Vedeneristävän redispergoituvan polymeerijauheen annostelu vedeneristyslaastissa
- info@tenessy.com
- Olympic Sports Middle Road, Jinan, Shandong, Kiina
Nykyaikaisessa rakennustekniikassa vedeneristyslaasti on kriittinen materiaali rakenteellisen vedeneristyksen ja pitkäaikaisen kestävyyden saavuttamiseksi. Yksikomponenttilaastien laajamittaisen käyttöönoton myötä kuivasekoituslaasti järjestelmät, vedenpitävä redispergoituva polymeerijauhe on noussut keskeiseksi toiminnalliseksi lisäaineeksi. Sen annostelu määrittää suoraan vedeneristyslaastin mekaaniset ominaisuudet, työstettävyyden ja pitkäaikaisen käyttöominaisuuden.
Formulointisuunnittelussa ja teknisissä sovelluksissa käydään kuitenkin edelleen paljon keskustelua vedenpitävän redispergoituvan polymeerijauheen optimaalisesta annostuksesta. Riittämätön annostus johtaa epäjatkuvaan polymeerikalvon muodostumiseen ja riittämättömään tiiviyteen, kun taas liiallinen annostus vähentää merkittävästi puristuslujuutta ja lisää tarpeettomasti kustannuksia.
Tässä artikkelissa analysoidaan järjestelmällisesti periaatteita, joilla määritetään vedeneristyslaastin redispergoituvan polymeerijauheen annostus vedeneristyslaastissa, sen taustalla olevat mekanismit ja käytännön tekniset suositukset materiaalitieteen näkökulmasta.
Kun vedenpitävä uudelleen dispergoituva polymeerijauhe sekoitetaan veteen, se hajoaa uudelleen polymeeriemulsiohiukkasiksi. Kun sementin hydrataatio kuluttaa vettä järjestelmästä, polymeerihiukkaset vähitellen aggregoituvat, deformoituvat ja sulautuvat muodostaen polymeerikalvoja kolmelle keskeiselle alueelle:
Sementin hydrataatiotuotteiden pinnalla (C-S-H-geeli);
Kiviaineksen ja sementtimateriaalin välisellä rajapinnan siirtymävyöhykkeellä;
Kapillaarihuokosten ja mikrosäröjen sisällä.
The jatkuvuus on ratkaiseva tekijä, joka määrittää vedeneristyksen tehokkuuden. Vasta kun polymeerijauheen annostus saavuttaa tietyn kynnysarvon, muodostunut polymeerikalvo tiivistää tehokkaasti veden läpäisykanavat, jolloin tiiviysluokka paranee asteittain.
Polymeerin lisääminen muuttaa kuitenkin myös laastin jäykkää rakennetta. Sementin hydrataatiotuotteiden aikaansaaman puristuslujuuden ja polymeerikalvon aikaansaaman joustavuuden välillä on luontainen kompromissi: Suurempi polymeeripitoisuus johtaa alhaisempaan taivutus- ja puristussuhteeseen (suurempi joustavuus), mutta puristuslujuus laskee vastaavasti.
Siksi annostuksen määrittäminen on pohjimmiltaan pyrkimys löytää optimaalinen tasapaino seuraavien tekijöiden välillä läpäisemättömyys ja puristuslujuus.
Ennen annostuksen määrittämistä on määriteltävä selkeästi vedeneristyslaastin suorituskykyvaatimukset. Yleisten teknisten teknisten eritelmien perusteella polymeerimodifioidussa sementtimäisessä vedeneristyslaastissa keskitytään ensisijaisesti seuraaviin parametreihin:
Läpäisemättömyyspaine: Ilmaisee materiaalin kyvyn vastustaa veden tunkeutumista paineen alaisena, yleensä ilmaistuna MPa:na. Jäykkä vedeneristys vaatii ≥1,0 MPa, kun taas joustava vedeneristys vaatii ≥0,8 MPa.
Sidoksen lujuus: Laastin ja betonialustan välinen tartunta, joka vaikuttaa suoraan vedeneristyskerroksen eheyteen ja kestävyyteen.
