HPMC (гідроксипропілметилцелюлоза) — це полімерний матеріал, який зазвичай використовується в будівельних матеріалах, особливо в матеріалах на основі цементу та гіпсу. Він має хорошу водорозчинність, адгезію, водоутримування та згущення, тому широко використовується у розчині, шпаклівці, плитковому клеї та інших матеріалах.
1. Причини усадки та розтріскування будівельних матеріалів
У процесі твердіння будівельні матеріали часто зменшуються в об’ємі через випаровування води, хімічні реакції та зміни факторів зовнішнього середовища, що призводить до концентрації напруги та утворення тріщин. До основних видів усадки відносяться:
Пластична усадка: коли матеріал на основі цементу ще не затвердів, об’єм зменшується через швидке випаровування води.
Суха усадка: після затвердіння матеріал тривалий час знаходиться на повітрі, і вода повільно випаровується, що призводить до об’ємної усадки.
Температурне скорочення: зміна об’єму, викликана змінами температури, особливо в середовищі з великою різницею температур між денною та нічною.
Автогенна усадка: під час процесу гідратації цементу внутрішній об’єм зменшується через споживання води під час реакції гідратації.
Ці усадки часто призводять до накопичення напруги всередині матеріалу, зрештою викликаючи мікротріщини або тріщини, які впливають на довговічність і естетичність будівельної конструкції. Щоб уникнути цього явища, як правило, потрібні добавки для покращення характеристик матеріалу, і HPMC є однією з них.
2. Механізм дії ГПМЦ
HPMC відіграє важливу роль у зменшенні усадки та розтріскування будівельних матеріалів, що в основному досягається за допомогою наступних механізмів:
Утримання води: HPMC має сильну водоутримувальну здатність і може утворювати водоутримувальну плівку в розчині або шпаклівці, щоб уповільнити швидкість випаровування води. Оскільки швидке випаровування води всередині матеріалу спричинить пластичну усадку, ефект утримання води HPMC може ефективно зменшити явище ранньої усадки, підтримувати достатню кількість води в матеріалі, тим самим сприяючи повній реакції гідратації цементу та зменшуючи усадочні тріщини, викликані втрати води в процесі сушіння. Крім того, HPMC може покращити характеристики матеріалу у вологих і сухих умовах і зменшити розтріскування, спричинене втратою води.
Ефект загущення та зміцнення: HPMC є загусником, який може ефективно збільшити консистенцію та в’язкість розчину та підвищити загальну адгезію матеріалу. У процесі будівництва, якщо матеріал занадто тонкий, він легко розшарується або провисне, що призведе до нерівності поверхні або навіть тріщин. Використовуючи HPMC, будівельний розчин може підтримувати належну в’язкість, підвищувати міцність і поверхневу щільність матеріалу після будівництва та зменшувати ймовірність розтріскування. Крім того, HPMC також може підвищити опір зсуву матеріалу та покращити його стійкість до розтріскування.
Підвищення гнучкості матеріалу: молекули HPMC можуть відігравати певну роль у підвищенні гнучкості матеріалів на основі цементу або гіпсу, щоб матеріал мав кращу стійкість до розтягування та згинання після затвердіння. Оскільки будівельні матеріали зазвичай піддаються напрузі розтягування або згинання під час зміни температури навколишнього середовища та навантажень, після додавання HPMC підвищується гнучкість матеріалу, який може краще поглинати зовнішні навантаження та запобігати крихкому розтріскуванню.
Контролюйте швидкість реакції гідратації цементу: у матеріалах на основі цементу швидкість реакції гідратації безпосередньо впливає на характеристики матеріалу. Якщо реакція гідратації надто швидка, напруга всередині матеріалу не може бути звільнена вчасно, що призведе до появи тріщин. HPMC може належним чином уповільнити швидкість реакції гідратації завдяки утриманню води та утворенню захисної плівки, запобігти надто швидкій втраті води цементом на ранній стадії та таким чином уникнути явища спонтанної усадки та розтріскування під час процесу затвердіння матеріалу.
Покращення будівельних характеристик: HPMC може покращити будівельні характеристики будівельних матеріалів, головним чином проявляється в їх хорошій текучості, утриманні води та змащуванні, збільшенні однорідності матеріалів і зменшенні тріщин, спричинених неправильною конструкцією. Це може полегшити нанесення та вирівнювання розчину, шпаклівки тощо під час будівництва, зменшити коефіцієнт пористості матеріалів, підвищити загальну щільність і міцність матеріалів, а також зменшити ризик локального розтріскування, спричиненого нерівною конструкцією.
3. Застосування HPMC в конкретних будівельних матеріалах
Клей для плитки: HPMC може значно покращити протиковзку дію клею для плитки, гарантувати рівномірне прикріплення плитки до основи під час монтажу та зменшити осипання або розтріскування, спричинене нерівномірним навантаженням або усадкою. Крім того, ефект загустіння та утримання води ГПМЦ також дозволяє плитковому клею зберігати довший відкритий час після будівництва, підвищувати ефективність конструкції та зменшувати тріщини, спричинені нерівномірним затвердінням.
Порошок для шпаклівки: у порошку для шпаклівки водоутримувальна властивість HPMC може запобігти швидкій втраті шпаклівкою води під час процесу висихання та зменшити усадку та розтріскування, спричинені втратою води. У той же час ефект загущення HPMC може покращити будівельні характеристики шпаклівки, полегшуючи її рівномірне нанесення на стіну та зменшуючи поверхневі тріщини, спричинені нерівномірним нанесенням.
Розчин: Додавання HPMC до розчину може ефективно покращити його робочі характеристики, зробити розчин більш гладким під час будівництва, зменшити сегрегацію та розшарування, і таким чином покращити однорідність і адгезію розчину. У той же час ефект водоутримання HPMC може сповільнити випаровування води під час процесу затвердіння розчину, уникаючи усадки та розтріскування, спричинених ранньою втратою води.
4. Застереження щодо використання HPMC
Контроль дозування: кількість доданої ГПМЦ безпосередньо впливає на її ефект, і зазвичай її потрібно регулювати відповідно до співвідношення матеріалів і конкретних сценаріїв застосування. Надмірна HPMC призведе до того, що матеріал матиме занадто високу консистенцію, що вплине на характеристики конструкції; в той час як недостатня кількість HPMC не зможе відігравати роль утримання води та згущення, як це має бути.
Використання з іншими добавками: HPMC зазвичай використовується в поєднанні з іншими хімічними добавками (такими як зменшувачі води, повітротягувачі, пластифікатори тощо) для досягнення кращих результатів. При використанні необхідно враховувати взаємодію різних добавок, щоб уникнути взаємного впливу на характеристики матеріалів.
Будучи важливою будівельною добавкою, HPMC має значний вплив на зменшення усадки та розтріскування будівельних матеріалів. Він ефективно зменшує тріщини, спричинені втратою води та концентрацією напруги, покращуючи водоутримування, потовщення, гнучкість матеріалу та покращуючи швидкість реакції гідратації цементу. Розумне використання HPMC може не тільки покращити будівельні характеристики матеріалу, але й продовжити термін служби будівельної конструкції та зменшити вартість подальшого обслуговування. З безперервним удосконаленням технології будівельних матеріалів застосування HPMC у сфері будівництва буде більш широким і глибоким.
Час публікації: 21 вересня 2024 р