HPMC (hydroxypropylmethylcellulose) er et multifunktionelt polymeradditiv, der er meget udbredt i byggematerialer, især i cementbaserede materialer. Introduktionen af HPMC kan markant forbedre ydeevnen af cementbaserede materialer, herunder øge modstandsdygtigheden over for revner, forbedre bearbejdeligheden og kontrollere hydreringsprocessen, og derved effektivt reducere forekomsten af revner.
Kemiske og fysiske egenskaber af HPMC
HPMC er en semisyntetisk polymer kemisk modificeret af cellulose. Dens molekylære struktur inkluderer methyl- og hydroxypropylsubstituenter, hvilket giver den enestående opløselighed, fortykkelse, vandretention og filmdannende egenskaber. Dens vigtigste funktioner omfatter:
Høj vandretention: HPMC har fremragende vandretentionskapacitet og kan danne en vandretentionsfilm inde i materialet for at bremse fordampningen af vand.
Fortykkelseseffekt: HPMC kan øge gyllens viskositet betydeligt og derved forbedre dens bearbejdelighed.
Filmdannende egenskaber: Dens gode filmdannende evne kan danne en fleksibel film på overfladen af materialet, hvilket giver yderligere fysisk beskyttelse.
Påvirkningsmekanismen for HPMC på revnedannelsen af cementbaserede materialer
1. Vandophobning og reduktion af tørre svindrevner
Cementholdige materialer oplever betydelig volumetrisk krympning under hærdning, primært på grund af vandtab og tørringssvind på grund af hydreringsreaktioner. Tørrende svindrevner er normalt forårsaget af den hurtige fordampning af vand i cementopslæmningen under hærdningsprocessen, hvilket resulterer i ujævnt volumen svind, og derved forårsager revner. HPMC's vandholdende egenskaber spiller en nøglerolle i dette:
Bremser vandfordampningen: HPMC holder på fugten i cementopslæmningen og sænker dermed vandfordampningen. Denne vandretentionseffekt hjælper ikke kun med at forlænge hydreringsreaktionstiden, men reducerer også udtørringssvind forårsaget af vandfordampning.
Ensartet hydreringsreaktion: Da HPMC giver et stabilt vandmiljø, kan cementpartikler gennemgå en mere ensartet og tilstrækkelig hydreringsreaktion, hvilket reducerer interne spændingsforskelle og reducerer risikoen for revner forårsaget af tørt svind.
2. Forbedre viskositeten og fordelingens ensartethed af materialer
HPMC har en fortykkelseseffekt, som spiller en vigtig rolle i at forbedre bearbejdeligheden og ensartetheden af cementbaserede materialer:
Øget viskositet: HPMC øger gyllens viskositet, forbedrer bearbejdeligheden under påføring, lader gyllen flyde bedre og fylder forme eller revner, hvilket reducerer hulrum og ujævne områder.
Ensartet fordeling: Ved at øge gyllens viskositet gør HPMC fordelingen af fyldstoffer og fibre i gyllen mere jævn, hvilket resulterer i en ensartet indre struktur under hærdningsprocessen og reducerer revnedannelse på grund af lokaliseret koncentreret spænding.
3. Forbedre filmdannende egenskaber og overfladebeskyttelse
De filmdannende egenskaber af HPMC er med til at danne et beskyttende lag på overfladen af materialet, hvilket har en positiv effekt på at reducere overfladerevner:
Overfladebeskyttelse: Det fleksible filmlag dannet af HPMC på overfladen af materialet kan beskytte overfladen mod erosion fra det ydre miljø og hurtigt fugttab og derved reducere forekomsten af overfladerevner.
Fleksibel dækning: Dette filmlag har en vis grad af fleksibilitet og kan absorbere en del af spændingen under let deformation og derved forhindre eller bremse udvidelsen af revner.
4. Reguler hydreringsprocessen
HPMC kan regulere hydreringsprocessen af cement, som spiller en vigtig rolle i at reducere stresskoncentration forårsaget af ujævn hydrering:
Slow-release hydrering: HPMC kan afhjælpe den hurtige hydreringsreaktion, så vandet i cementopslæmningen gradvist kan frigives, hvilket giver et mere ensartet og vedvarende hydreringsmiljø. Denne slow-release-effekt reducerer stresskoncentrationer forårsaget af ujævne hydreringsreaktioner og reducerer derved risikoen for revner.
Anvendelseseksempler på HPMC i forskellige cementbaserede materialer
HPMC er meget udbredt i cementbaserede materialer, herunder, men ikke begrænset til, selvnivellerende gulve, ydervægsbelægninger, mørtler og betonreparationsmaterialer. Følgende er nogle specifikke applikationseksempler:
1. Selvnivellerende gulvmaterialer
Selvnivellerende gulvmaterialer kræver god flydeevne og vedhæftningsegenskaber, samtidig med at overfladerevner undgås. HPMC forbedrer materialets flow og overfladefinish gennem dets fortykkelse og vandtilbageholdelseseffekter, samtidig med at forekomsten af overfladerevner reduceres.
2. Ydervægsmaling
Udvendig maling kræver god vedhæftning og modstand mod revner. HPMC's filmdannende egenskaber og vandretention forbedrer belægningens vedhæftning og fleksibilitet og forbedrer derved belægningens revnemodstand og vejrbestandighed.
3. Reparationsmaterialer
Betonreparationsmaterialer kræver høj styrke og hurtig hærdning, samtidig med at det opretholder lavt udtørrende svind. HPMC giver fremragende vandretention og hydreringskontrolfunktioner, hvilket gør det muligt for reparationsmaterialet at opretholde lavt tørsvind under hærdningsprocessen og reducere risikoen for revner efter reparation.
Forholdsregler for brug af HPMC
Selvom HPMC har en betydelig effekt med hensyn til at reducere revnedannelse af cementbaserede materialer, skal følgende punkter stadig bemærkes under brug:
Dosiskontrol: Doseringen af HPMC skal være strengt i overensstemmelse med formelkravene. For meget eller for lidt vil påvirke materialets ydeevne. Generelt er doseringen mellem 0,1 % – 0,5 %.
Blandingsensartethed: HPMC skal blandes grundigt med andre materialer for at sikre, at det virker i hele gyllen.
Konstruktionsforhold: Byggemiljøet (såsom temperatur, luftfugtighed) har også indflydelse på effekten af HPMC, og bør tilpasses passende efter specifikke forhold.
Som et effektivt cementbaseret materialeadditiv spiller HPMC en vigtig rolle i at reducere revnedannelsen af cementbaserede materialer gennem dets unikke vandretention, fortykkelse, filmdannende og hydreringskontrolegenskaber. Det forsinker vandfordampningen, forbedrer materialets ensartethed, beskytter materialeoverflader og regulerer hydreringsprocessen og reducerer derved risikoen for revner markant. Derfor kan rationel brug af HPMC ved anvendelsen af cementbaserede materialer ikke kun forbedre materialets ydeevne, men også forlænge dets levetid og reducere vedligeholdelsesomkostningerne.
Indlægstid: 26-jun-2024