HPMC (hidroxipropilmetilcelulose) é um aditivo polimérico multifuncional amplamente utilizado em materiais de construção, especialmente em materiais à base de cimento. A introdução de HPMC pode melhorar significativamente o desempenho dos materiais à base de cimento, incluindo o aumento da resistência à fissuração, melhorando a trabalhabilidade e controlando o processo de hidratação, reduzindo assim eficazmente a ocorrência de fissuras.
Propriedades químicas e físicas do HPMC
HPMC é um polímero semissintético quimicamente modificado a partir de celulose. Sua estrutura molecular inclui substituintes metila e hidroxipropila, conferindo-lhe solubilidade, espessamento, retenção de água e propriedades de formação de filme únicas. Suas principais características incluem:
Alta retenção de água: HPMC tem excelente capacidade de retenção de água e pode formar uma película de retenção de água dentro do material para retardar a evaporação da água.
Efeito espessante: HPMC pode aumentar significativamente a viscosidade da pasta, melhorando assim sua trabalhabilidade.
Propriedades formadoras de filme: Sua boa capacidade de formação de filme pode formar um filme flexível na superfície do material, proporcionando proteção física adicional.
O mecanismo de influência do HPMC na fissuração de materiais à base de cimento
1. Retenção de água e redução de fissuras de retração a seco
Os materiais cimentícios sofrem retração volumétrica significativa durante o endurecimento, principalmente devido à perda de água e à retração por secagem devido às reações de hidratação. As fissuras de retração por secagem são geralmente causadas pela rápida evaporação da água na pasta de cimento durante o processo de endurecimento, resultando em retração de volume desigual, causando assim fissuras. As propriedades de retenção de água do HPMC desempenham um papel fundamental nisso:
Retarda a evaporação da água: o HPMC retém a umidade na pasta de cimento, diminuindo assim a taxa de evaporação da água. Este efeito de retenção de água não só ajuda a prolongar o tempo de reação de hidratação, mas também reduz o encolhimento por secagem causado pela evaporação da água.
Reação de hidratação uniforme: Como o HPMC fornece um ambiente aquático estável, as partículas de cimento podem sofrer uma reação de hidratação mais uniforme e suficiente, reduzindo as diferenças de tensão interna e reduzindo o risco de fissuras causadas pela retração a seco.
2. Melhorar a viscosidade e uniformidade de distribuição dos materiais
HPMC tem um efeito espessante, que desempenha um papel importante na melhoria da trabalhabilidade e uniformidade dos materiais à base de cimento:
Aumento da viscosidade: HPMC aumenta a viscosidade da pasta, melhorando a trabalhabilidade durante a aplicação, permitindo que a pasta flua melhor e preencha moldes ou fissuras, reduzindo vazios e áreas irregulares.
Distribuição uniforme: Ao aumentar a viscosidade da pasta, o HPMC torna a distribuição de cargas e fibras na pasta mais uniforme, resultando em uma estrutura interna uniforme durante o processo de endurecimento e reduzindo rachaduras devido à tensão concentrada localizada.
3. Melhorar as propriedades de formação de filme e proteção de superfície
As propriedades formadoras de filme do HPMC ajudam a formar uma camada protetora na superfície do material, o que tem um efeito positivo na redução de fissuras superficiais:
Proteção de superfície: A camada de filme flexível formada por HPMC na superfície do material pode proteger a superfície da erosão pelo ambiente externo e da rápida perda de umidade, reduzindo assim a ocorrência de rachaduras superficiais.
Cobertura flexível: Esta camada de filme possui certo grau de flexibilidade e pode absorver parte da tensão durante leves deformações, evitando ou retardando a expansão de fissuras.
4. Regular o processo de hidratação
HPMC pode regular o processo de hidratação do cimento, que desempenha um papel importante na redução da concentração de tensões causadas pela hidratação irregular:
Hidratação de liberação lenta: o HPMC pode aliviar a reação de hidratação rápida, permitindo que a água da pasta de cimento seja liberada gradualmente, proporcionando assim um ambiente de hidratação mais uniforme e sustentado. Este efeito de liberação lenta reduz as concentrações de tensão causadas por reações irregulares de hidratação, reduzindo assim o risco de rachaduras.
Exemplos de aplicação de HPMC em diferentes materiais à base de cimento
HPMC é amplamente utilizado em materiais à base de cimento, incluindo, entre outros, pisos autonivelantes, revestimentos de paredes externas, argamassas e materiais de reparo de concreto. A seguir estão alguns exemplos de aplicações específicas:
1. Materiais de piso autonivelantes
Os materiais de piso autonivelantes requerem boa fluidez e propriedades de aderência, evitando rachaduras superficiais. HPMC melhora o fluxo e o acabamento superficial do material através de seus efeitos de espessamento e retenção de água, ao mesmo tempo que reduz a ocorrência de rachaduras superficiais.
2. Pintura de parede externa
A pintura externa requer boa adesão e resistência a rachaduras. As propriedades de formação de filme e a retenção de água do HPMC melhoram a adesão e a flexibilidade do revestimento, aumentando assim a resistência a rachaduras e a resistência às intempéries do revestimento.
3. Materiais de reparo
Os materiais de reparo de concreto requerem alta resistência e endurecimento rápido, mantendo ao mesmo tempo uma baixa retração por secagem. HPMC oferece excelentes capacidades de retenção de água e controle de hidratação, permitindo que o material de reparo mantenha baixa contração a seco durante o processo de endurecimento e reduza o risco de rachaduras após o reparo.
Precauções para usar HPMC
Embora o HPMC tenha um efeito significativo na redução de fissuras em materiais à base de cimento, os seguintes pontos ainda precisam ser observados durante o uso:
Controle de dosagem: A dosagem de HPMC deve estar estritamente de acordo com os requisitos da fórmula. Muito ou pouco afetará o desempenho do material. De modo geral, a dosagem está entre 0,1% – 0,5%.
Uniformidade de mistura: HPMC precisa ser completamente misturado com outros materiais para garantir que funcione em toda a pasta.
Condições de construção: O ambiente de construção (como temperatura, umidade) também tem impacto no efeito do HPMC e deve ser ajustado adequadamente de acordo com condições específicas.
Como um aditivo eficaz para materiais à base de cimento, o HPMC desempenha um papel importante na redução da fissuração de materiais à base de cimento através de suas propriedades exclusivas de retenção de água, espessamento, formação de filme e controle de hidratação. Atrasa a evaporação da água, melhora a uniformidade do material, protege as superfícies do material e regula o processo de hidratação, reduzindo significativamente o risco de fissuras. Portanto, na aplicação de materiais à base de cimento, o uso racional do HPMC pode não só melhorar o desempenho do material, mas também prolongar sua vida útil e reduzir custos de manutenção.
Horário da postagem: 26 de junho de 2024