HPMC (гідроксипропілметилцелюлоза) — багатофункціональна полімерна добавка, яка широко використовується в будівельних матеріалах, особливо в матеріалах на основі цементу. Введення HPMC може значно покращити характеристики матеріалів на основі цементу, включаючи підвищення стійкості до розтріскування, поліпшення оброблюваності та контролю процесу гідратації, тим самим ефективно зменшуючи появу розтріскування.
Хімічні та фізичні властивості ГПМЦ
HPMC — це напівсинтетичний полімер, хімічно модифікований з целюлози. Його молекулярна структура включає метильні та гідроксипропілові заступники, що надає йому унікальних властивостей розчинності, згущення, водоутримання та плівкоутворення. Його основні особливості:
Високе утримання води: HPMC має чудову водоутримувальну здатність і може утворювати водоутримувальну плівку всередині матеріалу, щоб уповільнити випаровування води.
Ефект загущення: HPMC може значно підвищити в'язкість суспензії, тим самим покращуючи її працездатність.
Плівкоутворювальні властивості: його хороша здатність до плівкоутворення може утворювати гнучку плівку на поверхні матеріалу, забезпечуючи додатковий фізичний захист.
Механізм впливу ГПМЦ на розтріскування матеріалів на цементній основі
1. Утримання води та зменшення тріщин від сухої усадки
Цементні матеріали відчувають значну об'ємну усадку під час твердіння, головним чином через втрату води та усадку при висиханні внаслідок реакцій гідратації. Усадочні тріщини при висиханні зазвичай викликані швидким випаровуванням води в цементному розчині під час процесу твердіння, що призводить до нерівномірної об’ємної усадки, що спричиняє появу тріщин. Ключову роль у цьому відіграють водоутримуючі властивості HPMC:
Уповільнює випаровування води: HPMC утримує вологу в цементному розчині, таким чином сповільнюючи швидкість випаровування води. Цей ефект утримання води не тільки допомагає подовжити час реакції гідратації, але також зменшує усадку при висиханні, викликану випаровуванням води.
Рівномірна реакція гідратації: Оскільки HPMC забезпечує стабільне водне середовище, частинки цементу можуть проходити більш рівномірну та достатню реакцію гідратації, зменшуючи різницю внутрішньої напруги та знижуючи ризик розтріскування, викликане сухою усадкою.
2. Поліпшення в'язкості та рівномірності розподілу матеріалів
HPMC має ефект загуснення, що відіграє важливу роль у покращенні оброблюваності та однорідності матеріалів на основі цементу:
Підвищена в’язкість: HPMC збільшує в’язкість суспензії, покращуючи зручність під час нанесення, дозволяючи суспензії краще текти та заповнювати форми або тріщини, зменшуючи порожнечі та нерівності.
Рівномірний розподіл: підвищуючи в’язкість суспензії, HPMC робить розподіл наповнювачів і волокон у суспензії більш рівномірним, що призводить до однорідної внутрішньої структури під час процесу затвердіння та зменшення розтріскування через локалізовану концентровану напругу.
3. Покращує плівкоутворювальні властивості та захист поверхні
Плівкоутворювальні властивості HPMC сприяють утворенню захисного шару на поверхні матеріалу, що позитивно впливає на зменшення поверхневих тріщин:
Захист поверхні: гнучкий плівковий шар, утворений HPMC на поверхні матеріалу, може захистити поверхню від ерозії зовнішнім середовищем і швидкої втрати вологи, тим самим зменшуючи виникнення поверхневих тріщин.
Гнучке покриття: цей шар плівки має певний ступінь гнучкості та може поглинати частину напруги під час незначної деформації, тим самим запобігаючи або сповільнюючи розширення тріщин.
4. Регулювати процес зволоження
HPMC може регулювати процес гідратації цементу, який відіграє важливу роль у зниженні концентрації напруги, викликаної нерівномірною гідратацією:
Гідратація з повільним вивільненням: HPMC може полегшити швидку реакцію гідратації, дозволяючи воді в цементному розчині поступово вивільнятися, забезпечуючи таким чином більш рівномірне та тривале середовище гідратації. Цей ефект повільного вивільнення зменшує концентрацію напруги, спричинену нерівномірними реакціями гідратації, тим самим зменшуючи ризик розтріскування.
Приклади застосування HPMC в різних матеріалах на основі цементу
HPMC широко використовується в матеріалах на основі цементу, включаючи, але не обмежуючись ними, самовирівнювальні підлоги, покриття зовнішніх стін, будівельні розчини та матеріали для ремонту бетону. Нижче наведено деякі конкретні приклади застосування:
1. Наливні підлогові матеріали
Самовирівнювальні матеріали для підлоги вимагають хорошої текучості та зчеплення, уникаючи поверхневих тріщин. HPMC покращує текучість і обробку поверхні матеріалу завдяки ефекту згущення та утримання води, одночасно зменшуючи виникнення поверхневих тріщин.
2. Фарбування зовнішніх стін
Зовнішня фарба вимагає хорошої адгезії та стійкості до розтріскування. Плівкоутворювальні властивості та утримання води HPMC покращують адгезію та гнучкість покриття, тим самим підвищуючи стійкість покриття до розтріскування та атмосферостійкість.
3. Ремонтні матеріали
Матеріали для ремонту бетону вимагають високої міцності та швидкого твердіння при збереженні низької усадки при висиханні. HPMC забезпечує чудову здатність утримувати воду та контролювати гідратацію, дозволяючи ремонтному матеріалу підтримувати низьку усадку в сухому стані під час процесу твердіння та зменшувати ризик розтріскування після ремонту.
Застереження щодо використання HPMC
Незважаючи на те, що HPMC має значний вплив на зменшення розтріскування матеріалів на основі цементу, під час використання все ж необхідно враховувати наступні моменти:
Контроль дозування: Дозування HPMC має суворо відповідати вимогам формули. Занадто багато або занадто мало вплине на ефективність матеріалу. Загалом, дозування становить від 0,1% до 0,5%.
Рівномірність змішування: HPMC потрібно ретельно змішати з іншими матеріалами, щоб забезпечити його ефективність у всій суспензії.
Умови будівництва: навколишнє середовище (таке як температура, вологість) також впливає на ефект HPMC і має бути належним чином скориговано відповідно до конкретних умов.
Як ефективна добавка до матеріалів на основі цементу, HPMC відіграє важливу роль у зниженні розтріскування матеріалів на основі цементу завдяки своїм унікальним властивостям утримання води, згущення, плівкоутворення та контролю гідратації. Він затримує випаровування води, покращує однорідність матеріалу, захищає поверхні матеріалу, регулює процес гідратації, тим самим значно знижуючи ризик розтріскування. Тому при застосуванні матеріалів на основі цементу раціональне використання ГПМЦ може не тільки покращити характеристики матеріалу, але й подовжити термін його служби та зменшити витрати на технічне обслуговування.
Час публікації: 26 червня 2024 р