Puristuslujuus ja taivutuslujuus: Määritä materiaalin kantavuus ja muodonmuutoskyky, ja joustavuuden kuvaamiseen käytetään yleisesti taivutus- ja puristussuhdetta.
Kuivauksen kutistuminen: Vähentää kuivumiskutistumisesta johtuvaa halkeiluriskiä.
Eri tyyppisissä ja eri laatuisissa vedeneristyssovelluksissa nämä indikaattorit asetetaan eri tavalla tärkeysjärjestykseen. Annostuksen valintaa on siksi ohjattava suorituskykyä koskevien tavoitevaatimusten perusteella., sen sijaan, että sovellettaisiin mekaanisesti kiinteää arvoa.
Käyttökohteissa, joissa pyritään ensisijaisesti “jäykkään tiiviyteen”, kuten maanpinnan alapuolisissa sivuseinissä, tunneleiden vuorauksissa ja säiliöiden sisätiloissa, suositeltu annosteluväli on seuraava 2.5%-3.5% , jonka tyypillinen arvo on 3.0%.
Mekanismi: Tällä annostelualueella polymeerikalvo muodostaa olennaisesti jatkuvan verkoston, joka täyttää tehokkaasti sementin hydrataatiossa syntyneet kapillaarihuokoset. Läpäisemättömyyspaine kasvaa yli 60% vertailulaastiin verrattuna, kun taas puristuslujuuden heikkeneminen rajoittuu 20%:iin.
Sovellukset: Maanpinnan alapuoliset rakenteet (positiivisen/negatiivisen puolen vedeneristys), vesisäiliöt, jäähdytystornit, kellarilaatan tasoitusmaalit.
Valmisteen ominaisuudet: Tyypillisesti yhdistettynä suhteellisen korkeaan sementtipitoisuuteen (400-450 kg/m³) ja hyvin lajiteltuihin hienoihin kiviaineksiin ilman suuria joustavuusvaatimuksia.
Käyttökohteissa, joihin liittyy jonkinasteista alustan muodonmuutosta tai lämpörasitusta, kuten kylpyhuoneissa, parvekkeilla, kattojen tasoitepinnoitteissa ja siltakannen vedeneristyksessä, suositeltu annosteluväli on seuraava. 4.0%-5.5% , jonka tyypillinen arvo on 4.5%.
Mekanismi: Suurempi polymeerin annostus lisää polymeerikalvon paksuutta ja parantaa jatkuvuutta. Liimauslujuus ja taivutuslujuus saavuttavat huippuarvonsa, taivutus- ja puristussuhde pienenee merkittävästi, ja laasti voi kestää mikrosäröjen etenemisen alustassa ilman haurasta murtumista.
Sovellukset: Kylpyhuoneiden vedeneristys, paljaat parvekkeet, kattojen tasoitekerrokset, kevyet väliseinälevyjen liitokset.
Valmisteen ominaisuudet: Sementtipitoisuutta voidaan alentaa sopivasti (350-400 kg/m³:iin) ja lisätä sopiva määrä raskasta kalsiumkarbonaattia tai lentotuhkaa työstettävyyden parantamiseksi; erityistä huomiota on kiinnitettävä vetolujuuden mittareihin.
Vedeneristyssovelluksissa, joihin liittyy merkittäviä dynaamisia kuormituksia, halkeamaherkkyyttä tai äärimmäisiä lämpötilaeroja, annostusta on lisättävä seuraavasti 6.0% tai uudempi.
Mekanismi: Polymeerifaasi vie huomattavan osan laastin tilavuudesta muodostaen “käänteisen” rakenteen, jossa polymeerikalvo toimii jatkuvana faasina ja hydrataatiotuotteet toimivat dispergoituneena faasina. Tämä johtaa selviin polymeerin kaltaisiin ominaisuuksiin: suuri venymä, suuri tarttuvuus ja alhainen kimmomoduuli.
Sovellukset: Ulkopuolinen eristys- ja viimeistelyjärjestelmä (EIFS) pohjamaalit, teräsrakenteiden kattojen vedeneristys, muodonmuutosliitosten vahvistuskerrokset.
