HPMC (гідроксипропілметилцелюлоза)є звичайним водорозчинним похідним целюлози, який широко використовується в будівельній галузі, особливо в модифікації бетону. Він має багато чудових властивостей, таких як згущення, утримання води та покращена реологія. Він може ефективно підвищити працездатність і довговічність бетону, а також підтримувати відносно стабільні характеристики в різних умовах навколишнього середовища.
1. Основні характеристики та застосування ГПМЦ
ГПМЦ отримують шляхом хімічної модифікації натуральної целюлози з хорошою розчинністю у воді та чудовими плівкоутворюючими властивостями. Його основна функція полягає в поліпшенні фізичних властивостей бетону шляхом утворення стабільного колоїдного розчину. У бетоні HPMC часто використовується як добавка для покращення його працездатності, підвищення водостійкості та зменшення пористості, тим самим покращуючи довгострокові характеристики бетону.
2. Механізм дії ГПМЦ в бетоні
2.1 Підвищення легкоукладальності бетону
ГПМЦ має сильний ефект загущення. Після додавання відповідної кількості HPMC до бетону можна ефективно покращити адгезію та текучість бетону. Формуючи рівномірну мережу розподілу, HPMC може зменшити взаємодію між частинками цементу та зробити їх більш однорідними під час процесу змішування. Таким чином можна не тільки покращити оброблюваність бетону, але й уникнути осадження частинок цементу під час будівельного процесу, забезпечуючи будівельну якість бетону.
2.2 Підвищення ефективності реакції гідратації
Довговічність бетону часто тісно пов'язана зі ступенем його реакції гідратації. За відповідного співвідношення цементу до води HPMC може збільшити утримування води, уповільнити швидкість випаровування води та забезпечити довший цикл реакції гідратації цементу. Це сприяє повній реакції частинок цементу з водою, сприяє утворенню цементного каменю, а також покращує щільність і міцність бетону на стиск, тим самим покращуючи довговічність бетону.
2.3 Поліпшення водонепроникності
Пористість і розмір пор в бетоні безпосередньо впливають на його водонепроникність. Оскільки HPMC має гарне водопоглинання та утримання води, він може утворювати рівномірний шар гідратації в бетоні, щоб запобігти швидкій втраті води. Покращуючи мікроструктуру бетону, HPMC може ефективно зменшувати кількість і пористість капілярів, тим самим покращуючи водонепроникність і морозостійкість бетону. Ця властивість особливо важлива в холодних регіонах, оскільки вона може запобігти розтріскування матеріалів на основі цементу через вплив замерзання-відтавання та підвищити стійкість до розтріскування та довговічність бетону.
2.4 Покращення властивостей бетону проти старіння
З часом бетон буде відчувати різні навантаження навколишнього середовища, включаючи зміни температури, коливання вологості та хімічну ерозію, що спричинить старіння бетону. HPMC може покращити здатність бетону проти старіння шляхом покращення його мікроструктури. Зокрема, HPMC може збільшити гідратацію всередині бетону, ефективно перешкоджати передчасній втраті води частинками цементу, тим самим зменшуючи розтріскування цементного каменю та затримуючи процес старіння бетону. Крім того, HPMC також може уповільнити проникнення солей і шкідливих речовин у бетон, ще більше покращуючи довговічність бетону.
2.5 Підвищення стійкості бетону до хімічної ерозії
У промислових зонах, морських середовищах або інших зонах, що містять корозійні хімічні речовини, бетон часто піддається впливу корозійних речовин, таких як кислоти, луги та іони хлориду. HPMC допомагає уповільнити контакт між цими хімічними речовинами та бетонною матрицею та зменшити швидкість їх ерозії завдяки захисній плівці, яку він утворює. У той же час HPMC може підвищити компактність бетону, зменшити пористість, ще більше зменшити шлях проникнення шкідливих речовин і покращити корозійну стійкість бетону.
3. Особливості впливу ГПМЦ на довговічність бетону
3.1 Підвищення стійкості до замерзання-відтавання
У холодному кліматі на бетон впливають цикли замерзання-відтавання, що призводить до появи тріщин і зниження міцності. HPMC може підвищити стійкість до замерзання-відтавання за рахунок покращення мікроструктури бетону. Зменшуючи пористість і збільшуючи щільність бетону, HPMC допомагає зменшити утримання води та зменшити шкоду, спричинену розширенням при замерзанні. Крім того, HPMC покращує водонепроникність бетону, дозволяючи йому ефективно протистояти проникненню води під час циклів заморожування-відтавання, тим самим покращуючи довговічність бетону.
3.2 Підвищена сульфатостійкість
Сульфатна ерозія є однією з важливих загроз для довговічності бетону, особливо в прибережних районах або промислових зонах. HPMC може підвищити сульфатостійкість бетону, перешкоджати проникненню хімічних речовин, таких як сульфати, шляхом зменшення пористості та підвищення водонепроникності. Крім того, додавання HPMC може сприяти ущільненню внутрішньої структури матеріалів на основі цементу, ускладнюючи проникнення іонів сульфату та реакцію з алюмінатом кальцію в цементі, тим самим зменшуючи викликані цим розширення та розтріскування.
3.3 Покращення довгострокової довговічності
На тривалу довговічність бетону зазвичай впливає зовнішнє середовище, наприклад дощ, зміна клімату та хімічна ерозія. HPMC може ефективно продовжити термін служби бетону, покращуючи загальну щільність і непроникність бетону, особливо в суворих умовах, таких як висока температура, вологість і солоність. Це може значно підвищити довговічність бетону при тривалому використанні за рахунок зменшення випаровування води, зменшення пористості та підвищення хімічної стабільності.
Як ефективний модифікатор бетону,HPMCможе значно підвищити довговічність бетону шляхом покращення пластичності бетону, посилення реакції гідратації, покращення водонепроникності та стійкості до хімічної ерозії. Очікується, що в майбутньому будівельному застосуванні HPMC стане ключовим матеріалом для підвищення довгострокової стабільності та надійності бетонних конструкцій. З безперервним прогресом науки і технологій застосування HPMC в бетоні буде більш широким, сприяючи більшому сталому розвитку галузі будівництва.
Час публікації: 08 листопада 2024 р