Влияние эфиров целлюлозы (HPMC) на прочность на разрыв клея для керамической плитки

Эфиры целлюлозы, особенно Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC), широко используются в коммерческих растворах в качестве водоудерживающих, загущающих и связующих веществ.

Эфиры целлюлозы с поверхностной обработкой предназначены для водных продуктов. В связи с потребностями рынка и производственными соображениями, большинство доступных продуктов HPMC имеют поверхностно-обработанный тип. Вопрос о том, подходят ли поверхностно обработанные эфиры целлюлозы для продуктов на основе цемента, волнует многих производителей строительных растворов.

Теперь рассмотрим разницу в прочности на разрыв при различных условиях отверждения между поверхностно обработанными и неповерхностно обработанными эфирами целлюлозы, применяемыми в плиточном клее.

Сырье и экспериментальные методы

Материалы и основные свойства

Цемент: Обычный портландцемент, основные свойства которого приведены в таблице 1.

Таблица1 Основные свойства цемента

Имя

Прочность на сжатие (МПа)

Прочность на изгиб (МПа)

Время установки (ч:мин)

3 дня

28 дней

3 дня

28 дней

Начальный набор

Окончательный набор

Цемент

4.36

6.29

24.6

45.7

2:35

3:45

 

Кремнеземный песок: Используется местный речной песок

Гранулометрический состав двух типов речного песка (30-50 меш и 50-140 меш) представлен на рисунке 1:

Рисунок 1 Гранулометрический состав двух видов песка

Эфиры целлюлозы

Мы выбрали гидроксипропилметилцеллюлозные эфиры с одинаковой степенью замещения и вязкостью около 120 000 как для образцов с поверхностной обработкой, так и для образцов без поверхностной обработки. Для каждого типа было отобрано по 16 образцов. Основные технические характеристики образцов приведены в таблице 2.

Таблица 2: Основные технические характеристики двух типов эфиров целлюлозы

Имя

Вязкость мпа.с

Эш %

Влажность %

Метокси%

Гидроксипропокси%

Поверхностно обработанный

123389

2.57

3.66

20.03

8.84

Без поверхностной обработки

129483

2.54

3.82

21.63

8.73

Условия тестирования вязкости - при температуре 20℃.

Экспериментальные методы

Экспериментальный дизайн

Исследование относится к самой базовой формуле плиточного клея, широко представленной на современном рынке. Для минимизации влияющих факторов другие компоненты и пропорции остаются неизменными. Латексный порошок не добавляется. Варьируется только тип эфира целлюлозы, чтобы сравнить его влияние на прочность на разрыв плиточных клеев на основе цемента. Данная формула приведена только для справки. Конкретные пропорции каждого компонента в формуле приведены в таблице 3.

Таблица 3 Экспериментальные пропорции

Сырье

Обычный портландцемент

Средний песок

Мелкий песок

Эфир целлюлозы

 

 

30-50 меш

50-140 меш

 

Процент %

35

24.6

40

0.4

Методы тестирования

Формовка, отверждение и испытания образцов проводятся в соответствии с методами, изложенными в отраслевом стандарте JC/T 547-2005 "Клей для керамической плитки для стен и полов", чтобы соответствовать стандартной консистенции. Вода (23%) добавляется и перемешивается для достижения обрабатываемости. Образцы формуются при стандартных условиях (23±2°C, 50±5% RH). Прочность плиточного клея на растяжение испытывается при различных условиях отверждения, включая начальную прочность на растяжение (28 дней стандартного отверждения), прочность на растяжение после погружения в воду (7 дней стандартного отверждения + 21 день погружения в воду), прочность на растяжение после 20 минут открытого времени и прочность на растяжение при стандартных условиях отверждения в течение 2 дней. В данном исследовании прочность связи на растяжение проверяется с помощью тестера на растяжение со скоростью нагрузки 250 Н/с для связи с бетонными основаниями. Для измерения времени схватывания каждого образца используется аппарат Вика.