Huomautus: Tällä annostustasolla puristuslujuus laskee tyypillisesti merkittävästi (mahdollisesti 40%-50% modifioimattomaan laastiin verrattuna). Siksi tämä annostus ei sovellu kantaviin rakenteellisiin sovelluksiin, ja sitä tulisi käyttää yhdessä lujitekuitujen tai muiden parannusmateriaalien kanssa.
Käytännön formuloinnin suunnittelussa on otettava huomioon seuraavat tekijät, jotta annostusta voidaan säätää sen mukaisesti, vaikka tavoiteltu teholuokka olisikin määritelty.
Tavallinen portlandsementti (P-O 42,5) : Korkea hydrataatioaktiivisuus, joka häiritsee vain vähän polymeerikalvon muodostumista. Sovelletaan edellä suositeltuja tyypillisiä annostuksia.
Varhaisen lujuuden omaava sementti tai sementti, jossa on korkea alumiinioksidipitoisuus: Hydrataation aikana vapautuva keskittynyt lämpö voi vaikuttaa polymeerikalvon yhteenkokoamiseen. Annostusta suositellaan nostettavaksi 0,5%-1,0% yli tyypillisen arvon, jotta voidaan kompensoida heikentynyt kalvonmuodostustehokkuus.
Korkea sementtipitoisuus (>450 kg/m³) : Jäykkien komponenttien osuus järjestelmässä on suuri, mikä vaatii enemmän polymeeriä jäykkien hiukkasten päällystämiseen ja rajapintojen täyttämiseen. Annostuksen lisääminen 0,5%-1,0% voi olla asianmukaista.
Liian hienojakoinen kiviaines (esim. hienoainemoduuli < 1,6): Suuri ominaispinta-ala vaatii enemmän polymeeriä jakautumaan hiukkaspinnoille, mikä lisää tarvittavaa annostusta tilavuusyksikköä kohti.
Hyvin lajiteltu kiviaines (jatkuva luokitus): Suuri pakkaustiheys ja pieni huokoisuus keskittävät polymeerin vaikutuksen rajapinnan siirtymävyöhykkeelle, mikä mahdollistaa pienemmän annostuksen.
Matalan lämpötilan olosuhteet (<10°C): Polymeerikalvon muodostumisnopeus vähenee merkittävästi. Riittävälläkin annostuksella riittämätön kalvonmuodostus voi johtaa vedeneristyksen epäonnistumiseen. Tällaisissa tapauksissa olisi valittava tuotteet, joiden kalvonmuodostuksen minimilämpötila on alhainen, ja annostusta olisi lisättävä asianmukaisesti.
Kuumat ja kuivat olosuhteet: Veden nopea haihtuminen häiritsee kalvon muodostumista. Annostusta suositellaan nostettavaksi 0,5%:llä ja painotetaan tiukasti märkäkovettumista.
metakaoliinin, piihiilen tai muiden aktiivisten mineraalisten lisäaineiden kanssa.: Nämä materiaalit tiivistävät rakennetta edelleen fysikaalisten täyttö- ja pozzolaanireaktioiden avulla. Polymeerijauheen annostusta voidaan pienentää noin 0,5%:llä säilyttäen sama tiiviysluokka.
Osoitteessa silikoni vettähylkivät aineet: Silikoniset vettä hylkivät aineet vähentävät pintaenergiaa ja kapillaarista veden imeytymistä, luoden yhdessä polymeerijauheen kanssa “fysikaalisen kalvon muodostumisen + pinnan hydrofobisuuden” kaksoismekanismin, jonka avulla kokonaisannos voidaan hallita 3.0%:n sisällä.
TENESSY tarjoaa seuraavia teknisiä suosituksia, jotka auttavat käyttäjiä tieteellisesti määrittämään vedeneristykseen tarkoitetun redispergoituvan polymeerijauheen annostuksen kuivasekoituslaastin valmistuksessa ja teknisissä sovelluksissa.
