Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) is een veelgebruikt, in water oplosbaar polymeer dat veel wordt gebruikt in bouwmaterialen, met name cementgebonden tegellijmen. De unieke chemische en fysische eigenschappen van HPMC maken dat het een essentiële rol speelt bij het verbeteren van de hechting, bouwprestaties en duurzaamheid van tegellijmen.
(1) Basiskennis van HPMC
1. Chemische structuur van HPMC
HPMC is een cellulosederivaat dat wordt verkregen door chemische modificatie van natuurlijke cellulose. De structuur bestaat voornamelijk uit methoxygroepen (-OCH₃) en hydroxypropoxygroepen (-CH₂CHOHCH₃) die enkele hydroxylgroepen in de celluloseketen vervangen. Deze structuur zorgt ervoor dat HPMC goed oplosbaar is en goed hydrateert.
2. Fysieke eigenschappen van HPMC
Oplosbaarheid: HPMC kan oplossen in koud water en vormt een transparante, colloïdale oplossing. Het heeft een goed hydraterend en verdikkend vermogen.
Thermogelatie: HPMC-oplossing vormt een gel wanneer deze wordt verhit. Na afkoeling wordt de oplossing weer vloeibaar.
Oppervlakteactiviteit: HPMC heeft een goede oppervlakteactiviteit in oplossing, wat bijdraagt aan de vorming van een stabiele bellenstructuur.
Deze unieke fysische en chemische eigenschappen maken HPMC een ideaal materiaal voor het modificeren van tegellijmen op cementbasis.
(2) Mechanisme van HPMC ter verbetering van de prestaties van cementgebonden tegellijmen
1. Verbeter de waterretentie
Principe: HPMC vormt een viskeuze netwerkstructuur in de oplossing, die effectief vocht kan vasthouden. Dit vermogen om water vast te houden is te danken aan het grote aantal hydrofiele groepen (zoals hydroxylgroepen) in de HPMC-moleculen, die een grote hoeveelheid vocht kunnen absorberen en vasthouden.
Verbeterde hechting: Tegellijmen op cementbasis hebben vocht nodig om deel te nemen aan de hydratatiereactie tijdens het uithardingsproces. HPMC behoudt de aanwezigheid van vocht, waardoor het cement volledig kan hydrateren en de hechting van de lijm verbetert.
Verleng de open tijd: Waterretentie voorkomt dat de lijm snel droogt tijdens de bouw, waardoor de aanpassingstijd voor het leggen van de tegels wordt verlengd.
2. Verbeter de bouwprestaties
Principe: HPMC heeft een goed verdikkingseffect en de moleculen ervan kunnen een netwerkachtige structuur vormen in waterige oplossing, waardoor de viscositeit van de oplossing toeneemt.
Verbeterde anti-doorzakkingseigenschappen: De verdikte slurry heeft betere anti-doorzakkingseigenschappen tijdens het bouwproces, zodat de tegels stabiel op de vooraf bepaalde positie blijven tijdens het bestratingsproces en niet door de zwaartekracht naar beneden zullen glijden.
Verbeterde vloeibaarheid: De juiste viscositeit zorgt ervoor dat de lijm eenvoudig aan te brengen en te verspreiden is tijdens de bouw. Tegelijkertijd is de lijm goed verwerkbaar, waardoor de moeilijkheidsgraad van de bouw wordt verminderd.
3. Verbeter de duurzaamheid
Principe: HPMC verbetert de waterretentie en hechting van de lijm en verbetert daarmee de duurzaamheid van de cementtegellijm.
Verbeter de hechtsterkte: het volledig gehydrateerde cementsubstraat zorgt voor een sterkere hechting en is niet gevoelig voor loslaten of scheuren bij langdurig gebruik.
Verbeter de scheurbestendigheid: Een goede waterretentie voorkomt grootschalige krimp van de lijm tijdens het droogproces, waardoor het scheurprobleem veroorzaakt door krimp wordt verminderd.
(3) Ondersteuning van experimentele gegevens
1. Waterretentie-experiment
Studies hebben aangetoond dat de waterretentie van cementgebonden tegellijmen aanzienlijk verbetert door toevoeging van HPMC. Zo kan de toevoeging van 0,2% HPMC aan de lijm de waterretentie verhogen van 70% naar 95%. Deze verbetering is cruciaal voor de hechtsterkte en duurzaamheid van de lijm.
2. Viscositeitstest
De toegevoegde hoeveelheid HPMC heeft een significant effect op de viscositeit. Door 0,3% HPMC toe te voegen aan cementtegellijm kan de viscositeit met een factor 10 toenemen, wat zorgt voor een goede anti-zakking en constructieve eigenschappen van de lijm.
3. Test van de hechtsterkte
Uit vergelijkende experimenten is gebleken dat de hechtsterkte tussen tegels en ondergronden van lijmen met HPMC aanzienlijk beter is dan die van lijmen zonder HPMC. Zo kan de hechtsterkte na toevoeging van 0,5% HPMC met ongeveer 30% toenemen.
(4) Toepassingsvoorbeelden
1. Het leggen van vloertegels en wandtegels
Bij het leggen van vloer- en wandtegels lieten HPMC-versterkte cementtegellijmen betere bouwprestaties en een duurzame hechting zien. Tijdens het bouwproces verliest de lijm niet snel water, wat zorgt voor een gladde constructie en een vlakke tegelvloer.
2. Buitenmuurisolatiesysteem
HPMC-versterkte lijmen worden ook veel gebruikt in gevelisolatiesystemen. De uitstekende waterretentie en hechting zorgen voor een sterke verbinding tussen de isolatieplaat en de muur, wat de duurzaamheid en stabiliteit van het gevelisolatiesysteem verbetert.
De toepassing van HPMC in cementgebonden tegellijmen verbetert de prestaties van de lijm aanzienlijk. Door de waterretentie te verbeteren, de bouwprestaties te verbeteren en de duurzaamheid te verbeteren, maakt HPMC cementgebonden tegellijmen geschikter voor moderne bouwbehoeften. Met de ontwikkeling van technologie en de toenemende vraag naar hoogwaardige bouwmaterialen zullen de toepassingsmogelijkheden van HPMC toenemen.
Plaatsingstijd: 26 juni 2024