Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ialah terbitan selulosa yang penting. Ia digunakan secara meluas dalam bahan binaan kerana pengekalan air yang sangat baik, penebalan dan kestabilan dalam bangunan mortar.
1. Struktur kimia dan ciri-ciri HPMC
HPMC ialah bahan polimer pelbagai fungsi yang dibuat melalui pengubahsuaian kimia selulosa semula jadi. Dalam struktur kimianya, kumpulan hidroksipropil (-CH₂CH(OH)CH₃) dan metil (-CH₃) menggantikan sebahagian daripada kumpulan hidroksil (-OH) pada rantai molekul selulosa, menjadikan HPMC mempunyai sifat keterlarutan dan penebalan air yang baik.
Keterlarutan: HPMC mudah larut dalam air sejuk untuk membentuk larutan koloid telus kepada susu. Ia larut perlahan-lahan dalam air panas, yang membantu ia diagihkan secara sama rata dalam mortar bangunan.
Pengekalan air: Rantai polimer HPMC boleh menyerap air dengan berkesan dan membentuk larutan koloid berkelikatan tinggi, dengan itu mengurangkan kehilangan air.
Kestabilan: HPMC mempunyai kestabilan kimia yang sangat baik dan toleransi terhadap suhu dan nilai pH, yang membolehkannya berfungsi dengan stabil di bawah pelbagai keadaan pembinaan.
2. Peranan HPMC dalam membina mortar
Meningkatkan pengekalan air: HPMC boleh meningkatkan kapasiti pengekalan air dengan ketara bagi mortar bangunan, terutamanya dengan menyerap air bebas dalam mortar dan mengurangkan penyejatan dan kebocoran air.
Meningkatkan kebolehkerjaan: Memandangkan HPMC boleh membentuk rangkaian tersebar halus dalam mortar, ia boleh meningkatkan keplastikan dan kebolehkerjaan mortar, menjadikan pembinaan lebih mudah.
Memanjangkan masa buka: Keupayaan HPMC untuk mengekalkan lembapan membolehkan mortar mengekalkan konsistensi yang sesuai untuk pembinaan untuk masa yang lama, dengan itu memanjangkan masa buka mortar.
3. Mekanisme HPMC untuk meningkatkan pengekalan air
Mekanisme HPMC untuk meningkatkan pengekalan air mortar terutamanya merangkumi aspek berikut:
Penjerapan: Kumpulan hidroksipropil dan metil pada rantai molekul HPMC bergabung dengan molekul air melalui ikatan hidrogen dan daya van der Waals untuk membentuk lapisan penghidratan yang stabil. HPMC boleh menyerap sejumlah besar air untuk membentuk keadaan gel yang stabil. Keadaan gel ini dapat mengekalkan kandungan lembapan yang tinggi dalam mortar dan menghalang penyejatan air yang cepat.
Sifat viskoelastik: HPMC larut dalam air untuk membentuk larutan koloid kelikatan tinggi, yang boleh meningkatkan kelikatan dan reologi mortar dengan ketara. Fasa cecair kelikatan tinggi membantu mengurangkan penghijrahan air, mengekalkan pengagihan seragam air dalam mortar, dan mengurangkan kesan pengasingan air (iaitu, terapung air dan kerpasan).
Pembentukan rangkaian struktur: HPMC boleh membentuk struktur rangkaian silang silang dalam larutan akueus, yang membantu mengunci air dan menyekat pergerakannya dalam mortar, dengan itu meningkatkan pengekalan air mortar. Struktur rangkaian HPMC ini membolehkan mortar kekal lembap secara seragam semasa proses pengerasan, mengelakkan masalah keretakan yang disebabkan oleh kehilangan air yang tidak sekata.
Kesan penghalang koloid: Penghalang koloid yang dibentuk oleh HPMC dalam mortar boleh menghalang air daripada meresap ke luar. Kesan penghalang ini menjadikannya lebih sukar untuk air keluar dari mortar, dengan itu meningkatkan pengekalan air mortar.
