HPMC (ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส) เป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่นิยมใช้กันในวัสดุก่อสร้าง โดยเฉพาะในวัสดุที่มีส่วนประกอบเป็นซีเมนต์และวัสดุที่มีส่วนประกอบเป็นยิปซัม มีคุณสมบัติในการละลายน้ำได้ดี ยึดเกาะได้ดี กักเก็บน้ำได้ดี และเพิ่มความข้น จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในปูนฉาบ ผงอุดรู กาวติดกระเบื้อง และวัสดุอื่นๆ
1. สาเหตุของการหดตัวและการแตกร้าวของวัสดุก่อสร้าง
ในระหว่างกระบวนการชุบแข็ง วัสดุก่อสร้างมักหดตัวในปริมาณเนื่องจากการระเหยของน้ำ ปฏิกิริยาเคมี และการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยแวดล้อมภายนอก ทำให้เกิดความเค้นเข้มข้นและเกิดรอยแตกร้าว ประเภทหลักของการหดตัว ได้แก่:
การหดตัวของพลาสติก: เมื่อวัสดุที่ใช้ซีเมนต์ยังไม่แข็งตัว ปริมาตรจะหดตัวเนื่องจากน้ำระเหยอย่างรวดเร็ว
การหดตัวแบบแห้ง: หลังจากที่วัสดุแข็งตัวแล้ว วัสดุจะสัมผัสกับอากาศเป็นเวลานาน และน้ำจะระเหยไปช้าๆ ส่งผลให้ปริมาตรหดตัว
การหดตัวของอุณหภูมิ: การเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนมาก
การหดตัวโดยอัตโนมัติ: ในระหว่างกระบวนการไฮเดรชั่นของซีเมนต์ ปริมาตรภายในจะหดตัวเนื่องจากการใช้น้ำจากปฏิกิริยาไฮเดรชั่น
การหดตัวเหล่านี้มักนำไปสู่การสะสมของความเครียดภายในวัสดุ ส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าวเล็กๆ หรือรอยร้าวในที่สุด ซึ่งส่งผลกระทบต่อความทนทานและความสวยงามของโครงสร้างอาคาร เพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์นี้ มักต้องใช้สารเติมแต่งเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุ และ HPMC เป็นหนึ่งในนั้น
2.กลไกการออกฤทธิ์ของ HPMC
HPMC มีบทบาทสำคัญในการลดการหดตัวและการแตกร้าวของวัสดุก่อสร้าง ซึ่งส่วนใหญ่ทำได้โดยกลไกดังต่อไปนี้:
การกักเก็บน้ำ: HPMC มีความสามารถในการกักเก็บน้ำได้ดีและสามารถสร้างฟิล์มกักเก็บน้ำในปูนหรือผงปูนเพื่อชะลออัตราการระเหยของน้ำ เนื่องจากการระเหยของน้ำอย่างรวดเร็วภายในวัสดุจะทำให้เกิดการหดตัวของพลาสติก ผลการกักเก็บน้ำของ HPMC จึงสามารถลดปรากฏการณ์การหดตัวในระยะเริ่มต้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มีน้ำเพียงพอในวัสดุ จึงส่งเสริมปฏิกิริยาไฮเดรชั่นอย่างเต็มที่ของซีเมนต์และลดรอยแตกจากการหดตัวที่เกิดจากการสูญเสียน้ำในระหว่างกระบวนการอบแห้ง นอกจากนี้ HPMC ยังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุภายใต้สภาวะเปียกและแห้ง และลดการแตกร้าวที่เกิดจากการสูญเสียน้ำ
ผลในการทำให้ข้นและเสริมความแข็งแรง: HPMC เป็นสารทำให้ข้นที่สามารถเพิ่มความสม่ำเสมอและความหนืดของปูนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มการยึดเกาะโดยรวมของวัสดุ ในระหว่างกระบวนการก่อสร้าง หากวัสดุบางเกินไป ก็จะเกิดการหลุดลอกหรือหย่อนได้ง่าย ส่งผลให้พื้นผิวไม่เรียบหรือมีรอยแตกร้าวสม่ำเสมอ การใช้ HPMC ช่วยให้ปูนสามารถรักษาความหนืดที่เหมาะสม เพิ่มความแข็งแรงและความหนาแน่นของพื้นผิวของวัสดุหลังการก่อสร้าง และลดโอกาสเกิดรอยแตกร้าว นอกจากนี้ HPMC ยังสามารถเพิ่มความต้านทานแรงเฉือนของวัสดุและปรับปรุงความต้านทานการแตกร้าวได้อีกด้วย
ปรับปรุงความยืดหยุ่นของวัสดุ: โมเลกุล HPMC สามารถมีบทบาทบางอย่างในการเพิ่มความยืดหยุ่นในวัสดุที่ใช้ปูนซีเมนต์หรือวัสดุที่ใช้ยิปซัม ทำให้วัสดุมีความต้านทานแรงดึงและการดัดงอที่ดีขึ้นหลังจากการบ่ม เนื่องจากวัสดุก่อสร้างมักต้องรับแรงดึงหรือการดัดงอภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยรอบและภาระ หลังจากเติม HPMC ความยืดหยุ่นของวัสดุจะเพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถดูดซับแรงภายนอกได้ดีขึ้นและหลีกเลี่ยงการแตกร้าวแบบเปราะได้
ควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของซีเมนต์: ในวัสดุที่มีส่วนประกอบเป็นซีเมนต์ อัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของวัสดุ หากปฏิกิริยาไฮเดรชั่นเร็วเกินไป ความเครียดภายในวัสดุจะไม่สามารถปลดปล่อยออกมาได้ทันเวลา ส่งผลให้เกิดรอยแตกร้าว HPMC สามารถชะลออัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นได้อย่างเหมาะสมโดยการกักเก็บน้ำและสร้างฟิล์มป้องกัน ป้องกันไม่ให้ซีเมนต์สูญเสียน้ำเร็วเกินไปในระยะเริ่มต้น และหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์การหดตัวและรอยแตกร้าวโดยธรรมชาติในระหว่างกระบวนการทำให้วัสดุแข็งตัว
ปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้าง: HPMC สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างของวัสดุก่อสร้างได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการไหลตัวที่ดี การกักเก็บน้ำ และความลื่นไหล เพิ่มความสม่ำเสมอของวัสดุ และลดรอยแตกร้าวที่เกิดจากการก่อสร้างที่ไม่เหมาะสม สามารถทำให้ปูนฉาบ ผงโป๊ว ฯลฯ กระจายและปรับระดับได้ง่ายขึ้นระหว่างการก่อสร้าง ลดอัตราส่วนช่องว่างของวัสดุ ปรับปรุงความหนาแน่นและความแข็งแรงโดยรวมของวัสดุ และลดความเสี่ยงของรอยแตกร้าวในบริเวณที่เกิดจากการก่อสร้างที่ไม่สม่ำเสมอ
3. การประยุกต์ใช้ HPMC ในวัสดุก่อสร้างเฉพาะ
กาวติดกระเบื้อง: HPMC สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพป้องกันการลื่นของกาวติดกระเบื้องได้อย่างมาก ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระเบื้องจะยึดติดกับพื้นผิวได้อย่างสม่ำเสมอระหว่างการติดตั้ง และลดการหลุดร่อนหรือแตกร้าวที่เกิดจากแรงกดหรือการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอ นอกจากนี้ เอฟเฟกต์การทำให้หนาขึ้นและการกักเก็บน้ำของ HPMC ยังช่วยให้กาวติดกระเบื้องสามารถคงระยะเวลาการเปิดนานขึ้นหลังการก่อสร้าง ปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้าง และลดรอยแตกร้าวที่เกิดจากการบ่มที่ไม่สม่ำเสมอ
ผงอุดรู: ในผงอุดรู คุณสมบัติในการกักเก็บน้ำของ HPMC สามารถป้องกันไม่ให้ผงอุดรูสูญเสียน้ำเร็วเกินไปในระหว่างกระบวนการอบแห้ง และลดการหดตัวและรอยแตกที่เกิดจากการสูญเสียน้ำ ในเวลาเดียวกัน เอฟเฟกต์การทำให้ข้นของ HPMC สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างของผงอุดรู ทำให้ทาบนผนังได้สม่ำเสมอมากขึ้น และลดรอยแตกบนพื้นผิวที่เกิดจากการใช้ที่ไม่สม่ำเสมอ
ปูน: การเติม HPMC ลงในปูนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ปูนเรียบเนียนขึ้นในระหว่างการก่อสร้าง ลดการแยกตัวและการแบ่งชั้น และปรับปรุงความสม่ำเสมอและการยึดเกาะของปูน ในเวลาเดียวกัน ผลการกักเก็บน้ำของ HPMC สามารถทำให้น้ำระเหยช้าลงในระหว่างกระบวนการแข็งตัวของปูน ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการหดตัวและการแตกร้าวที่เกิดจากการสูญเสียน้ำก่อนเวลา
4. ข้อควรระวังในการใช้ HPMC
การควบคุมปริมาณ: ปริมาณ HPMC ที่เติมเข้าไปมีผลโดยตรงต่อผลลัพธ์ และโดยปกติแล้วจะต้องปรับตามอัตราส่วนของวัสดุและสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ HPMC ที่มากเกินไปจะทำให้วัสดุมีความสม่ำเสมอสูงเกินไป ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพในการก่อสร้าง ในขณะที่ HPMC ที่ไม่เพียงพอจะไม่สามารถทำหน้าที่กักเก็บน้ำและเพิ่มความหนาได้ตามที่ควร
ใช้ร่วมกับสารเติมแต่งอื่นๆ: โดยทั่วไป HPMC จะใช้ร่วมกับสารเคมีเติมแต่งอื่นๆ (เช่น ตัวลดน้ำ ตัวกักอากาศ พลาสติไซเซอร์ ฯลฯ) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น เมื่อใช้งาน จำเป็นต้องพิจารณาถึงปฏิกิริยาระหว่างสารเติมแต่งต่างๆ เพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลซึ่งกันและกันต่อประสิทธิภาพของวัสดุ
HPMC เป็นสารเติมแต่งที่สำคัญสำหรับอาคาร มีผลอย่างมากในการลดการหดตัวและการแตกร้าวของวัสดุก่อสร้าง โดยช่วยลดการแตกร้าวที่เกิดจากการสูญเสียน้ำและความเข้มข้นของความเค้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยปรับปรุงการกักเก็บน้ำ ความหนา ความยืดหยุ่นของวัสดุ และปรับปรุงอัตราการเกิดปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของซีเมนต์ การใช้ HPMC อย่างสมเหตุสมผลไม่เพียงแต่จะปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างของวัสดุเท่านั้น แต่ยังยืดอายุการใช้งานของโครงสร้างอาคารและลดต้นทุนการบำรุงรักษาในภายหลังอีกด้วย ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีวัสดุก่อสร้าง การใช้ HPMC ในด้านการก่อสร้างจะกว้างขวางและเจาะลึกมากขึ้น
เวลาโพสต์: 21-9-2024