HPMC (hydroxypropylmetylcelulóza) je multifunkčná polymérna prísada široko používaná v stavebných materiáloch, najmä v materiáloch na báze cementu. Zavedenie HPMC môže výrazne zlepšiť výkon materiálov na báze cementu, vrátane zvýšenia odolnosti voči trhlinám, zlepšenia spracovateľnosti a kontroly hydratačného procesu, čím sa účinne zníži výskyt trhlín.
Chemické a fyzikálne vlastnosti HPMC
HPMC je polosyntetický polymér chemicky modifikovaný z celulózy. Jeho molekulárna štruktúra zahŕňa metylové a hydroxypropylové substituenty, čo mu dáva jedinečnú rozpustnosť, zahusťovanie, zadržiavanie vody a filmotvorné vlastnosti. Medzi jeho hlavné vlastnosti patrí:
Vysoká retencia vody: HPMC má vynikajúcu schopnosť zadržiavať vodu a môže vytvoriť vo vnútri materiálu film zadržiavajúci vodu, aby sa spomalilo odparovanie vody.
Efekt zahusťovania: HPMC môže výrazne zvýšiť viskozitu suspenzie, čím sa zlepší jej spracovateľnosť.
Filmotvorné vlastnosti: Jeho dobrá filmotvorná schopnosť môže na povrchu materiálu vytvárať pružný film, ktorý poskytuje dodatočnú fyzickú ochranu.
Mechanizmus vplyvu HPMC na praskanie materiálov na báze cementu
1. Zadržiavanie vody a redukcia suchých zmrašťovacích trhlín
Cementové materiály počas vytvrdzovania podliehajú významnému objemovému zmršťovaniu, predovšetkým v dôsledku straty vody a zmršťovania sušením v dôsledku hydratačných reakcií. Praskliny spôsobené zmrašťovaním pri vysychaní sú zvyčajne spôsobené rýchlym vyparovaním vody v cementovej kaši počas procesu tvrdnutia, čo má za následok nerovnomerné zmrašťovanie objemu, čím dochádza k vzniku trhlín. V tomto zohrávajú kľúčovú úlohu vlastnosti HPMC zadržiavajúce vodu:
Spomaľuje odparovanie vody: HPMC zadržiava vlhkosť v cementovej kaši, čím spomaľuje rýchlosť odparovania vody. Tento efekt zadržiavania vody pomáha nielen predĺžiť reakčný čas hydratácie, ale tiež znižuje zmršťovanie pri vysychaní spôsobené odparovaním vody.
Rovnomerná hydratačná reakcia: Keďže HPMC poskytuje stabilné vodné prostredie, častice cementu môžu podstúpiť rovnomernejšiu a dostatočnú hydratačnú reakciu, čím sa znížia rozdiely vo vnútornom napätí a zníži sa riziko vzniku trhlín spôsobených suchým zmrašťovaním.
2. Zlepšiť viskozitu a rovnomernosť distribúcie materiálov
HPMC má zahusťovací účinok, ktorý hrá dôležitú úlohu pri zlepšovaní spracovateľnosti a rovnomernosti materiálov na báze cementu:
Zvýšená viskozita: HPMC zvyšuje viskozitu suspenzie, zlepšuje spracovateľnosť počas aplikácie, umožňuje suspenzii lepšie tiecť a vypĺňať formy alebo trhliny, čím sa zmenšujú dutiny a nerovné oblasti.
Rovnomerná distribúcia: Zvýšením viskozity kaše HPMC robí distribúciu plnív a vlákien v kaši rovnomernejšiu, čo má za následok jednotnú vnútornú štruktúru počas procesu tvrdnutia a znižuje praskanie v dôsledku lokalizovaného koncentrovaného napätia.
3. Zlepšite filmotvorné vlastnosti a ochranu povrchu
Filmotvorné vlastnosti HPMC pomáhajú vytvárať ochrannú vrstvu na povrchu materiálu, čo má pozitívny vplyv na redukciu povrchových trhlín:
Povrchová ochrana: Flexibilná filmová vrstva tvorená HPMC na povrchu materiálu dokáže chrániť povrch pred eróziou vonkajším prostredím a rýchlou stratou vlhkosti, čím sa znižuje výskyt povrchových trhlín.
