Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC) là một loại polymer hòa tan trong nước thường được sử dụng rộng rãi trong vật liệu xây dựng, đặc biệt là keo dán gạch gốc xi măng. Các tính chất hóa học và tính chất vật lý độc đáo của HPMC làm cho nó đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện độ bám dính, hiệu suất thi công và độ bền của keo dán gạch.
(1) Kiến thức cơ bản về HPMC
1. Cấu trúc hóa học của HPMC
HPMC là dẫn xuất cellulose thu được bằng cách biến đổi hóa học cellulose tự nhiên. Cấu trúc của nó chủ yếu được hình thành bởi các nhóm methoxy (-OCH₃) và hydroxypropoxy (-CH₂CHOHCH₃) thay thế một số nhóm hydroxyl trên chuỗi cellulose. Cấu trúc này mang lại cho HPMC khả năng hòa tan và hydrat hóa tốt.
2. Tính chất vật lý của HPMC
Độ hòa tan: HPMC có thể hòa tan trong nước lạnh để tạo thành dung dịch keo trong suốt và có khả năng hydrat hóa và làm đặc tốt.
Nhiệt gel hóa: Dung dịch HPMC sẽ tạo thành gel khi được đun nóng và trở lại trạng thái lỏng sau khi làm nguội.
Hoạt động bề mặt: HPMC có hoạt động bề mặt tốt trong dung dịch, giúp hình thành cấu trúc bong bóng ổn định.
Những tính chất vật lý và hóa học độc đáo này làm cho HPMC trở thành vật liệu lý tưởng để sửa đổi keo dán gạch gốc xi măng.
(2) Cơ chế của HPMC nâng cao hiệu suất của keo dán gạch gốc xi măng
1. Cải thiện khả năng giữ nước
Nguyên lý: HPMC tạo thành cấu trúc mạng lưới nhớt trong dung dịch, có thể khóa ẩm hiệu quả. Khả năng giữ nước này là do số lượng lớn các nhóm ưa nước (như nhóm hydroxyl) trong các phân tử HPMC, có thể hấp thụ và giữ lại một lượng lớn độ ẩm.
Cải thiện độ bám dính: Keo dán gạch gốc xi măng cần độ ẩm để tham gia phản ứng hydrat hóa trong quá trình đông cứng. HPMC duy trì độ ẩm, cho phép xi măng hydrat hóa hoàn toàn, do đó cải thiện độ bám dính của keo dán.
Kéo dài thời gian mở: Giữ nước ngăn không cho keo dán khô nhanh trong quá trình thi công, kéo dài thời gian điều chỉnh để lát gạch.
2. Cải thiện hiệu suất xây dựng
Nguyên tắc: HPMC có tác dụng làm đặc tốt, các phân tử của nó có thể tạo thành cấu trúc dạng mạng trong dung dịch nước, do đó làm tăng độ nhớt của dung dịch.
Cải thiện tính chống võng: Bùn đặc có tính chống võng tốt hơn trong quá trình thi công, giúp gạch giữ ổn định ở vị trí đã định trước trong quá trình lát và không bị trượt xuống do trọng lực.
Cải thiện tính lưu động: Độ nhớt thích hợp giúp keo dễ dàng thi công và lan rộng trong quá trình thi công, đồng thời có khả năng vận hành tốt, giảm bớt khó khăn khi thi công.
3. Tăng cường độ bền
Nguyên lý: HPMC tăng cường khả năng giữ nước và độ bám dính của keo dán gạch, do đó cải thiện độ bền của keo dán gạch gốc xi măng.
Cải thiện độ liên kết: Nền xi măng ngậm nước hoàn toàn tạo độ bám dính mạnh hơn và không dễ bị rơi ra hoặc nứt trong quá trình sử dụng lâu dài.
Tăng khả năng chống nứt: Giữ nước tốt giúp tránh hiện tượng co ngót trên diện rộng của keo trong quá trình khô, do đó làm giảm vấn đề nứt do co ngót.
(3) Hỗ trợ dữ liệu thực nghiệm
1. Thí nghiệm giữ nước
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tỷ lệ giữ nước của keo dán gạch gốc xi măng khi bổ sung HPMC được cải thiện đáng kể. Ví dụ, thêm 0,2% HPMC vào keo dán có thể tăng tỷ lệ giữ nước từ 70% lên 95%. Sự cải thiện này rất quan trọng để cải thiện độ bền liên kết và độ bền của keo dán.
2. Kiểm tra độ nhớt
Lượng HPMC bổ sung có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhớt. Thêm 0,3% HPMC vào keo dán gạch gốc xi măng có thể làm tăng độ nhớt lên nhiều lần, đảm bảo keo dán có hiệu suất chống võng và hiệu suất thi công tốt.
3. Kiểm tra độ bền liên kết
Qua các thí nghiệm so sánh, người ta thấy rằng cường độ liên kết giữa gạch và nền của chất kết dính có chứa HPMC tốt hơn đáng kể so với chất kết dính không có HPMC. Ví dụ, sau khi thêm 0,5% HPMC, cường độ liên kết có thể tăng khoảng 30%.
(4) Ví dụ ứng dụng
1. Lát gạch nền và ốp tường
Trong quá trình thi công thực tế gạch lát sàn và gạch ốp tường, keo dán gạch gốc xi măng tăng cường HPMC cho thấy hiệu suất thi công và độ bám dính lâu dài hơn. Trong quá trình thi công, keo dán không dễ bị mất nước nhanh, đảm bảo độ nhẵn mịn khi thi công và độ phẳng của gạch.
2. Hệ thống cách nhiệt tường ngoài
Chất kết dính tăng cường HPMC cũng được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống cách nhiệt tường ngoài. Khả năng giữ nước và bám dính tuyệt vời của nó đảm bảo liên kết chặt chẽ giữa tấm cách nhiệt và tường, do đó cải thiện độ bền và tính ổn định của hệ thống cách nhiệt tường ngoài.
Ứng dụng HPMC trong keo dán gạch gốc xi măng cải thiện đáng kể hiệu suất của keo dán. Bằng cách cải thiện khả năng giữ nước, nâng cao hiệu suất thi công và cải thiện độ bền, HPMC làm cho keo dán gạch gốc xi măng phù hợp hơn với nhu cầu xây dựng hiện đại. Với sự phát triển của công nghệ và nhu cầu ngày càng tăng đối với vật liệu xây dựng hiệu suất cao, triển vọng ứng dụng của HPMC sẽ rộng hơn.
Thời gian đăng: 26-06-2024