HPMC (hydroxypropyl methyl cellulose) là một vật liệu polymer thường được sử dụng trong vật liệu xây dựng, đặc biệt là trong vật liệu dựa trên xi măng và vật liệu dựa trên thạch cao. Nó có độ hòa tan trong nước tốt, độ bám dính, giữ nước và đặc tính làm dày, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong vữa, bột putty, chất kết dính gạch và các vật liệu khác.
1. Nguyên nhân gây co rút và nứt vật liệu xây dựng
Trong quá trình làm cứng, các vật liệu xây dựng thường thu nhỏ về thể tích do bay hơi nước, phản ứng hóa học và thay đổi các yếu tố môi trường bên ngoài, dẫn đến nồng độ căng thẳng và hình thành vết nứt. Các loại co rút chính bao gồm:
Tính co rút nhựa: Khi vật liệu dựa trên xi măng chưa cứng, khối lượng co lại do sự bay hơi nhanh chóng của nước.
Cấm khô: Sau khi vật liệu cứng lại, nó tiếp xúc với không khí trong một thời gian dài và nước bay hơi chậm, dẫn đến co rút khối lượng.
Nhiệt độ co ngót: Thay đổi thể tích do thay đổi nhiệt độ, đặc biệt là trong môi trường có chênh lệch nhiệt độ lớn giữa ngày và đêm.
Co ngót tự sinh: Trong quá trình hydrat hóa xi măng, thể tích bên trong co lại do tiêu thụ nước bởi phản ứng hydrat hóa.
Những co rút này thường dẫn đến sự tích lũy căng thẳng bên trong vật liệu, cuối cùng gây ra các vết nứt hoặc vết nứt, ảnh hưởng đến độ bền và tính thẩm mỹ của cấu trúc tòa nhà. Để tránh hiện tượng này, các chất phụ gia thường cần thiết để cải thiện hiệu suất của vật liệu và HPMC là một trong số đó.
2. Cơ chế hoạt động của HPMC
HPMC đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm sự co rút và nứt của vật liệu xây dựng, chủ yếu đạt được thông qua các cơ chế sau:
Giữ nước: HPMC có khả năng giữ nước mạnh và có thể tạo thành màng giữ nước trong vữa hoặc bột putty để làm chậm tốc độ bay hơi của nước. Do sự bay hơi nhanh của nước bên trong vật liệu sẽ gây ra sự co ngót nhựa, hiệu ứng giữ nước của HPMC có thể làm giảm hiệu quả hiện tượng co ngót sớm, giữ cho nước trong vật liệu đủ, do đó thúc đẩy phản ứng hydrat hóa hoàn toàn của xi măng và giảm các vết nứt co ngót do Mất nước trong quá trình sấy khô. Ngoài ra, HPMC có thể cải thiện hiệu suất của vật liệu trong điều kiện ướt và khô và giảm nứt do mất nước.
Hiệu ứng làm dày và tăng cường: HPMC là một chất làm đặc có thể làm tăng hiệu quả tính nhất quán và độ nhớt của vữa và tăng cường độ bám dính tổng thể của vật liệu. Trong quá trình xây dựng, nếu vật liệu quá mỏng, dễ dàng phân tách hoặc chùng xuống, dẫn đến bề mặt không đều hoặc thậm chí các vết nứt. Bằng cách sử dụng HPMC, vữa có thể duy trì độ nhớt thích hợp, tăng cường sức mạnh và mật độ bề mặt của vật liệu sau khi xây dựng và giảm khả năng nứt. Ngoài ra, HPMC cũng có thể tăng cường điện trở cắt của vật liệu và cải thiện khả năng chống nứt của nó.
Cải thiện tính linh hoạt của vật liệu: Các phân tử HPMC có thể đóng một vai trò nhất định trong việc tăng cường tính linh hoạt trong các vật liệu dựa trên xi măng hoặc vật liệu dựa trên thạch cao, do đó vật liệu có độ bền kéo và uốn cong tốt hơn sau khi bảo dưỡng. Vì vật liệu xây dựng thường phải chịu căng thẳng hoặc ứng suất uốn dưới sự thay đổi và tải nhiệt độ môi trường, sau khi thêm HPMC, tính linh hoạt của vật liệu tăng, có thể hấp thụ căng thẳng bên ngoài tốt hơn và tránh bị nứt giòn.
