A hidroxipropil metilcelulosa (HPMC) é un importante derivado de celulosa. É moi utilizado en materiais de construción debido á súa excelente retención de auga, engrosamento e estabilidade no morteiro da construción.
1. Estrutura química e características do HPMC
O HPMC é un material polímero multifuncional feito pola modificación química da celulosa natural. Na súa estrutura química, os grupos hidroxipropilo (-ch₂ch (OH) CH₃) e metilo (-ch₃) substitúen parte dos grupos hidroxilo (-OH) na cadea molecular de celulosa, facendo que HPMC teña unha boa solubilidade en auga e as propiedades de espesamento.
Solubilidade: o HPMC é facilmente soluble en auga fría para formar unha solución coloidal transparente a leite. Disólvese lentamente en auga quente, o que o axuda a distribuír uniformemente no morteiro da construción.
Retención de auga: A cadea de polímeros de HPMC pode absorber eficazmente a auga e formar unha solución coloidal de alta viscosidade, reducindo así a perda de auga.
Estabilidade: o HPMC ten unha excelente estabilidade química e tolerancia á temperatura e ao valor do pH, o que lle permite funcionar de forma estable en diversas condicións de construción.
2. O papel do HPMC na construción do morteiro
Aumentar a retención de auga: o HPMC pode mellorar significativamente a capacidade de retención de auga para construír o morteiro, principalmente absorbendo auga libre no morteiro e reducindo a evaporación e fugas da auga.
Mellorar a Traballo: Dado que o HPMC pode formar unha rede fina dispersa no morteiro, pode mellorar a plasticidade e a traballo do morteiro, facendo máis conveniente a construción.
Estender o tempo aberto: a capacidade de HPMC para manter a humidade permite que o morteiro manteña unha coherencia adecuada para a construción durante moito tempo, estendendo así o tempo aberto do morteiro.
3. Mecanismo de HPMC para mellorar a retención de auga
O mecanismo de HPMC para mellorar a retención de auga do morteiro inclúe principalmente os seguintes aspectos:
Adsorción: os grupos hidroxipropil e metilo na cadea molecular HPMC combínanse con moléculas de auga a través de enlaces de hidróxeno e forzas de van der Waals para formar unha capa de hidratación estable. O HPMC pode absorber unha gran cantidade de auga para formar un estado de xel estable. Este estado de xel pode manter un alto contido en humidade no morteiro e evitar unha rápida evaporación da auga.
Propiedades viscoelásticas: o HPMC disólvese na auga para formar unha solución coloidal de alta viscosidade, que pode aumentar significativamente a viscosidade e a reoloxía do morteiro. A fase líquida de alta viscosidade axuda a reducir a migración da auga, a manter a distribución uniforme da auga no morteiro e reducir o efecto de separación de auga (é dicir, flotación de auga e precipitación).
Formación de rede estrutural: O HPMC pode formar unha estrutura de rede reticulada na solución acuosa, que axuda a bloquear a auga e restrinxir o seu movemento no morteiro, mellorando así a retención de auga do morteiro. Esta estrutura de rede de HPMC permite que o morteiro permaneza húmido uniformemente durante o proceso de endurecemento, evitando problemas de craqueo causados pola perda de auga desigual.
Efecto de barreira coloidal: A barreira coloidal formada por HPMC no morteiro pode evitar que a auga difunde cara ao exterior. Este efecto de barreira fai que sexa máis difícil para a auga escapar do morteiro, aumentando así a retención de auga do morteiro.
4. Efecto práctico de aplicación da retención de auga HPMC
En aplicacións prácticas, a retención de auga de HPMC ten un impacto significativo no rendemento do morteiro, incluíndo a mellora da viabilidade do morteiro, reducindo o risco de racharse de encollemento e mellorar a resistencia do enlace. Estes efectos da aplicación son discutidos en detalle a continuación.
Mellorar a manipulación: A solución coloidal formada por HPMC no morteiro pode lubricar as partículas no morteiro, mellorar a operabilidade do morteiro e facer que o proceso de construción sexa máis suave.
Reducir o encollemento e o craqueo: dado que o HPMC pode conservar a humidade no morteiro, reduce a perda de humidade durante o proceso de secado, o que é crucial para evitar o encollemento e o craqueo do morteiro. O morteiro que permanece húmido uniformemente durante o proceso de endurecemento ten menos estrés de encollemento, reducindo así a posibilidade de rachar.
Mellorar a forza do enlace: a humidade distribuída uniformemente no morteiro axuda a mellorar a eficiencia da reacción de hidratación do morteiro, asegurarse de que as partículas de cemento estean completamente hidratadas e, en definitiva, forman un enlace máis forte. O HPMC pode proporcionar un ambiente húmido a longo prazo, facendo que a hidratación do cemento sexa máis completa, aumentando así a resistencia do enlace do morteiro.
5. Factores que afectan a HPMC no morteiro da construción
O efecto de retención de auga do HPMC está afectado por moitos factores, incluído o seu peso molecular, o grao de substitución, a cantidade de adición e a relación de morteiro.
Peso molecular: en xeral, canto maior sexa o peso molecular do HPMC, máis significativo é o efecto de retención de auga. Non obstante, un peso molecular demasiado grande tamén pode levar a unha diminución da solubilidade, polo que en aplicacións prácticas é necesario seleccionar un peso molecular adecuado segundo as necesidades específicas.
Grao de substitución: o grao de substitución de hidroxipropilo e metilo en HPMC ten unha gran influencia no seu rendemento. O grao de substitución adecuado pode proporcionar unha boa retención de auga e solubilidade, pero a substitución demasiado alta ou demasiado baixa pode afectar o seu rendemento.
Importe da adición: a cantidade de adición de HPMC afecta directamente á retención de auga do morteiro. Xeralmente, o importe da adición está entre o 0,1% e o 0,3%. Demasiada adición aumentará o custo e pode afectar a outras propiedades do morteiro.
Relación de morteiro: A relación doutros compoñentes en morteiro, como o cemento, a area e o recheo, tamén afectará ao efecto de retención de auga do HPMC. A relación razoable pode xogar mellor o papel de HPMC.
O HPMC xoga un papel importante na retención de auga na construción do morteiro a través da súa estrutura química única e das propiedades físicas. Os seus principais mecanismos inclúen a auga adsorbida para formar unha capa de hidratación estable, aumentar a viscosidade do morteiro, formar unha estrutura de rede e unha barreira coloidal, etc. En aplicacións prácticas, HPMC non só mellora a manipulación e a forza de unión do morteiro, senón que tamén reduce o risco de encollemento e rachamento. No futuro, co desenvolvemento de ciencias dos materiais, a aplicación de HPMC en materiais de construción será máis extensa e diversificada e continuará a ofrecer solucións de alta calidade para a industria da construción.
Tempo de publicación: xuño-26-2024