等保水率较高,黏度较高且有较好引气性能的产品.5结语纤维素醚在水泥砂浆中的作用是保水,增稠,引气,缓凝以及提高拉伸粘结强度等,这些作用分别对应了在考查和选用MC时,需考虑的MC自身指标如黏度,醚化取代度,改性程度,产品稳定性,有效物质含量,颗粒大小等多个方面.在不同的砂浆产品中选用MC时,应根据具体砂浆产品的施工和使用要求,提出对MC自身的性能要求,结合MC的组成和基本指标参数,选择适宜的MC品种.参考文献:【l】张彬,贺鸿珠,钟世云.纤维素醚在水泥砂浆中的作用机理及影响因素【J】.上海建材,.2008,(3).2L.Schmi,CJ.Hacke纤维素醚在水泥基干拌砂浆产品中的应用【J】.新型建筑材料,2007,(4).【3】许志刚.水泥制品中纤维素醚的应用特性【J】.化学建材,.2001,(7).【4】邵自强,等.纤维素醚.北京:化学工业出版社.收稿日期:200902-10作者简介:李俏,女,工程师,主要从事干粉砂浆外加剂应用方面的研究工作;电话:010-69273035?8043,E-mail:qiao.1ilonghu_biz