giới thiệu
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) là một ete cellulose được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau như thực phẩm, y học và xây dựng như chất làm đặc, chất nhũ hóa và chất ổn định. Trong ngành xây dựng, HPMC thường được sử dụng làm chất phụ gia cho vật liệu gốc xi măng để đạt được các đặc tính mong muốn như khả năng thi công, khả năng giữ nước và độ bền. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc thêm HPMC vào vật liệu gốc xi măng sẽ làm trì hoãn quá trình hydrat hóa xi măng, cuối cùng ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ của vật liệu gốc xi măng.
Ảnh hưởng của HPMC đến quá trình hydrat hóa xi măng
Quá trình thủy hóa xi măng là một phản ứng hóa học phức tạp liên quan đến phản ứng của nước với các hạt xi măng khô. Trong quá trình thủy hóa, các hạt xi măng phản ứng với nước tạo thành các sản phẩm thủy hóa khác nhau, giúp cải thiện cường độ của vật liệu gốc xi măng. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng việc bổ sung HPMC vào vật liệu gốc xi măng có thể trì hoãn quá trình thủy hóa xi măng, do đó làm thay đổi tốc độ và mức độ phát triển cường độ.
Một trong những lý do chính khiến quá trình thủy hóa xi măng bị trì hoãn là đặc tính giữ nước của HPMC. HPMC là một loại polymer ưa nước có khả năng hấp thụ nước và trương nở để tạo thành cấu trúc giống như gel. Khi HPMC được thêm vào vật liệu gốc xi măng, nó sẽ hấp thụ nước từ hỗn hợp, do đó làm giảm lượng nước tự do cần thiết để hydrat hóa xi măng. Điều này lại làm chậm quá trình hydrat hóa, vì phản ứng của xi măng với nước cần được cung cấp đủ nước.
Một yếu tố khác góp phần làm chậm quá trình thủy hóa xi măng là sự hấp phụ của HPMC trên bề mặt các hạt xi măng. HPMC có ái lực cao với các hạt xi măng do tính phân cực của nó. Nó có thể được hấp phụ trên bề mặt các hạt xi măng và tạo thành một rào cản vật lý để hạn chế sự tiếp xúc giữa các phân tử nước và các hạt xi măng. Điều này lại làm chậm phản ứng của xi măng với nước, dẫn đến quá trình thủy hóa xi măng bị trì hoãn.
Việc bổ sung HPMC vào vật liệu gốc xi măng cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình tạo mầm và phát triển tinh thể của các sản phẩm hydrat hóa. Quá trình thủy hóa xi măng liên quan đến sự hình thành các pha tinh thể khác nhau, chẳng hạn như canxi silicat hydrat (CSH) và canxi hydroxit (CH). HPMC có thể ức chế quá trình tạo mầm và phát triển tinh thể của một số giai đoạn này, làm chậm quá trình hydrat hóa xi măng hơn nữa.
Cơ chế trì hoãn hydrat hóa xi măng
Cơ chế chính mà HPMC làm trì hoãn quá trình thủy hóa xi măng là hình thành một rào cản vật lý giữa các hạt xi măng và nước. Khi HPMC được phân tán trong nước, nó tạo thành một ma trận giống như gel có thể bao bọc các hạt xi măng và làm giảm lượng nước tự do có sẵn để thủy hóa xi măng. Điều này lại làm chậm phản ứng của xi măng với nước, gây ra sự chậm trễ trong việc phát triển cường độ của vật liệu gốc xi măng.
Một cơ chế khác là sự hấp phụ HPMC lên bề mặt hạt xi măng. HPMC có ái lực cao với các hạt xi măng do tính phân cực của nó. Nó có thể được hấp phụ trên bề mặt các hạt xi măng và tạo thành một rào cản vật lý để hạn chế sự tiếp xúc giữa các phân tử nước và các hạt xi măng. Điều này càng làm chậm phản ứng của xi măng với nước.
HPMC cũng có thể tương tác với các thành phần khác nhau của xi măng, chẳng hạn như các ion canxi, do đó ảnh hưởng đến quá trình tạo mầm và phát triển tinh thể của các sản phẩm hydrat hóa. HPMC có thể ức chế quá trình tạo mầm và phát triển tinh thể của một số giai đoạn này, làm chậm quá trình hydrat hóa xi măng hơn nữa.
Tóm lại
Việc bổ sung HPMC vào vật liệu xi măng có thể làm chậm quá trình thủy hóa xi măng, do đó làm thay đổi tốc độ và mức độ phát triển cường độ. Cơ chế hydrat hóa xi măng bị trì hoãn chủ yếu là do sự hình thành một rào cản vật lý giữa các hạt xi măng và nước, được hấp phụ trên bề mặt các hạt xi măng và ức chế quá trình tạo mầm và phát triển tinh thể của các sản phẩm hydrat hóa. Hiểu được cơ chế mà HPMC làm chậm quá trình hydrat hóa xi măng có thể cho phép chúng ta tối ưu hóa việc sử dụng HPMC trong vật liệu xi măng để đạt được các đặc tính mong muốn trong khi vẫn duy trì sự phát triển cường độ của vật liệu xi măng.
Thời gian đăng: 24-10-2023