Sementin massaan perustuva gradienttisarja olisi laadittava viidellä annostustasolla: 2,0%, 3,0%, 4,0%, 5,0% ja 6,0%. Seuraavat keskeiset indikaattorit olisi testattava:
28 päivän tiiviyspaine;
28 päivän vetolujuus (betonialustaan);
28 päivän puristuslujuus ja taivutuslujuus;
Taivutus- ja puristussuhde (joustavuusluokitusta varten).
Joustavan vedeneristyslaastin taivutus- ja puristuslujuuden suhde (puristuslujuus / taivutuslujuus) olisi säädettävä välille 2,0-2,5. Suhde > 3,0 osoittaa riittämätöntä joustavuutta; suhde < 1,8 osoittaa liiallista lujuuden menetystä, mikä edellyttää annostuksen vähentämistä.
Alue 3,0%-4,5% on taloudellisesti optimaalinen alue useimmille vedeneristyslaastihankkeille. Alle 3,0%:n kustannussäästöt, jotka saadaan jokaisesta 0,5%:n vähennyksestä, eivät riitä kattamaan vedeneristyslaastin laadun heikkenemisestä aiheutuvaa lisääntynyttä riskiä. Yli 4,5%:n lämpötilan ylittyessä suorituskyvyn paraneminen 0,5%:n lisäystä kohden vähenee asteittain, mikä heikentää kustannustehokkuuden raja-arvoa.
| Tuotteen luokka | Polymeerin annostus | Ensisijaiset sovellukset |
|---|---|---|
| Vakio jäykkä tyyppi | 3.0% | Maanpinnan alapuoliset rakenteet, vesisäiliöt, tunnelit |
| Parannettu joustava tyyppi | 4.5% | Kylpyhuoneet, parvekkeet, kattojen tasoituskerrokset |
| Korkean elastisuuden särönkestävä tyyppi | 6.0% | EIFS-pohjamaalit, teräsrakenteiset katot, muodonmuutosliitosten vahvistuskerrokset. |
Vedeneristyslaastissa olevan vedeneristykseen uudelleen dispergoituvan polymeerijauheen annostus ei ole yksittäinen numeerinen arvo, joka voidaan yksinkertaisesti ilmoittaa, vaan pikemminkin suorituskykyvaatimuksiin, materiaalikoostumukseen ja käyttöolosuhteisiin perustuva suunnitteluparametri..
Vakiomuotoinen vedeneristyslaasti, jolla pyritään ensisijaisesti jäykkään tiiviyteen, 3.0% on todistettu ja luotettava perusannos, jolla saavutetaan kustannustehokas tasapaino tiiviyden ja puristuslujuuden välillä.
Joustavassa vedeneristyslaastissa, joka vaatii jonkin verran muodonmuutoksen hyväksymistä, suositeltu annostus nostetaan seuraavaan arvoon 4.0%-5.5% , uhraamalla osa puristuslujuudesta saavutetaan merkittäviä parannuksia sidoksen lujuudessa ja joustavuudessa.
Äärimmäisiä joustavuusvaatimuksia tai erittäin elastisia sovelluksia varten annostusta voidaan nostaa edelleen seuraaviin arvoihin 6.0% tai uudempi, mutta puristuslujuuden huomattava aleneminen on hyväksyttävä ja todennettava rakennesuunnittelulaskelmilla.
Lopullinen annostuksen määrittäminen olisi tehtävä systemaattisen gradienttitestauksen avulla, johon yhdistetään raaka-aineen erityispiirteet ja rakentamisolosuhteet. TENESSY pitää johdonmukaisesti kiinni siitä, että tieteellisessä muotoilussa ei ole kyse pelkästään ainesosan lisäämisestä, vaan pikemminkin materiaalimekanismien syvälliseen ymmärtämiseen perustuvasta tieteellisestä muotoilusta, joka tarjoaa täsmällisiä, luotettavia ja taloudellisia ratkaisuja kaikkiin teknisiin sovelluksiin.
TENESSYllä on yli 10 vuoden tuotantokokemus ja kehittyneet tuotantolaitteet.
Täytä kysely saadaksesi ilmainen näyte tai konsultoidaksesi saadaksesi lisätietoja.