HPMC در کاهش ترک خوردگی مواد مبتنی بر سیمان چه نقشی دارد؟

HPMC (هیدروکسی پروپیل متیل سلولز) یک افزودنی پلیمری چند منظوره است که به طور گسترده در مصالح ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد ، به خصوص در مواد مبتنی بر سیمان. معرفی HPMC می تواند عملکرد مواد مبتنی بر سیمان را به طور قابل توجهی بهبود بخشد ، از جمله افزایش مقاومت در برابر ترک ، بهبود کارآیی و کنترل فرآیند هیدراتاسیون ، در نتیجه باعث کاهش موثر وقوع ترک خوردگی می شود.

خصوصیات شیمیایی و فیزیکی HPMC

HPMC یک پلیمر نیمه سنتز از نظر شیمیایی از سلولز اصلاح شده است. ساختار مولکولی آن شامل جایگزین های متیل و هیدروکسی پروپیل است و به آن حلالیت ، ضخیم شدن ، احتباس آب و خاصیت فیلم سازی می دهد. ویژگی های اصلی آن عبارتند از:

احتباس آب زیاد: HPMC از ظرفیت احتباس آب بسیار خوبی برخوردار است و می تواند یک فیلم احتباس آب در داخل مواد تشکیل دهد تا سرعت تبخیر آب را کاهش دهد.

اثر ضخیم سازی: HPMC می تواند ویسکوزیته دوغاب را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و از این طریق عملکرد آن را بهبود بخشد.

ویژگی های شکل دهی فیلم: توانایی خوب فیلم سازی آن می تواند یک فیلم انعطاف پذیر روی سطح مواد تشکیل دهد و محافظت جسمی دیگری را نیز فراهم کند.

مکانیسم تأثیر HPMC در ترک خوردگی مواد مبتنی بر سیمان

1. احتباس آب و کاهش ترک های انقباض خشک

مواد سیمانی در حین سخت شدن ، انقباض حجمی قابل توجهی را تجربه می کنند ، در درجه اول به دلیل از بین رفتن آب و خشک شدن انقباض به دلیل واکنش هیدراتاسیون. خشک شدن ترک های کوچک شدن معمولاً در اثر تبخیر سریع آب در دوغاب سیمان در طی فرآیند سخت شدن ایجاد می شود و در نتیجه باعث کوچک شدن حجم ناهموار می شود و از این طریق باعث ترک می شود. خواص نگهدارنده آب HPMC نقش اساسی در این امر دارد:

کندی تبخیر آب: HPMC رطوبت را در دوغاب سیمان حفظ می کند ، بنابراین سرعت تبخیر آب را کند می کند. این اثر احتباس آب نه تنها به طولانی شدن زمان واکنش هیدراتاسیون کمک می کند بلکه باعث کاهش انقباض خشک شدن ناشی از تبخیر آب می شود.

واکنش هیدراتاسیون یکنواخت: از آنجا که HPMC یک محیط آب پایدار را فراهم می کند ، ذرات سیمانی می توانند یک واکنش هیدراتاسیون یکنواخت تر و کافی تر ، کاهش اختلاف استرس داخلی و کاهش خطر ترک خوردگی ناشی از انقباض خشک ایجاد کنند.

2. بهبود ویسکوزیته و یکنواختی توزیع مواد

HPMC دارای یک اثر ضخیم کننده است که نقش مهمی در بهبود کارآیی و یکنواختی مواد مبتنی بر سیمان دارد:

افزایش ویسکوزیته: HPMC ویسکوزیته دوغاب را افزایش می دهد ، عملکرد را در حین کاربرد بهبود می بخشد و باعث می شود دوغاب بهتر جریان یابد و قالب ها یا ترک ها را پر کند ، باعث کاهش حفره ها و مناطق ناهموار شود.

توزیع یکنواخت: با افزایش ویسکوزیته دوغاب ، HPMC باعث می شود توزیع پرکننده ها و الیاف در دوغاب یکنواخت باشد و در نتیجه یک ساختار داخلی یکنواخت در طی فرآیند سخت شدن و کاهش ترک خوردگی به دلیل استرس متمرکز موضعی ایجاد شود.

3. ویژگی های شکل دهی فیلم و محافظت از سطح را تقویت کنید

خصوصیات فیلم سازی HPMC به تشکیل یک لایه محافظ بر روی سطح مواد کمک می کند ، که تأثیر مثبتی در کاهش ترک های سطح دارد:

محافظت از سطح: لایه فیلم انعطاف پذیر که توسط HPMC بر روی سطح مواد تشکیل شده است می تواند سطح را از فرسایش توسط محیط خارجی و از دست دادن سریع رطوبت محافظت کند ، در نتیجه وقوع ترک های سطح را کاهش می دهد.

