หลักการทำงานของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในปูน

ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC)เป็นสารประกอบโพลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมก่อสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปูนกาวซีเมนต์ ปูนกาวยิปซัม และกาวติดกระเบื้อง HPMC เป็นสารเติมแต่งปูนกาวที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการก่อสร้าง ปรับปรุงการทำงาน การยึดเกาะ การกักเก็บน้ำ และความต้านทานการแตกร้าวของปูนกาว จึงช่วยเพิ่มคุณภาพโดยรวมของปูนกาว

1. คุณสมบัติพื้นฐานของ HPMC

HPMC ได้มาจากการปรับเปลี่ยนเซลลูโลสด้วยอีเทอร์ริฟิเคชันเป็นหลัก และมีคุณสมบัติละลายน้ำได้ดี มีความข้น สร้างฟิล์ม มีความลื่นไหล และมีเสถียรภาพ คุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญ ได้แก่:

ความสามารถในการละลายน้ำ: สามารถละลายในน้ำเย็นหรือน้ำร้อนเพื่อสร้างสารละลายหนืดใสหรือโปร่งแสง
เอฟเฟกต์การทำให้ข้น: สามารถเพิ่มความหนืดของสารละลายได้อย่างมาก และแสดงผลการทำให้ข้นได้ดีที่ความเข้มข้นต่ำ
การกักเก็บน้ำ: HPMC สามารถดูดซับน้ำและพองตัว และมีบทบาทในการกักเก็บน้ำในปูนเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำสูญเสียไปเร็วเกินไป
คุณสมบัติการไหล: มีความหนืดที่ดีซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูน

2. บทบาทหลักของ HPMC ในปูน

บทบาทของ HPMC ในปูนจะเห็นได้อย่างชัดเจนในด้านต่อไปนี้:

2.1 การปรับปรุงการกักเก็บน้ำของปูน

ในระหว่างขั้นตอนการก่อสร้างปูนซีเมนต์ หากน้ำระเหยเร็วเกินไปหรือถูกดูดซึมเข้าสู่ฐานมากเกินไป จะทำให้ปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของปูนซีเมนต์ไม่เพียงพอและส่งผลต่อการพัฒนาความแข็งแรง HPMC สร้างโครงสร้างตาข่ายที่สม่ำเสมอในปูนซีเมนต์ด้วยคุณสมบัติชอบน้ำ การดูดซับน้ำ และความสามารถในการขยายตัว กักเก็บความชื้น ลดการสูญเสียน้ำ ทำให้ปูนเปิดได้นานขึ้นและปรับตัวเข้ากับการก่อสร้างได้ดีขึ้น

2.2 เอฟเฟกต์การทำให้ข้นขึ้น ปรับปรุงการทำงานของปูน

HPMC มีผลในการทำให้ข้นได้ดี ซึ่งสามารถเพิ่มความหนืดของปูน ทำให้ปูนมีความเหนียวดีขึ้น และป้องกันไม่ให้ปูนเกิดการแบ่งชั้น แยกตัว และน้ำซึมออกมา ในเวลาเดียวกัน การทำให้ข้นที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงการก่อสร้างปูน ทำให้ง่ายต่อการใช้งานและปรับระดับระหว่างขั้นตอนการก่อสร้าง และช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้าง

2.3 เพิ่มการยึดเกาะและปรับปรุงการยึดเกาะของปูน

ในงานต่างๆ เช่น กาวติดกระเบื้อง ปูนก่อ และปูนฉาบ แรงยึดเกาะของปูนถือเป็นสิ่งสำคัญ HPMC จะสร้างฟิล์มโพลิเมอร์ที่สม่ำเสมอระหว่างฐานและการเคลือบผ่านการสร้างฟิล์ม ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะของปูนกับพื้นผิว จึงลดความเสี่ยงที่ปูนจะแตกร้าวและหลุดร่วง

