HPMC (hydroxypropylmethylcellulose) is een polymeermateriaal dat veel wordt gebruikt in bouwmaterialen, met name in cement- en gipshoudende materialen. Het heeft een goede wateroplosbaarheid, hechting, waterretentie en verdikkingseigenschappen, waardoor het veel wordt gebruikt in mortel, stopverf, tegellijm en andere materialen.
1. Oorzaken van krimp en scheuren van bouwmaterialen
Tijdens het uithardingsproces krimpen bouwmaterialen vaak in volume door waterverdamping, chemische reacties en veranderingen in externe omgevingsfactoren, wat leidt tot spanningsconcentratie en scheurvorming. De belangrijkste vormen van krimp zijn:
Plastische krimp: Wanneer het cementmateriaal nog niet is uitgehard, krimpt het volume door de snelle verdamping van water.
Droge krimp: Nadat het materiaal is uitgehard, wordt het gedurende een lange tijd aan de lucht blootgesteld en verdampt het water langzaam, wat resulteert in volumekrimp.
Temperatuurkrimp: Volumeverandering veroorzaakt door temperatuurveranderingen, vooral in een omgeving met een groot temperatuurverschil tussen dag en nacht.
Autogene krimp: Tijdens het cementhydratatieproces krimpt het interne volume als gevolg van het waterverbruik door de hydratatiereactie.
Deze krimp leidt vaak tot spanningsopbouw in het materiaal, wat uiteindelijk leidt tot microscheuren of barsten, die de duurzaamheid en esthetiek van de bouwconstructie aantasten. Om dit fenomeen te voorkomen, zijn meestal additieven nodig om de prestaties van het materiaal te verbeteren, en HPMC is daar een van.
2. Werkingsmechanisme van HPMC
HPMC speelt een belangrijke rol bij het verminderen van krimp en scheuren in bouwmaterialen. Dit wordt voornamelijk bereikt door de volgende mechanismen:
Waterretentie: HPMC heeft een sterk waterretentievermogen en kan een waterretentiefilm vormen in mortel of stopverfpoeder om de verdampingssnelheid van water te vertragen. Omdat de snelle verdamping van water in het materiaal plastische krimp veroorzaakt, kan het waterretentie-effect van HPMC het fenomeen van vroegtijdige krimp effectief verminderen, voldoende water in het materiaal behouden, de volledige hydratatiereactie van cement bevorderen en krimpscheuren als gevolg van waterverlies tijdens het droogproces verminderen. Bovendien kan HPMC de prestaties van het materiaal verbeteren onder zowel natte als droge omstandigheden en scheurvorming door waterverlies verminderen.
Verdikkings- en versterkingseffect: HPMC is een verdikkingsmiddel dat de consistentie en viscositeit van mortel effectief kan verhogen en de algehele hechting van het materiaal kan verbeteren. Als het materiaal tijdens het bouwproces te dun is, kan het gemakkelijk delamineren of doorzakken, wat resulteert in een oneffen oppervlak of zelfs scheuren. Door HPMC te gebruiken, kan de mortel de juiste viscositeit behouden, de sterkte en oppervlaktedichtheid van het materiaal na de bouw verbeteren en de kans op scheurvorming verminderen. Bovendien kan HPMC ook de schuifweerstand van het materiaal verbeteren en de scheurweerstand verbeteren.
Verbeter de flexibiliteit van het materiaal: HPMC-moleculen kunnen een rol spelen bij het verbeteren van de flexibiliteit van cement- of gipsgebaseerde materialen, waardoor het materiaal na uitharding een betere trek- en buigweerstand heeft. Omdat bouwmaterialen doorgaans worden blootgesteld aan trek- of buigspanning bij temperatuurschommelingen en belastingen, neemt de flexibiliteit van het materiaal na toevoeging van HPMC toe, waardoor externe spanningen beter kunnen worden geabsorbeerd en brosse scheurvorming wordt voorkomen.