Flexibilné pokrytie: Táto fóliová vrstva má určitý stupeň pružnosti a môže absorbovať časť napätia pri miernej deformácii, čím zabraňuje alebo spomaľuje rozširovanie trhlín.
4. Regulujte proces hydratácie
HPMC môže regulovať proces hydratácie cementu, ktorý hrá dôležitú úlohu pri znižovaní koncentrácie napätia spôsobenej nerovnomernou hydratáciou:
Hydratácia s pomalým uvoľňovaním: HPMC môže zmierniť rýchlu hydratačnú reakciu, čo umožňuje postupné uvoľňovanie vody z cementovej kaše, čím poskytuje rovnomernejšie a trvalejšie hydratačné prostredie. Tento efekt pomalého uvoľňovania znižuje koncentrácie napätia spôsobené nerovnomernými hydratačnými reakciami, čím sa znižuje riziko praskania.
Príklady použitia HPMC v rôznych materiáloch na báze cementu
HPMC sa široko používa v materiáloch na báze cementu, vrátane, ale nie výlučne, samonivelačných podláh, náterov vonkajších stien, mált a materiálov na opravu betónu. Nasleduje niekoľko konkrétnych príkladov aplikácií:
1. Samonivelačné podlahové materiály
Samonivelačné podlahové materiály vyžadujú dobrú tekutosť a priľnavosť, pričom sa vyhýbajú povrchovým trhlinám. HPMC zlepšuje tekutosť a povrchovú úpravu materiálu prostredníctvom zahusťovania a zadržiavania vody a zároveň znižuje výskyt povrchových trhlín.
2. Vonkajšia farba na steny
Vonkajšia farba vyžaduje dobrú priľnavosť a odolnosť proti praskaniu. Filmotvorné vlastnosti a zadržiavanie vody HPMC zlepšujú priľnavosť a pružnosť náteru, čím sa zvyšuje odolnosť náteru voči prasklinám a odolnosť voči poveternostným vplyvom.
3. Materiály na opravu
Materiály na opravu betónu vyžadujú vysokú pevnosť a rýchle tvrdnutie pri zachovaní nízkeho zmrašťovania pri vysychaní. HPMC poskytuje vynikajúce schopnosti zadržiavania vody a hydratácie, čo umožňuje opravnému materiálu udržiavať nízke zmrštenie za sucha počas procesu vytvrdzovania a znižovať riziko praskania po oprave.
Bezpečnostné opatrenia pri používaní HPMC
Hoci HPMC má významný vplyv na znižovanie praskania materiálov na báze cementu, pri používaní je stále potrebné venovať pozornosť nasledujúcim bodom:
Kontrola dávkovania: Dávkovanie HPMC by malo byť prísne v súlade s požiadavkami na zloženie. Príliš veľa alebo príliš málo ovplyvní vlastnosti materiálu. Všeobecne povedané, dávka je medzi 0,1% – 0,5%.
Rovnomernosť miešania: HPMC je potrebné dôkladne premiešať s inými materiálmi, aby sa zabezpečilo, že bude fungovať v celej suspenzii.
Stavebné podmienky: Stavebné prostredie (ako je teplota, vlhkosť) má tiež vplyv na účinok HPMC a malo by byť vhodne upravené podľa konkrétnych podmienok.
Ako účinná prísada do materiálov na báze cementu hrá HPMC dôležitú úlohu pri znižovaní praskania materiálov na báze cementu vďaka svojim jedinečným vlastnostiam zadržiavania vody, zahusťovania, tvorby filmu a kontroly hydratácie. Spomaľuje odparovanie vody, zlepšuje rovnomernosť materiálu, chráni povrch materiálu a reguluje proces hydratácie, čím výrazne znižuje riziko praskania. Preto pri aplikácii materiálov na báze cementu môže racionálne používanie HPMC nielen zlepšiť vlastnosti materiálu, ale aj predĺžiť jeho životnosť a znížiť náklady na údržbu.
Čas odoslania: 26. júna 2024