2.4 ปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและลดการหย่อนตัว

สำหรับการก่อสร้างพื้นผิวแนวตั้ง (เช่น การฉาบผนังหรือการก่อสร้างด้วยกาวติดกระเบื้อง) ปูนมักจะหย่อนหรือลื่นเนื่องจากน้ำหนักของตัวมันเอง HPMC จะเพิ่มแรงดึงและความต้านทานการหย่อนของปูน ทำให้ปูนสามารถยึดติดกับพื้นผิวฐานได้ดีขึ้นระหว่างการก่อสร้างแนวตั้ง จึงช่วยเพิ่มเสถียรภาพในการก่อสร้าง

2.5 เพิ่มความต้านทานการแตกร้าวและปรับปรุงความทนทาน

ปูนกาวมักเกิดรอยแตกร้าวเนื่องจากการหดตัวระหว่างกระบวนการชุบแข็ง ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพของโครงการ HPMC สามารถปรับความเค้นภายในของปูนกาวและลดอัตราการหดตัวได้ พร้อมกันนั้น การปรับปรุงความยืดหยุ่นของปูนกาวยังช่วยให้ปูนกาวมีความต้านทานการแตกร้าวที่ดีขึ้นภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความเค้นภายนอก จึงช่วยเพิ่มความทนทาน

2.6 ส่งผลต่อระยะเวลาการแข็งตัวของปูน

HPMC ส่งผลต่อระยะเวลาการแข็งตัวของปูนโดยการปรับความเร็วของปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของซีเมนต์ การใช้ HPMC ในปริมาณที่เหมาะสมสามารถยืดระยะเวลาการก่อสร้างของปูนได้ และช่วยให้มีเวลาปรับตัวที่เพียงพอในระหว่างกระบวนการก่อสร้าง แต่การใช้มากเกินไปอาจทำให้ระยะเวลาการแข็งตัวนานขึ้นและส่งผลกระทบต่อความคืบหน้าของโครงการ ดังนั้นควรควบคุมปริมาณการใช้อย่างเหมาะสม

3. ผลของปริมาณ HPMC ต่อประสิทธิภาพของปูน

ปริมาณ HPMC ในปูนมักจะต่ำ โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.1% ถึง 0.5% ปริมาณเฉพาะขึ้นอยู่กับประเภทของปูนและข้อกำหนดในการก่อสร้าง:

ปริมาณต่ำ (≤0.1%) : สามารถปรับปรุงการกักเก็บน้ำและเพิ่มการทำงานของปูนได้เล็กน้อย แต่ผลการเพิ่มความหนาจะอ่อนแอ

ปริมาณปานกลาง (0.1%~0.3%) : ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการกักเก็บน้ำ การยึดเกาะ และป้องกันการหย่อนตัวของปูนได้อย่างมีนัยสำคัญ และเพิ่มประสิทธิภาพในการก่อสร้าง

ปริมาณสูง (≥0.3%) : จะเพิ่มความหนืดของปูนอย่างมาก แต่จะส่งผลต่อความเป็นของเหลว ยืดเวลาการแข็งตัว และไม่เป็นผลดีต่อการก่อสร้าง

เป็นสารเติมแต่งที่สำคัญสำหรับปูนเอชพีเอ็มซีมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงการกักเก็บน้ำ ปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้าง เพิ่มการยึดเกาะและความต้านทานการแตกร้าว การเติม HPMC ในปริมาณที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของปูนได้อย่างมีนัยสำคัญและปรับปรุงคุณภาพของโครงการ ในขณะเดียวกัน จำเป็นต้องควบคุมปริมาณเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบเชิงลบต่อระยะเวลาการก่อตัวและความลื่นไหลในการก่อสร้าง ในอนาคต ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมการก่อสร้าง โอกาสการใช้งาน HPMC ในวัสดุก่อสร้างสีเขียวใหม่จะกว้างขึ้น