HPMC (hydroxypropyl methylcelulóza) je multifunkční polymerní aditivum široce používané ve stavebních materiálech, zejména v materiálech na bázi cementu. Zavedení HPMC může výrazně zlepšit vlastnosti materiálů na bázi cementu, včetně zvýšení odolnosti proti trhlinám, zlepšení zpracovatelnosti a řízení hydratačního procesu, čímž se účinně sníží výskyt trhlin.
Chemické a fyzikální vlastnosti HPMC
HPMC je semisyntetický polymer chemicky modifikovaný z celulózy. Jeho molekulární struktura zahrnuje methylové a hydroxypropylové substituenty, což mu dává jedinečnou rozpustnost, zahušťování, zadržování vody a filmotvorné vlastnosti. Mezi jeho hlavní vlastnosti patří:
Vysoká retence vody: HPMC má vynikající schopnost zadržovat vodu a může vytvořit film zadržující vodu uvnitř materiálu, aby se zpomalilo odpařování vody.
Efekt zahušťování: HPMC může výrazně zvýšit viskozitu suspenze, a tím zlepšit její zpracovatelnost.
Filmotvorné vlastnosti: Jeho dobrá filmotvorná schopnost může na povrchu materiálu vytvořit pružný film, který poskytuje dodatečnou fyzickou ochranu.
Mechanismus vlivu HPMC na praskání materiálů na bázi cementu
1. Zadržování vody a redukce suchých smršťovacích trhlin
Cementové materiály podléhají výraznému objemovému smrštění během vytvrzování, především kvůli ztrátě vody a smršťování vysycháním v důsledku hydratačních reakcí. Praskliny způsobené vysycháním jsou obvykle způsobeny rychlým odpařováním vody v cementové kaši během procesu tuhnutí, což má za následek nerovnoměrné objemové smrštění, a tím i vznik trhlin. Vlastnosti HPMC zadržující vodu v tom hrají klíčovou roli:
Zpomaluje odpařování vody: HPMC zadržuje vlhkost v cementové kaši, čímž zpomaluje rychlost odpařování vody. Tento efekt zadržování vody nejen pomáhá prodloužit reakční dobu hydratace, ale také snižuje smršťování při vysychání způsobené odpařováním vody.
Rovnoměrná hydratační reakce: Vzhledem k tomu, že HPMC poskytuje stabilní vodní prostředí, mohou částice cementu podléhat rovnoměrnější a dostatečné hydratační reakci, což snižuje rozdíly ve vnitřním napětí a snižuje riziko praskání způsobené suchým smrštěním.
2. Zlepšit viskozitu a rovnoměrnost distribuce materiálů
HPMC má zahušťující účinek, který hraje důležitou roli při zlepšování zpracovatelnosti a jednotnosti materiálů na bázi cementu:
Zvýšená viskozita: HPMC zvyšuje viskozitu kaše, zlepšuje zpracovatelnost během aplikace, umožňuje kaši lépe téci a vyplňovat formy nebo praskliny, čímž se snižují dutiny a nerovné oblasti.
Rovnoměrná distribuce: Zvýšením viskozity suspenze HPMC činí distribuci plniv a vláken v suspenzi rovnoměrnější, což má za následek rovnoměrnou vnitřní strukturu během procesu vytvrzování a snižuje praskání v důsledku lokalizovaného koncentrovaného napětí.
3. Zlepšete filmotvorné vlastnosti a ochranu povrchu
Filmotvorné vlastnosti HPMC pomáhají vytvářet na povrchu materiálu ochrannou vrstvu, která má pozitivní vliv na redukci povrchových trhlin:
Povrchová ochrana: Flexibilní filmová vrstva tvořená HPMC na povrchu materiálu dokáže chránit povrch před erozí vnějším prostředím a rychlou ztrátou vlhkosti, čímž se snižuje výskyt povrchových trhlin.
Flexibilní krytí: Tato vrstva filmu má určitý stupeň pružnosti a může absorbovat část napětí při mírné deformaci, čímž zabraňuje nebo zpomaluje expanzi trhlin.
4. Regulujte proces hydratace
HPMC může regulovat proces hydratace cementu, který hraje důležitou roli při snižování koncentrace napětí způsobené nerovnoměrnou hydratací:
Hydratace s pomalým uvolňováním: HPMC může zmírnit rychlou hydratační reakci, což umožňuje postupné uvolňování vody z cementové kaše, čímž poskytuje rovnoměrnější a trvalejší hydratační prostředí. Tento efekt pomalého uvolňování snižuje koncentrace napětí způsobené nerovnoměrnými hydratačními reakcemi, čímž se snižuje riziko praskání.
Příklady použití HPMC v různých materiálech na bázi cementu
HPMC se široce používá v materiálech na bázi cementu, včetně, ale bez omezení, samonivelačních podlah, nátěrů vnějších stěn, malt a materiálů na opravy betonu. Níže jsou uvedeny některé konkrétní příklady aplikací:
1. Samonivelační podlahové materiály
Samonivelační podlahové materiály vyžadují dobrou tekutost a přilnavost, přičemž se vyhýbají povrchovým trhlinám. HPMC zlepšuje tekutost a povrchovou úpravu materiálu prostřednictvím jeho zahušťování a zadržování vody a zároveň snižuje výskyt povrchových trhlin.
2. Barva na vnější stěny
Vnější nátěr vyžaduje dobrou přilnavost a odolnost proti praskání. Filmotvorné vlastnosti a zadržování vody HPMC zlepšují přilnavost a flexibilitu nátěru, čímž zvyšují odolnost nátěru proti praskání a odolnost vůči povětrnostním vlivům.
3. Opravné materiály
Materiály na opravy betonu vyžadují vysokou pevnost a rychlé tvrdnutí při zachování nízkého smršťování při vysychání. HPMC poskytuje vynikající schopnosti zadržování vody a hydratace, což umožňuje opravnému materiálu udržovat nízké smrštění za sucha během procesu vytvrzování a snižuje riziko praskání po opravě.
Opatření pro použití HPMC
Přestože HPMC má významný vliv na snížení praskání materiálů na bázi cementu, je třeba při používání stále dbát na následující body:
Kontrola dávkování: Dávkování HPMC by mělo být přísně v souladu s požadavky na složení. Příliš mnoho nebo příliš málo ovlivní vlastnosti materiálu. Obecně řečeno, dávkování se pohybuje mezi 0,1 % – 0,5 %.
Rovnoměrnost míchání: HPMC je třeba důkladně promíchat s ostatními materiály, aby bylo zajištěno, že bude fungovat v celé kaši.
Stavební podmínky: Stavební prostředí (jako je teplota, vlhkost) má také vliv na účinek HPMC a mělo by být vhodně upraveno podle konkrétních podmínek.
Jako účinné aditivum materiálů na bázi cementu hraje HPMC důležitou roli při snižování praskání materiálů na bázi cementu díky své jedinečné schopnosti zadržovat vodu, zahušťovat, vytvářet film a kontrolovat hydrataci. Zpomaluje odpařování vody, zlepšuje rovnoměrnost materiálu, chrání povrchy materiálů a reguluje proces hydratace, čímž výrazně snižuje riziko popraskání. Proto při aplikaci materiálů na bázi cementu může racionální použití HPMC nejen zlepšit vlastnosti materiálu, ale také prodloužit jeho životnost a snížit náklady na údržbu.
Čas odeslání: 26. června 2024