HPMC (гидроксипропилметилцеллюлоза) — полимерный материал, который обычно используется в строительных материалах, особенно в материалах на основе цемента и гипса. Он обладает хорошей растворимостью в воде, адгезией, водоудерживающими и загущающими свойствами, поэтому его широко используют в растворах, шпатлевках, плиточном клее и других материалах.
1. Причины усадки и растрескивания строительных материалов
В процессе твердения строительные материалы часто уменьшаются в объеме из-за испарения воды, химических реакций и изменения внешних факторов окружающей среды, что приводит к концентрации напряжений и образованию трещин. К основным типам усадки относятся:
Пластическая усадка: Пока материал на основе цемента еще не затвердел, его объем уменьшается из-за быстрого испарения воды.
Сухая усадка: После того, как материал затвердевает, он длительное время подвергается воздействию воздуха, и вода медленно испаряется, что приводит к объемной усадке.
Температурная усадка: изменение объема, вызванное изменениями температуры, особенно в среде с большой разницей температур днем и ночью.
Аутогенная усадка: в процессе гидратации цемента внутренний объем уменьшается из-за потребления воды в результате реакции гидратации.
Эти усадки часто приводят к накоплению напряжений внутри материала, что в конечном итоге приводит к образованию микротрещин или трещин, которые влияют на долговечность и эстетику строительной конструкции. Чтобы избежать этого явления, обычно требуются добавки для улучшения эксплуатационных характеристик материала, и HPMC является одной из них.
2. Механизм действия ГПМЦ
ГПМЦ играет важную роль в снижении усадки и растрескивания строительных материалов, что достигается в основном за счет следующих механизмов:
Удержание воды: HPMC обладает сильной способностью удерживать воду и может образовывать пленку, удерживающую воду, в растворе или шпатлевочном порошке, чтобы замедлить скорость испарения воды. Поскольку быстрое испарение воды внутри материала вызовет пластическую усадку, эффект удержания воды HPMC может эффективно уменьшить явление ранней усадки, сохранить достаточное количество воды в материале, тем самым способствуя полной реакции гидратации цемента и уменьшая усадочные трещины, вызванные потерей воды в процессе сушки. Кроме того, HPMC может улучшить эксплуатационные характеристики материала во влажных и сухих условиях и уменьшить растрескивание, вызванное потерей воды.
Эффект загущения и укрепления: HPMC — это загуститель, который может эффективно повысить консистенцию и вязкость раствора и улучшить общую адгезию материала. В процессе строительства, если материал слишком тонкий, он легко расслаивается или провисает, что приводит к неровной поверхности или даже трещинам. При использовании HPMC раствор может поддерживать соответствующую вязкость, повышать прочность и поверхностную плотность материала после строительства и снижать вероятность растрескивания. Кроме того, HPMC может также повысить сопротивление сдвигу материала и улучшить его трещиностойкость.
Улучшить гибкость материала: молекулы HPMC могут играть определенную роль в повышении гибкости в материалах на основе цемента или гипса, так что материал имеет лучшую прочность на растяжение и изгиб после отверждения. Поскольку строительные материалы обычно подвергаются растягивающим или изгибающим напряжениям при изменении температуры окружающей среды и нагрузках, после добавления HPMC гибкость материала увеличивается, что может лучше поглощать внешнее напряжение и избегать хрупкого растрескивания.
Контролируйте скорость реакции гидратации цемента: В материалах на основе цемента скорость реакции гидратации напрямую влияет на эксплуатационные характеристики материала. Если реакция гидратации слишком быстрая, напряжение внутри материала не может быть снято вовремя, что приводит к трещинам. ГПМЦ может соответствующим образом замедлить скорость реакции гидратации за счет удержания воды и образования защитной пленки, предотвращая слишком быструю потерю воды цементом на ранней стадии и, таким образом, избегая явления спонтанной усадки и растрескивания в процессе затвердевания материала.
Улучшение строительных характеристик: HPMC может улучшить строительные характеристики строительных материалов, в основном проявляющиеся в его хорошей текучести, водоудержании и смазывающей способности, повысить однородность материалов и уменьшить трещины, вызванные неправильным строительством. Он может облегчить нанесение и выравнивание раствора, шпатлевочного порошка и т. д. во время строительства, снизить коэффициент пустотности материалов, улучшить общую плотность и прочность материалов и снизить риск локального растрескивания, вызванного неравномерным строительством.
3. Применение ГПМЦ в конкретных строительных материалах
Плиточный клей: HPMC может значительно улучшить противоскользящие свойства плиточного клея, гарантировать, что плитка будет равномерно прикреплена к основанию во время установки, и уменьшить осыпание или растрескивание, вызванное неравномерным напряжением или усадкой. Кроме того, загущающие и водоудерживающие эффекты HPMC также позволяют плиточному клею сохранять более длительное время открытой выдержки после строительства, повышать эффективность строительства и уменьшать трещины, вызванные неравномерным отверждением.
Порошковая шпатлевка: В порошковой шпатлевке свойство удержания воды HPMC может предотвратить слишком быструю потерю воды шпатлевкой в процессе высыхания и уменьшить усадку и растрескивание, вызванные потерей воды. В то же время, загущающий эффект HPMC может улучшить строительные характеристики шпатлевки, облегчая ее равномерное нанесение на стену и уменьшая поверхностные трещины, вызванные неравномерным нанесением.
Раствор: Добавление HPMC в раствор может эффективно улучшить его рабочие характеристики, сделать раствор более гладким во время строительства, уменьшить сегрегацию и расслоение и, таким образом, улучшить однородность и адгезию раствора. В то же время, эффект удержания воды HPMC может заставить воду испаряться медленнее в процессе затвердевания раствора, избегая усадки и растрескивания, вызванных ранней потерей воды.
4. Меры предосторожности при использовании ГПМЦ
Контроль дозировки: Количество добавленного HPMC напрямую влияет на его эффект, и обычно его необходимо корректировать в соответствии с соотношением материалов и конкретными сценариями применения. Избыточное количество HPMC приведет к тому, что материал будет иметь слишком высокую консистенцию, что повлияет на эксплуатационные характеристики конструкции; в то время как недостаточное количество HPMC не сможет играть роль удержания воды и загущения, как должно.
Использование с другими добавками: HPMC обычно используется в сочетании с другими химическими добавками (такими как водоредуцирующие добавки, воздухововлекающие агенты, пластификаторы и т. д.) для достижения лучших результатов. При использовании необходимо учитывать взаимодействие различных добавок, чтобы избежать взаимного влияния на эксплуатационные характеристики материалов.
Как важная строительная добавка, HPMC оказывает значительное влияние на снижение усадки и растрескивания строительных материалов. Он эффективно уменьшает трещины, вызванные потерей воды и концентрацией напряжений, улучшая водоудержание, загустевание, гибкость материала и улучшая скорость реакции гидратации цемента. Разумное использование HPMC может не только улучшить строительные характеристики материала, но и продлить срок службы строительной конструкции и снизить стоимость последующего обслуживания. С непрерывным развитием технологий строительных материалов применение HPMC в строительной сфере будет более обширным и глубоким.
Время публикации: 21-сен-2024