Kiểm soát tốc độ phản ứng hydrat hóa xi măng: Trong các vật liệu dựa trên xi măng, tốc độ của tốc độ phản ứng hydrat hóa ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của vật liệu. Nếu phản ứng hydrat hóa quá nhanh, ứng suất bên trong vật liệu không thể được giải phóng kịp thời, dẫn đến các vết nứt. HPMC có thể làm chậm một cách thích hợp tốc độ phản ứng hydrat hóa thông qua việc giữ nước và hình thành màng bảo vệ của nó, ngăn xi măng mất nước quá nhanh trong giai đoạn đầu, và do đó tránh hiện tượng co ngót tự phát và nứt trong quá trình làm cứng của vật liệu.
Cải thiện hiệu suất xây dựng: HPMC có thể cải thiện hiệu suất xây dựng của vật liệu xây dựng, chủ yếu thể hiện tính lưu động tốt, giữ nước và bôi trơn, tăng tính đồng nhất của vật liệu và giảm các vết nứt do xây dựng không phù hợp. Nó có thể làm cho vữa, bột putty, v.v ... Dễ dàng lan rộng và cấp độ trong quá trình xây dựng, giảm tỷ lệ trống của vật liệu, cải thiện mật độ tổng thể và sức mạnh của vật liệu, và giảm nguy cơ nứt cục bộ do xây dựng không đồng đều.
3. Áp dụng HPMC trong vật liệu xây dựng cụ thể
Chất kết dính gạch: HPMC có thể cải thiện đáng kể hiệu suất chống trượt của chất kết dính gạch, đảm bảo rằng gạch có thể được gắn đồng đều với chất nền trong quá trình lắp đặt và giảm rụng hoặc nứt do ứng suất không đồng đều hoặc co ngót. Ngoài ra, các hiệu ứng giữ nước và giữ nước của HPMC cũng cho phép chất kết dính gạch duy trì thời gian mở lâu hơn sau khi xây dựng, cải thiện hiệu quả xây dựng và giảm các vết nứt do bảo dưỡng không đồng đều.
Bột putty: Trong bột putty, đặc tính giữ nước của HPMC có thể ngăn chặn putty mất nước quá nhanh trong quá trình sấy, và giảm sự co rút và nứt do mất nước. Đồng thời, hiệu ứng làm dày của HPMC có thể cải thiện hiệu suất xây dựng của putty, giúp áp dụng đều trên tường dễ dàng hơn và giảm các vết nứt bề mặt do ứng dụng không đồng đều.
Vữa: Thêm HPMC vào vữa có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất làm việc của nó, làm cho vữa mượt mà hơn trong quá trình xây dựng, giảm sự phân biệt và phân tầng, và do đó cải thiện tính đồng nhất và độ bám dính của vữa. Đồng thời, hiệu ứng giữ nước của HPMC có thể làm cho nước bay hơi chậm hơn trong quá trình làm cứng của vữa, tránh co ngót và nứt do mất nước sớm.
4. Các biện pháp phòng ngừa cho việc sử dụng HPMC
Kiểm soát liều lượng: Lượng HPMC được thêm vào có tác động trực tiếp đến tác dụng của nó và thường cần được điều chỉnh theo tỷ lệ vật liệu và các kịch bản ứng dụng cụ thể. HPMC quá mức sẽ khiến vật liệu có tính nhất quán quá cao, ảnh hưởng đến hiệu suất xây dựng; Mặc dù HPMC không đủ sẽ không thể đóng vai trò giữ nước và dày lên như bình thường.
Sử dụng với các chất phụ gia khác: HPMC thường được sử dụng kết hợp với các chất phụ gia hóa học khác (như máy khử nước, chất xâm nhập, chất hóa dẻo, v.v.) để đạt được kết quả tốt hơn. Khi sử dụng, cần phải xem xét sự tương tác của các chất phụ gia khác nhau để tránh ảnh hưởng lẫn nhau đến hiệu suất của các vật liệu.
Là một phụ gia xây dựng quan trọng, HPMC có ảnh hưởng đáng kể trong việc giảm sự co rút và nứt của vật liệu xây dựng. Nó làm giảm hiệu quả các vết nứt do mất nước và nồng độ căng thẳng bằng cách cải thiện khả năng giữ nước, dày lên, tính linh hoạt của vật liệu và cải thiện tốc độ phản ứng hydrat hóa xi măng. Sử dụng hợp lý HPMC không chỉ có thể cải thiện hiệu suất xây dựng của vật liệu, mà còn mở rộng tuổi thọ dịch vụ của cấu trúc tòa nhà và giảm chi phí bảo trì sau này. Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ vật liệu xây dựng, việc áp dụng HPMC trong lĩnh vực xây dựng sẽ rộng hơn và chuyên sâu hơn.
Thời gian đăng: Tháng 9-21-2024