HPMC (hydroksypropylmetylcellulose) er et multifunksjonelt polymeradditiv som er mye brukt i byggematerialer, spesielt i sementbaserte materialer. Innføringen av HPMC kan forbedre ytelsen til sementbaserte materialer betydelig, inkludert å forbedre sprekkmotstanden, forbedre bearbeidbarheten og kontrollere hydratiseringsprosessen, og dermed effektivt redusere forekomsten av sprekker.
Kjemiske og fysiske egenskaper til HPMC
HPMC er en semisyntetisk polymer kjemisk modifisert fra cellulose. Dens molekylære struktur inkluderer metyl- og hydroksypropylsubstituenter, noe som gir den unike løselighet, fortykning, vannretensjon og filmdannende egenskaper. Hovedfunksjonene inkluderer:
Høy vannretensjon: HPMC har utmerket vannretensjonskapasitet og kan danne en vannretensjonsfilm inne i materialet for å bremse fordampningen av vann.
Fortykningseffekt: HPMC kan øke viskositeten til slurryen betydelig, og dermed forbedre bearbeidbarheten.
Filmdannende egenskaper: Dens gode filmdannende evne kan danne en fleksibel film på overflaten av materialet, og gir ekstra fysisk beskyttelse.
Påvirkningsmekanismen til HPMC på sprekking av sementbaserte materialer
1. Vannretensjon og reduksjon av tørre krympesprekker
Sementholdige materialer opplever betydelig volumetrisk krymping under herding, først og fremst på grunn av vanntap og tørkekrymping på grunn av hydratiseringsreaksjoner. Tørkende krympesprekker er vanligvis forårsaket av rask fordampning av vann i sementslurryen under herdeprosessen, noe som resulterer i ujevn volumkrymping, og derved forårsaker sprekker. De vannholdende egenskapene til HPMC spiller en nøkkelrolle i dette:
Bremser vannfordampningen: HPMC holder på fuktigheten i sementslurryen, og bremser dermed hastigheten på vannfordampningen. Denne vannretensjonseffekten bidrar ikke bare til å forlenge hydreringsreaksjonstiden, men reduserer også tørkekrymping forårsaket av vannfordampning.
Ensartet hydratiseringsreaksjon: Siden HPMC gir et stabilt vannmiljø, kan sementpartikler gjennomgå en mer jevn og tilstrekkelig hydratiseringsreaksjon, noe som reduserer indre spenningsforskjeller og reduserer risikoen for sprekkdannelse forårsaket av tørr krymping.
2. Forbedre viskositeten og fordelingens ensartethet av materialer
HPMC har en fortykningseffekt, som spiller en viktig rolle i å forbedre bearbeidbarheten og jevnheten til sementbaserte materialer:
Økt viskositet: HPMC øker viskositeten til slurryen, forbedrer bearbeidbarheten under påføring, lar slurryen flyte bedre og fyller former eller sprekker, reduserer hulrom og ujevne områder.
Jevn fordeling: Ved å øke slurryens viskositet gjør HPMC fordelingen av fyllstoffer og fibre i slurryen jevnere, noe som resulterer i en jevn indre struktur under herdeprosessen og reduserer sprekkdannelser på grunn av lokalisert konsentrert stress.
3. Forbedre filmdannende egenskaper og overflatebeskyttelse
De filmdannende egenskapene til HPMC bidrar til å danne et beskyttende lag på overflaten av materialet, noe som har en positiv effekt på å redusere overflatesprekker:
Overflatebeskyttelse: Det fleksible filmlaget dannet av HPMC på overflaten av materialet kan beskytte overflaten mot erosjon fra det ytre miljø og raskt fukttap, og dermed redusere forekomsten av overflatesprekker.
Fleksibel dekning: Dette filmlaget har en viss grad av fleksibilitet og kan absorbere deler av belastningen ved lett deformasjon, og derved forhindre eller bremse utvidelse av sprekker.
4. Reguler hydreringsprosessen
HPMC kan regulere hydreringsprosessen til sement, som spiller en viktig rolle i å redusere stresskonsentrasjon forårsaket av ujevn hydrering:
Slow-release hydrering: HPMC kan lindre den raske hydreringsreaksjonen, slik at vannet i sementslurryen gradvis kan frigjøres, og dermed gi et mer jevnt og vedvarende hydreringsmiljø. Denne slow-release-effekten reduserer stresskonsentrasjoner forårsaket av ujevne hydreringsreaksjoner, og reduserer dermed risikoen for sprekker.
Brukseksempler på HPMC i forskjellige sementbaserte materialer
HPMC er mye brukt i sementbaserte materialer, inkludert men ikke begrenset til selvnivellerende gulv, ytterveggbelegg, mørtler og betongreparasjonsmaterialer. Følgende er noen spesifikke applikasjonseksempler:
1. Selvnivellerende gulvmaterialer
Selvnivellerende gulvmaterialer krever god flyt og bindeegenskaper samtidig som overflatesprekker unngås. HPMC forbedrer flyten og overflatefinishen til materialet gjennom dets fortyknings- og vannretensjonseffekter samtidig som det reduserer forekomsten av overflatesprekker.
2. Utvendig veggmaling
Utvendig maling krever god vedheft og sprekkmotstand. De filmdannende egenskapene og vannretensjonen til HPMC forbedrer beleggets vedheft og fleksibilitet, og forbedrer derved beleggets sprekkmotstand og værbestandighet.
3. Reparasjonsmaterialer
Betongreparasjonsmaterialer krever høy styrke og rask herding samtidig som lav tørkekrymping opprettholdes. HPMC gir utmerket vannretensjon og hydreringskontroll, slik at reparasjonsmaterialet opprettholder lav tørrkrymping under herdeprosessen og reduserer risikoen for sprekker etter reparasjon.
Forholdsregler for bruk av HPMC
Selv om HPMC har en betydelig effekt på å redusere sprekkdannelse av sementbaserte materialer, må følgende punkter fortsatt noteres under bruk:
Doseringskontroll: Doseringen av HPMC bør være strengt i samsvar med formelkravene. For mye eller for lite vil påvirke materialets ytelse. Generelt sett er doseringen mellom 0,1 % – 0,5 %.
Blandingsuniformitet: HPMC må blandes grundig med andre materialer for å sikre at det fungerer i hele slurryen.
Konstruksjonsforhold: Konstruksjonsmiljøet (som temperatur, fuktighet) har også innvirkning på effekten av HPMC, og bør tilpasses hensiktsmessig i henhold til spesifikke forhold.
Som et effektivt sementbasert materialetilsetningsstoff, spiller HPMC en viktig rolle i å redusere oppsprekkingen av sementbaserte materialer gjennom sine unike vannretensjons-, fortyknings-, filmdannende og hydreringskontrollegenskaper. Det forsinker vannfordampning, forbedrer materialets jevnhet, beskytter materialoverflater og regulerer hydreringsprosessen, og reduserer dermed risikoen for sprekkdannelse betraktelig. Derfor, ved bruk av sementbaserte materialer, kan rasjonell bruk av HPMC ikke bare forbedre materialytelsen, men også forlenge levetiden og redusere vedlikeholdskostnadene.
Innleggstid: 26. juni 2024