Hidroxipropil metilceluloza (HPMC) este un derivat important al celulozei. Este utilizat pe scară largă în materialele de construcție datorită reținerii excelente a apei, îngroșării și stabilității în mortarul de construcție.
1. Structura chimică și caracteristicile HPMC
HPMC este un material polimeric multifuncțional realizat prin modificarea chimică a celulozei naturale. În structura sa chimică, grupările hidroxipropil (-CH₂CH(OH)CH₃) și metil (-CH₃) înlocuiesc o parte din grupările hidroxil (-OH) de pe lanțul molecular al celulozei, făcând HPMC să aibă proprietăți bune de solubilitate în apă și de îngroșare.
Solubilitate: HPMC este ușor solubil în apă rece pentru a forma o soluție coloidală transparentă până la lăptos. Se dizolvă încet în apă fierbinte, ceea ce îl ajută să fie distribuit uniform în mortarul de construcție.
Retenție de apă: lanțul polimeric al HPMC poate absorbi eficient apa și poate forma o soluție coloidală cu vâscozitate ridicată, reducând astfel pierderea de apă.
Stabilitate: HPMC are stabilitate chimică excelentă și toleranță la temperatură și valoarea pH-ului, ceea ce îi permite să funcționeze stabil în diferite condiții de construcție.
2. Rolul HPMC în mortar de construcție
Creșteți retenția apei: HPMC poate îmbunătăți semnificativ capacitatea de reținere a apei a mortarului de construcție, în principal prin absorbția apei libere din mortar și prin reducerea evaporării și scurgerilor de apă.
Îmbunătățiți lucrabilitatea: Deoarece HPMC poate forma o rețea fină dispersată în mortar, poate îmbunătăți plasticitatea și lucrabilitatea mortarului, făcând construcția mai convenabilă.
Extindeți timpul de deschidere: capacitatea HPMC de a reține umiditatea permite mortarului să mențină o consistență potrivită pentru construcție pentru o perioadă lungă de timp, prelungind astfel timpul de deschidere al mortarului.
3. Mecanismul HPMC pentru îmbunătățirea retenției de apă
Mecanismul HPMC de îmbunătățire a retenției de apă a mortarului include în principal următoarele aspecte:
Adsorbție: Grupările hidroxipropil și metil de pe lanțul molecular HPMC se combină cu moleculele de apă prin legături de hidrogen și forțele van der Waals pentru a forma un strat de hidratare stabil. HPMC poate absorbi o cantitate mare de apă pentru a forma o stare stabilă de gel. Această stare de gel poate menține un conținut ridicat de umiditate în mortar și poate preveni evaporarea rapidă a apei.
Proprietăți vâscoelastice: HPMC se dizolvă în apă pentru a forma o soluție coloidală cu vâscozitate ridicată, care poate crește semnificativ vâscozitatea și reologia mortarului. Faza lichidă cu vâscozitate ridicată ajută la reducerea migrației apei, la menținerea distribuției uniforme a apei în mortar și la reducerea efectului de separare a apei (adică plutirea apei și precipitarea).
Formarea rețelei structurale: HPMC poate forma o structură de rețea reticulat în soluția apoasă, care ajută la blocarea apei și la limitarea mișcării acesteia în mortar, îmbunătățind astfel retenția de apă a mortarului. Această structură de rețea a HPMC permite mortarului să rămână uniform umed în timpul procesului de întărire, evitând problemele de fisurare cauzate de pierderea neuniformă a apei.
Efect de barieră coloidală: bariera coloidală formată de HPMC în mortar poate împiedica difuzarea apei în exterior. Acest efect de barieră face mai dificilă scăparea apei din mortar, crescând astfel retenția de apă a mortarului.
4. Efectul de aplicare practică a retenției de apă HPMC
În aplicațiile practice, retenția de apă a HPMC are un impact semnificativ asupra performanței mortarului, inclusiv îmbunătățirea lucrabilității mortarului, reducerea riscului de fisurare prin contracție și îmbunătățirea rezistenței lipirii. Aceste efecte ale aplicării sunt discutate în detaliu mai jos.
Îmbunătățiți lucrabilitatea: soluția coloidală formată de HPMC în mortar poate lubrifia particulele din mortar, poate îmbunătăți operabilitatea mortarului și poate face procesul de construcție mai fin.
Reduce contracția și fisurarea: Deoarece HPMC poate reține umiditatea în mortar, reduce pierderea de umiditate în timpul procesului de uscare, ceea ce este crucial pentru a evita contracția și crăparea mortarului. Mortarul care rămâne uniform umed în timpul procesului de întărire are mai puțină solicitare de contracție, reducând astfel posibilitatea de fisurare.
Îmbunătățirea rezistenței de aderență: umiditatea distribuită uniform în mortar ajută la îmbunătățirea eficienței reacției de hidratare a mortarului, asigură că particulele de ciment sunt complet hidratate și, în cele din urmă, formează o legătură mai puternică. HPMC poate oferi un mediu umed pe termen lung, făcând hidratarea cimentului mai completă, sporind astfel rezistența de aderență a mortarului.
5. Factori care afectează HPMC pe mortar de construcție
Efectul de reținere a apei al HPMC este afectat de mulți factori, inclusiv greutatea moleculară, gradul de substituție, cantitatea de adăugare și raportul de mortar.
Greutate moleculară: în general, cu cât greutatea moleculară a HPMC este mai mare, cu atât efectul de retenție a apei este mai semnificativ. Cu toate acestea, o greutate moleculară prea mare poate duce, de asemenea, la o scădere a solubilității, astfel încât în aplicațiile practice, este necesar să se selecteze o greutate moleculară adecvată în funcție de nevoile specifice.
Gradul de substituție: Gradul de substituție a hidroxipropilului și metilului în HPMC are o mare influență asupra performanței acestuia. Un grad adecvat de substituție poate asigura o bună retenție a apei și solubilitate, dar substituția prea mare sau prea scăzută poate afecta performanța acesteia.
Cantitatea suplimentară: cantitatea adăugată de HPMC afectează direct retenția de apă a mortarului. În general, cantitatea de adăugare este între 0,1% și 0,3%. Prea multă adăugare va crește costul și poate afecta alte proprietăți ale mortarului.
Raportul mortarului: Raportul dintre celelalte componente din mortar, cum ar fi cimentul, nisipul și umplutura, va afecta, de asemenea, efectul de reținere a apei al HPMC. Raportul rezonabil poate juca mai bine rolul HPMC.
HPMC joacă un rol semnificativ în retenția apei în mortarul de construcție prin structura sa chimică unică și proprietățile fizice. Principalele sale mecanisme includ adsorbția apei pentru a forma un strat de hidratare stabil, creșterea vâscozității mortarului, formarea unei structuri de rețea și a unei bariere coloidale, etc. În aplicațiile practice, HPMC nu numai că îmbunătățește lucrabilitatea și rezistența de lipire a mortarului, dar reduce și riscul de apariție a mortarului. contracție și crăpare. În viitor, odată cu dezvoltarea științei materialelor, aplicarea HPMC în materialele de construcție va fi mai extinsă și mai diversificată și va continua să ofere soluții de înaltă calitate pentru industria construcțiilor.
Ora postării: 26-jun-2024