Controleer de hydratatiesnelheid van cement: Bij cementgebaseerde materialen heeft de snelheid van de hydratatiereactie direct invloed op de prestaties van het materiaal. Als de hydratatiereactie te snel verloopt, kan de spanning in het materiaal niet tijdig worden opgeheven, wat leidt tot scheuren. HPMC kan de hydratatiesnelheid op de juiste manier vertragen door waterretentie en de vorming van een beschermende film. Dit voorkomt dat cement in een vroeg stadium te snel water verliest en voorkomt zo spontane krimp en scheurvorming tijdens het uithardingsproces van het materiaal.
Verbetering van de bouwprestaties: HPMC kan de bouwprestaties van bouwmaterialen verbeteren, wat zich voornamelijk uit in een goede vloeibaarheid, waterretentie en smering, de uniformiteit van materialen verhogen en scheuren als gevolg van onjuiste constructie verminderen. Het kan mortel, stopverfpoeder, enz. gemakkelijker verspreiden en egaliseren tijdens de bouw, de holteverhouding van materialen verminderen, de algehele dichtheid en sterkte van materialen verbeteren en het risico op lokale scheurvorming als gevolg van oneffen constructie verminderen.
3. Toepassing van HPMC in specifieke bouwmaterialen
Tegellijm: HPMC kan de antislipwerking van tegellijm aanzienlijk verbeteren, ervoor zorgen dat tegels tijdens de installatie gelijkmatig op de ondergrond worden bevestigd en scheurvorming door ongelijkmatige spanning of krimp verminderen. Bovendien zorgen de verdikking en waterretentie van HPMC ervoor dat tegellijm na de montage langer open blijft, de bouwefficiëntie verbetert en scheurvorming door ongelijkmatige uitharding vermindert.
Plamuurpoeder: De waterretentie van HPMC in plamuurpoeder voorkomt dat de plamuur te snel water verliest tijdens het droogproces en vermindert krimp en scheurvorming door waterverlies. Tegelijkertijd verbetert het verdikkende effect van HPMC de bouwprestaties van de plamuur, waardoor deze gemakkelijker gelijkmatig op de muur kan worden aangebracht en scheuren door een ongelijkmatige applicatie worden verminderd.
Mortel: Het toevoegen van HPMC aan mortel kan de verwerkingsprestaties effectief verbeteren, de mortel gladder maken tijdens de bouw, segregatie en gelaagdheid verminderen en zo de uniformiteit en hechting van de mortel verbeteren. Tegelijkertijd zorgt het waterretentie-effect van HPMC ervoor dat het water langzamer verdampt tijdens het uithardingsproces van de mortel, waardoor krimp en scheurvorming door vroegtijdig waterverlies worden voorkomen.
4. Voorzorgsmaatregelen bij het gebruik van HPMC
Doseringscontrole: De toegevoegde hoeveelheid HPMC heeft een directe invloed op het effect en moet meestal worden aangepast aan de materiaalverhouding en specifieke toepassingsscenario's. Overmatige HPMC zorgt ervoor dat het materiaal een te hoge consistentie heeft, wat de bouwprestaties beïnvloedt; terwijl onvoldoende HPMC de rol van waterretentie en verdikking niet kan vervullen zoals het hoort.
Gebruik met andere additieven: HPMC wordt meestal gebruikt in combinatie met andere chemische additieven (zoals waterreducerende middelen, luchtbelvormers, weekmakers, enz.) om betere resultaten te bereiken. Bij gebruik is het noodzakelijk om rekening te houden met de interactie tussen verschillende additieven om wederzijdse beïnvloeding van de prestaties van de materialen te voorkomen.
Als belangrijk bouwadditief heeft HPMC een significant effect op het verminderen van krimp en scheurvorming in bouwmaterialen. Het vermindert effectief scheuren veroorzaakt door waterverlies en spanningsconcentratie door de waterretentie, verdikking en flexibiliteit van het materiaal te verbeteren en de hydratatiesnelheid van cement te verbeteren. Redelijk gebruik van HPMC kan niet alleen de bouwprestaties van het materiaal verbeteren, maar ook de levensduur van de bouwconstructie verlengen en de onderhoudskosten verlagen. Met de voortdurende vooruitgang in de bouwmateriaaltechnologie zal de toepassing van HPMC in de bouwsector uitgebreider en diepgaander worden.
Plaatsingstijd: 21-09-2024