Экспериментальные результаты и анализ

Влияние на прочность клея при растяжении на ранних стадиях

Исследована прочность клея на растяжение на поверхности бетонного основания при 48-часовом стандартном отверждении в лабораторных условиях. Шестнадцать образцов каждой из двух основных категорий эфиров целлюлозы, перечисленных в таблице 3, используются в пропорциях плиточного клея. Образцы для испытаний формируются и испытываются в соответствии с методами, описанными в JC/T 547-2005. Прочность клея на разрыв измеряется после 48 часов отверждения в стандартных лабораторных условиях.

Данные испытаний на растяжение клея для одного и того же типа эфира целлюлозы сгруппированы для статистического сравнения между эфирами целлюлозы с поверхностной обработкой и без нее с точки зрения их влияния на прочность плиточного клея при раннем растяжении.

График влияния прочности на растяжение при 2-дневном отверждении при комнатной температуре на бетонном основании

С точки зрения полученных данных, влияние поверхностно обработанных и неповерхностно обработанных эфиров целлюлозы на прочность плиточного клея при раннем растяжении незначительно. Разница в средних значениях составляет всего около 2%, при этом у неповерхностно обработанного типа она немного выше, чем у поверхностно обработанного. Можно сделать вывод, что нет существенной разницы во влиянии двух типов гидроксипропилметилцеллюлозных эфиров на раннюю прочность плиточного клея при растяжении.

Прочность сцепления при растяжении

Условия отверждения включают 28-дневные стандартные лабораторные условия на бетонных поверхностях.

Аналогично, в пропорциях плиточного клея используются шестнадцать образцов каждой из двух основных категорий эфиров целлюлозы, перечисленных в таблице 3. Образцы для испытаний формируются в соответствии со стандартными требованиями и отверждаются в течение 28 дней в стандартных лабораторных условиях. Затем проводится испытание прочности клеевого соединения на растяжение.

Данные испытаний на прочность клеевого соединения при растяжении для одного и того же типа эфира целлюлозы сгруппированы для статистического сравнения между эфирами целлюлозы с поверхностной обработкой и без поверхностной обработки с точки зрения их влияния на прочность клеевого соединения плиточного клея при растяжении в течение 28 дней.

График влияния прочности на растяжение при 28-дневном твердении при комнатной температуре на бетонном основании

С точки зрения полученных данных, влияние поверхностно обработанных и неповерхностно обработанных эфиров целлюлозы на первоначальную прочность плиточного клея при растяжении незначительно. Разница в средних значениях составляет всего около 1%, при этом у неповерхностно обработанного типа она немного ниже, чем у поверхностно обработанного. Можно сделать вывод, что оба типа эфиров целлюлозы оказывают последовательное влияние на 28-дневную первоначальную прочность плиточного клея на разрыв.

Прочность адгезивного соединения при растяжении после погружения в воду

Условия отверждения включают 7-дневные стандартные лабораторные условия с последующим 21-дневным погружением в воду при температуре (20±2)°C на поверхности бетонной подложки. Данные испытаний на прочность сцепления при растяжении для одного и того же типа эфира целлюлозы сгруппированы для статистического сравнения между обработанными и необработанными эфирами целлюлозы с точки зрения их влияния на прочность сцепления плиточного клея при растяжении после погружения в воду.

 График влияния прочности на растяжение после погружения в воду на когезивной подложке

Анализ данных показал, что влияние обработанного и необработанного HPMC на прочность плиточного клея на разрыв после погружения в воду существенно. Разница в средних значениях составляет примерно 10%, при этом тип с поверхностной обработкой демонстрирует значительно более высокие значения по сравнению с типом без поверхностной обработки. Таким образом, можно сделать вывод, что обработанный поверхностью HPMC более эффективен в обеспечении водостойкой прочности плиточного клея на разрыв.