پوشش انعطاف پذیر: این لایه فیلم دارای درجه خاصی از انعطاف پذیری است و می تواند بخشی از استرس را در هنگام تغییر شکل جزئی جذب کند ، در نتیجه جلوگیری یا کند شدن گسترش ترک ها.

4. تنظیم فرایند هیدراتاسیون

HPMC می تواند فرآیند هیدراتاسیون سیمان را تنظیم کند ، که نقش مهمی در کاهش غلظت استرس ناشی از هیدراتاسیون ناهموار دارد:

هیدراتاسیون آهسته: HPMC می تواند واکنش سریع هیدراتاسیون را کاهش دهد ، اجازه می دهد تا آب در دوغاب سیمان به تدریج آزاد شود و از این طریق یک محیط هیدراتاسیون یکنواخت تر و پایدار فراهم می کند. این اثر آهسته باعث کاهش غلظت استرس ناشی از واکنشهای هیدراتاسیون ناهموار می شود و از این طریق خطر ترک خوردگی را کاهش می دهد.

نمونه هایی از HPMC در مواد مختلف مبتنی بر سیمان

HPMC به طور گسترده ای در مواد مبتنی بر سیمان مورد استفاده قرار می گیرد ، از جمله اما محدود به کفهای خود تراز ، پوشش های دیواری بیرونی ، خمپاره و مواد ترمیم بتونی. موارد زیر برخی از نمونه های کاربردی خاص است:

1. مواد کف خود تراز

مواد کف خود با محاسبه ضمن جلوگیری از ترک های سطحی ، نیاز به سیالیت و خصوصیات پیوند خوبی دارند. HPMC ضمن کاهش بروز ترک های سطح ، جریان و سطح سطح مواد را از طریق ضخیم شدن و اثرات احتباس آب آن بهبود می بخشد.

2. رنگ دیواری بیرونی

رنگ بیرونی نیاز به چسبندگی خوب و مقاومت در برابر ترک دارد. خواص فیلم سازی و حفظ آب HPMC باعث افزایش چسبندگی و انعطاف پذیری پوشش می شود و از این طریق مقاومت به ترک و قابلیت آب و هوا را تقویت می کند.

3. مواد تعمیر

مواد ترمیم بتونی ضمن حفظ کوچک شدن خشک شدن ، به استحکام بالا و سخت شدن سریع نیاز دارند. HPMC قابلیت های کنترل آب و کنترل هیدراتاسیون عالی را فراهم می کند ، و به مواد تعمیر اجازه می دهد تا در طی فرآیند سخت شدن ، انقباض خشک کم را حفظ کرده و خطر ترک خوردگی پس از ترمیم را کاهش دهد.

اقدامات احتیاطی برای استفاده از HPMC

اگرچه HPMC در کاهش ترک خوردگی مواد مبتنی بر سیمان تأثیر قابل توجهی دارد ، اما هنوز هم در طول استفاده باید نکات زیر ذکر شود:

کنترل دوز: دوز HPMC باید مطابق با الزامات فرمول باشد. بیش از حد یا خیلی کم بر عملکرد مواد تأثیر می گذارد. به طور کلی ، دوز بین 1 /0 ٪ - 0.5 ٪ است.

مخلوط کردن یکنواختی: HPMC باید کاملاً با مواد دیگر مخلوط شود تا اطمینان حاصل شود که در طول دوغاب کار می کند.

شرایط ساخت و ساز: محیط ساخت و ساز (مانند دما ، رطوبت) نیز در تأثیر HPMC تأثیر دارد و باید مطابق با شرایط خاص تنظیم شود.

به عنوان یک ماده افزودنی مؤثر مبتنی بر سیمان ، HPMC نقش مهمی در کاهش ترک خوردگی مواد مبتنی بر سیمان از طریق حفظ آب منحصر به فرد ، ضخیم شدن ، ساخت فیلم و کنترل هیدراتاسیون ایفا می کند. این امر تبخیر آب را به تأخیر می اندازد ، یکنواختی مواد را بهبود می بخشد ، از سطوح مواد محافظت می کند و فرآیند هیدراتاسیون را تنظیم می کند و از این طریق خطر ترک خوردگی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. بنابراین ، در استفاده از مواد مبتنی بر سیمان ، استفاده منطقی از HPMC نه تنها می تواند عملکرد مواد را بهبود بخشد ، بلکه عمر خدمات خود را نیز افزایش داده و هزینه های نگهداری را کاهش می دهد.