A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) é un importante derivado da celulosa. É moi utilizado en materiais de construción debido á súa excelente retención de auga, espesamento e estabilidade no morteiro de construción.
1. Estrutura química e características das HPMC
HPMC é un material polimérico multifuncional feito por modificación química de celulosa natural. Na súa estrutura química, os grupos hidroxipropilo (-CH₂CH(OH)CH₃) e metilo (-CH₃) substitúen parte dos grupos hidroxilo (-OH) na cadea molecular da celulosa, polo que as HPMC teñen unha boa solubilidade en auga e propiedades espesantes.
Solubilidade: HPMC é facilmente soluble en auga fría para formar unha solución coloidal transparente a leitosa. Disólvese lentamente en auga quente, o que axuda a que se distribúa uniformemente no morteiro de 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: HPMC ten unha excelente estabilidade química e tolerancia á temperatura e ao valor de pH, o que lle permite funcionar de forma estable en varias condicións de construción.
2. O papel da HPMC no morteiro de construción
Aumentar a retención de auga: HPMC pode mellorar significativamente a capacidade de retención de auga do morteiro de construción, principalmente absorbendo auga libre no morteiro e reducindo a evaporación e as fugas de auga.
Mellorar a traballabilidade: dado que HPMC pode formar unha fina rede dispersa no morteiro, pode mellorar a plasticidade e traballabilidade do morteiro, facendo que a construción sexa máis cómoda.
Estender o tempo aberto: a capacidade de HPMC para reter a humidade permite que o morteiro manteña unha consistencia adecuada para a construción durante moito tempo, ampliando 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 hidroxipropilo e metilo da cadea molecular HPMC combínanse coas moléculas de auga a través de enlaces de hidróxeno e as forzas de Van der Waals para formar unha capa de hidratación estable. HPMC pode absorber unha gran cantidade de auga para formar un estado de xel estable. Este estado de xel pode manter un alto contido de humidade no morteiro e evitar a rápida evaporación da auga.
Propiedades viscoelásticas: HPMC disólvese en 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 a reducir o efecto de separación da auga (é dicir, a flotación da auga e a precipitación).
Formación de rede estrutural: HPMC pode formar unha estrutura de rede entrecruzada na solución acuosa, o 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 uniformemente húmido durante o proceso de endurecemento, evitando problemas de fisuración causados pola perda irregular de auga.
Efecto barreira coloidal: a barreira coloidal formada por HPMC no morteiro pode evitar que a auga se difunda cara ao exterior. Este efecto barreira dificulta a saída da auga do morteiro, aumentando así a retención de auga do morteiro.
4. Efecto de aplicación práctica 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 traballabilidade do morteiro, a redución do risco de rachaduras por contracción e a mellora da resistencia da unión. Estes efectos da aplicación explícanse en detalle a continuación.
Mellorar a traballabilidade: a solución coloidal formada por HPMC no morteiro pode lubricar as partículas do morteiro, mellorar a operatividade do morteiro e facer que o proceso de construción sexa máis suave.
Reducir a contracción e a rachadura: dado que HPMC pode reter a humidade no morteiro, reduce a perda de humidade durante o proceso de secado, o que é fundamental para evitar a contracción e a rachadura do morteiro. O morteiro que permanece uniformemente húmido durante o proceso de endurecemento ten menos tensión de contracción, reducindo así a posibilidade de rachaduras.
Mellora a forza de unión: a humidade distribuída uniformemente no morteiro axuda a mellorar a eficiencia da reacción de hidratación do morteiro, a garantir que as partículas de cemento estean completamente hidratadas e, finalmente, a formar unha unión máis forte. HPMC pode proporcionar un ambiente húmido a longo prazo, facendo que a hidratación do cemento sexa máis completa, mellorando así a forza de unión do morteiro.
5. Factores que afectan a HPMC no morteiro de construción
O efecto de retención de auga da HPMC está afectado por moitos factores, incluíndo o seu peso molecular, grao de substitución, cantidade de adición e proporción de morteiro.
Peso molecular: en xeral, canto maior sexa o peso molecular de HPMC, máis significativo será o efecto de retención de auga. Non obstante, un peso molecular demasiado grande tamén pode provocar unha diminución da solubilidade, polo que en aplicacións prácticas, é necesario seleccionar un peso molecular axeitado segundo as necesidades específicas.
Grao de substitución: o grao de substitución de hidroxipropilo e metilo en HPMC ten unha gran influencia no seu rendemento. Un grao de substitución adecuado pode proporcionar unha boa retención de auga e solubilidade, pero unha substitución demasiado alta ou moi baixa pode afectar o seu rendemento.
Cantidade de adición: a cantidade de adición de HPMC afecta directamente a retención de auga do morteiro. Xeralmente, a cantidade de adición está entre o 0,1% e o 0,3%. Demasiada adición aumentará o custo e pode afectar outras propiedades do morteiro.
Relación de morteiro: a proporción doutros compoñentes do morteiro, como cemento, area e recheo, tamén afectará o efecto de retención de auga da HPMC. A proporción razoable pode desempeñar mellor o papel de HPMC.
HPMC xoga un papel importante na retención de auga no morteiro de construción a través da súa estrutura química única e propiedades físicas. Os seus principais mecanismos inclúen a adsorción de auga para formar unha capa de hidratación estable, o aumento da viscosidade do morteiro, a formación dunha estrutura de rede e unha barreira coloidal, etc. encollemento e rachadura. No futuro, co desenvolvemento da ciencia dos materiais, a aplicación de HPMC en materiais de construción será máis extensa e diversificada e seguirá proporcionando solucións de alta calidade para a industria da construción.
Hora de publicación: 26-Xun-2024