Прочность адгезивного соединения при растяжении после 20 минут открытого времени

Образцы для испытаний на открытое время формируются в соответствии с методом, описанным в JC/T 547-2005, с требуемым открытым временем 20 минут. Образцы хранятся при стандартных условиях отверждения в течение 28 дней, после чего проводится испытание прочности адгезионного соединения на растяжение. Данные испытаний на прочность клеевого соединения при растяжении для одного и того же типа эфира целлюлозы группируются для статистического сравнения между эфирами целлюлозы с поверхностной обработкой и без поверхностной обработки с точки зрения их влияния на прочность в условиях 20-минутного открытого времени для плиточного клея.

График влияния адгезионной прочности при растяжении на коагулированную подложку, время выветривания 20 минут

С точки зрения полученных данных, влияние поверхностно обработанных и неповерхностно обработанных эфиров целлюлозы на открытое время плиточного клея является значительным. Разница в средних значениях составляет примерно 20%, причем у поверхностно-обработанного типа она заметно выше, чем у неповерхностно-обработанного. Можно сделать вывод, что поверхностно-обработанные эфиры целлюлозы более благоприятны для поддержания состояния поверхности плиточного клея и увеличения времени формирования поверхностной кожи плиточного клея.

Время установки

Аналогично, в пропорциях плиточного клея используются шестнадцать образцов каждой из двух основных категорий эфиров целлюлозы, перечисленных в таблице 3. При добавлении фиксированного количества воды время схватывания образцов измеряется с помощью аппарата Вика. "IS" означает начальное время схватывания, а "FS" - конечное время схватывания.

Время конденсации различных типов эфиров целлюлозы

С точки зрения полученных данных, как обработанные поверхностью, так и не обработанные поверхностью эфиры целлюлозы оказывают значительное влияние на начальное и конечное время схватывания плиточного клея - почти на один час. Эфиры целлюлозы, обработанные поверхностью, проявляют заметно более слабые замедляющие свойства по сравнению с эфирами, не обработанными поверхностью.

 

Анализ и заключение

Эфиры целлюлозы с поверхностной обработкой подвергаются модификации поверхности формальдегидом, что позволяет им быстро и равномерно диспергироваться в нейтральной холодной воде без образования комков. Это повышает их способность образовывать однородный коллоид в воде. Однако этот защитный эффект формальдегида быстро ослабевает в щелочной среде, например, когда pH превышает 9. В таких условиях эфиры целлюлозы быстро растворяются, образуя коллоиды. Поэтому в материалах на основе цемента нет разницы в скорости растворения между обработанными и необработанными эфирами целлюлозы. Однако эти два типа эфиров целлюлозы по-разному влияют на механические свойства и время схватывания цементных материалов.

В стандартных условиях

  • Влияние обоих типов эфиров целлюлозы на прочность плиточного клея при растяжении минимально, существенной разницы в данных по прочности нет.

Водонепроницаемость

  • Плиточный клей с поверхностно обработанными эфирами целлюлозы демонстрирует более высокую прочность сцепления при растяжении по сравнению с клеем с необработанными эфирами целлюлозы.

Время работы

  • Плиточный клей с поверхностно-обработанными эфирами целлюлозы демонстрирует значительно более высокую прочность сцепления при растяжении и более длительное открытое время по сравнению с клеем без поверхностно-обработанного эфира целлюлозы.

Время установки

  • Плиточный клей с поверхностно обработанными эфирами целлюлозы имеет более высокую скорость отверждения.

В итоге, поверхностно-обработанные эфиры целлюлозы подходят не только для водных продуктов, но и хорошо работают в сухих порошковых продуктах на основе цемента. Некоторые данные даже превосходят показатели эфиров целлюлозы, не прошедших поверхностную обработку.

Наша компания специализируется на производстве эфира целлюлозы уже более 20 лет, и у нас есть разнообразные виды продукции, чтобы удовлетворить ваши потребности. Свяжитесь с нами теперь, чтобы получить каталог!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *