Hydroksypropylo-metylo celuloza (HPMC) jest nieonicznym eterem celulozowym, który jest szeroko stosowany w materiałach budowlanych, szczególnie w dziedzinie betonu, ze względu na jego doskonałe zagęszczenie, zatrzymanie wody, tworzenie filmu i właściwości wiązania.
1. Właściwości fizyczne i chemiczne HPMC
HPMC jest półsyntetycznym polimerem przygotowanym przez częściową metylację i hydroksypropilowanie naturalnej celulozy. Grupy podstawników hydroksypropylowych i metylowych w jego strukturze molekularnej określają jego rozpuszczalność, zatrzymanie wody i zagęszczanie właściwości w roztworze wodnym. HPMC można rozpuścić w zimnej wodzie, tworząc przezroczysty lub półprzezroczysty roztwór koloidalny o wysokiej lepkości.
Zatrzymanie wody
HPMC ma doskonałe zatrzymywanie wody i może skutecznie zmniejszyć utratę wody w betonie. Dodanie odpowiedniej ilości HPMC do współczynnika mieszanki betonu może utrzymać jednolity rozkład wody w układzie żelowym, poprawiając w ten sposób wydajność hydratacji betonu. Dobra retencja wody pomaga zapobiec pękaniu i odkształceniu betonu z powodu utraty wody podczas stwardnienia i zwiększa trwałość betonu.
Pogrubienie i plastyfikacja
HPMC odgrywa również rolę w pogrubieniu i plastyfikacji w betonie. Grupy hydroksypropylowe i metylowe w jej strukturze molekularnej mogą tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, zwiększać lepkość betonu i sprawiają, że beton ma lepsze właściwości przeciw zapisywaniu i antyseparacji. Ten efekt pogrubienia pomaga betonowi utrzymać dobrą płynność i formalność podczas budowy. Ponadto HPMC może również działać jako plastyfikator, zmniejszyć stosunek wody betonu i poprawić wytrzymałość i gęstość betonu.
Nieruchomość filmowa
HPMC może tworzyć jednolitą warstwę folii w wodnym roztworze, a ta właściwość tworzenia filmu ma ważne zastosowania w betonie. Kiedy woda w betonie odparowuje, HPMC może tworzyć film ochronny na powierzchni betonu, spowolnić utratę wody, zachować wilgotność wewnątrz betonu, a tym samym poprawić wczesną wytrzymałość, a następnie trwałość betonu. Ta cecha jest szczególnie ważna dla ochrony powierzchni betonowej i poprawy odporności na pęknięcie.
2. Wpływ zastosowania HPMC w betonie
Poprawa odporności na pęknięcie
Odporność na pęknięcie betonu jest ważnym wskaźnikiem pomiaru jego trwałości. Efekty zatrzymywania wody i pogrubienia wody HPMC mogą zmniejszyć skurcz plastikowy i skurcz betonu podczas procesu stwardnienia, zmniejszając w ten sposób prawdopodobieństwo pęknięć. Poprzez badania eksperymentalne stwierdzono, że odporność na pęknięcie betonu z dodanym HPMC była znacznie lepsza niż zwykłego betonu bez HPMC w różnych warunkach temperatury i wilgotności.
Zwiększona wytrzymałość na ściskanie
HPMC ma również wpływ na zwiększenie wytrzymałości na ściskanie w betonie. Wynika to głównie z faktu, że HPMC może poprawić jednolitość betonu, zmniejszyć wewnętrzne pustki i defekty, a tym samym poprawić gęstość betonu. Ponadto efekt plastyfikatora HPMC zmniejsza stosunek betonu z wodą. W tych samych warunkach współczynnika wody cementu beton z dodanym HPMC ma wyższą wytrzymałość.
Poprawiona wydajność budowy
Właściwości pogrubienia i tworzenia folii HPMC poprawiają wydajność budowy betonu. Podczas procesu budowy HPMC może zwiększyć lepkość betonu, zapobiec segregacji i krwawienia betonu oraz zapewnić jednolitość betonu. Jednocześnie właściwość HPMC tworząca film może tworzyć film ochronny na późniejszym etapie betonowej konstrukcji, aby zapobiec szybkim odparowaniu wody i pomóc w utrzymaniu betonu.
Poprawić trwałość
Skutki zatrzymywania wody i formowanie filmu HPMC pomagają betonowi utrzymać dobrą wilgotność w różnych warunkach środowiskowych, poprawiając w ten sposób trwałość betonu. Tworząc folię ochronną, HPMC może zmniejszyć odparowanie wody na powierzchni betonu i zmniejszyć erozję betonu przez środowisko zewnętrzne. Zwłaszcza na zimnych obszarach HPMC może skutecznie zapobiec obieraniu powierzchni i pęknięciu betonu spowodowanego przez cykle zamrażania i rozmrażania i przedłużyć żywotność betonu.
3. Przykłady aplikacji HPMC w betonie
W rzeczywistych aplikacjach inżynieryjnych HPMC jest szeroko stosowany w różnych produktach betonowych i procesach budowlanych. Na przykład w samozatrudnionych materiałach podłogowych HPMC może zapewnić dobrą płynność i zdolność samopoziomowania oraz poprawić płaskość i wykończenie podłogi. W betonie gotowym HPMC może być stosowane jako ustalacz wody i spoiwo w celu poprawy wydajności budowy i trwałości betonu. Ponadto HPMC jest również stosowany w materiałach takich jak sucha moździerz, kleje z płytek i materiały do fugowania, aby wywierać doskonałe efekty zatrzymywania wody i pogrubienie.
Jako materiał funkcjonalny HPMC ma znaczący wpływ na zwiększenie wydajności betonu. Jego właściwości zatrzymywania wody, pogrubienie, formowanie filmu i plastyczne umożliwiają znacząco poprawę odporności na pęknięcie, wytrzymałość na ściskanie i trwałość w betonie, jednocześnie poprawiając wydajność konstrukcji betonu. Wraz z ciągłym opracowywaniem technologii budowlanej perspektywy aplikacji HPMC w betonie będą szersze, zapewniając nowy kierunek badań i rozwoju wysokowydajnych materiałów betonowych.
Czas po: 17-2025 lutego