4. Kesan aplikasi praktikal pengekalan air HPMC
Dalam aplikasi praktikal, pengekalan air HPMC mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi mortar, termasuk meningkatkan kebolehkerjaan mortar, mengurangkan risiko keretakan pengecutan, dan meningkatkan kekuatan ikatan. Kesan aplikasi ini dibincangkan secara terperinci di bawah.
Meningkatkan kebolehkerjaan: Larutan koloid yang dibentuk oleh HPMC dalam mortar boleh melincirkan zarah dalam mortar, meningkatkan kebolehkendalian mortar, dan menjadikan proses pembinaan lebih lancar.
Kurangkan pengecutan dan keretakan: Memandangkan HPMC boleh mengekalkan kelembapan dalam mortar, ia mengurangkan kehilangan lembapan semasa proses pengeringan, yang penting untuk mengelakkan pengecutan dan keretakan mortar. Mortar yang kekal lembap sama rata semasa proses pengerasan mempunyai kurang tegasan pengecutan, dengan itu mengurangkan kemungkinan retak.
Tingkatkan kekuatan ikatan: Kelembapan teragih sama rata dalam mortar membantu meningkatkan kecekapan tindak balas penghidratan mortar, memastikan zarah simen terhidrat sepenuhnya, dan akhirnya membentuk ikatan yang lebih kuat. HPMC boleh menyediakan persekitaran lembap jangka panjang, menjadikan penghidratan simen lebih lengkap, dengan itu meningkatkan kekuatan ikatan mortar.
5. Faktor-faktor yang mempengaruhi HPMC dalam membina mortar
Kesan pengekalan air HPMC dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk berat molekulnya, tahap penggantian, jumlah penambahan dan nisbah mortar.
Berat molekul: Secara umumnya, semakin besar berat molekul HPMC, semakin ketara kesan pengekalan air. Walau bagaimanapun, berat molekul yang terlalu besar juga boleh menyebabkan penurunan keterlarutan, jadi dalam aplikasi praktikal, adalah perlu untuk memilih berat molekul yang sesuai mengikut keperluan khusus.
Darjah penggantian: Tahap penggantian hidroksipropil dan metil dalam HPMC mempunyai pengaruh yang besar terhadap prestasinya. Tahap penggantian yang sesuai boleh memberikan pengekalan dan keterlarutan air yang baik, tetapi penggantian terlalu tinggi atau terlalu rendah boleh menjejaskan prestasinya.
Jumlah tambahan: Jumlah tambahan HPMC secara langsung mempengaruhi pengekalan air mortar. Secara amnya, jumlah tambahan adalah antara 0.1% dan 0.3%. Penambahan yang terlalu banyak akan meningkatkan kos dan boleh menjejaskan sifat mortar yang lain.
Nisbah mortar: Nisbah komponen lain dalam mortar, seperti simen, pasir dan pengisi, juga akan mempengaruhi kesan pengekalan air HPMC. Nisbah yang munasabah boleh memainkan peranan HPMC dengan lebih baik.
HPMC memainkan peranan penting dalam pengekalan air dalam membina mortar melalui struktur kimia dan sifat fizikalnya yang unik. Mekanisme utamanya termasuk menyerap air untuk membentuk lapisan penghidratan yang stabil, meningkatkan kelikatan mortar, membentuk struktur rangkaian dan penghalang koloid, dsb. Dalam aplikasi praktikal, HPMC bukan sahaja meningkatkan kebolehkerjaan dan kekuatan ikatan mortar, tetapi juga mengurangkan risiko pengecutan dan retak. Pada masa hadapan, dengan pembangunan sains bahan, aplikasi HPMC dalam bahan binaan akan menjadi lebih meluas dan pelbagai, dan terus menyediakan penyelesaian berkualiti tinggi untuk industri pembinaan.
Masa siaran: Jun-26-2024