HPMC для сухих строительных смесей

Характеристики HPMC в сухом растворе

1. HPMC в характеристиках обычного строительного раствора

HPMC в основном используется в качестве замедлителя и водоудерживающего агента в цементном растворе. В бетонных компонентах и ​​растворах он может улучшать вязкость и скорость усадки, усиливать сцепление, контролировать время схватывания цемента, а также повышать начальную прочность и статическую прочность на изгиб. Благодаря водоудерживающей функции он может уменьшать потери воды на поверхности при коагуляции, предотвращать образование трещин по краям и улучшать адгезию и строительные характеристики. Особенно в строительстве он может продлевать и регулировать время схватывания: с увеличением дозировки HPMC время схватывания раствора увеличивается; улучшает обрабатываемость и прокачиваемость, подходит для механизированного строительства; повышает эффективность строительства и предотвращает выветривание водорастворимых солей на поверхности здания.

2. HPMC со специальными характеристиками строительного раствора.

HPMC является эффективным водоудерживающим агентом для сухих строительных растворов, снижающим скорость водоотделения и степень расслоения раствора, а также улучшающим его когезию. HPMC может значительно повысить прочность на растяжение и прочность сцепления раствора, хотя прочность на изгиб и прочность на сжатие раствора несколько снижаются. Кроме того, HPMC эффективно подавляет образование пластических трещин в растворе, снижает индекс пластического растрескивания раствора, водоудержание раствора увеличивается с увеличением вязкости HPMC, и когда вязкость превышает 100000 мПа•с, водоудержание перестает значительно увеличиваться. Тонкость помола HPMC также оказывает определенное влияние на водоудерживающую способность раствора: чем мельче частицы, тем выше водоудерживающая способность раствора. Обычно для цементных растворов размер частиц HPMC должен быть менее 180 микрон (80 меш). Оптимальное содержание HPMC в сухом растворе составляет 1‰ ~ 3‰.

2.1. Раствор HPMC в воде, благодаря своей поверхностной активности, обеспечивает эффективное равномерное распределение гелеобразного материала в системе, а HPMC выступает в качестве защитного коллоида, «упаковывающего» твердые частицы и образующего на своей внешней поверхности слой смазывающей пленки, что делает суспензионную систему более стабильной, а также повышает текучесть раствора в процессе смешивания и способствует образованию скользкого слоя.

2.2 Раствор HPMC, благодаря своим собственным молекулярно-структурным характеристикам, предотвращает потерю воды из раствора, обеспечивая ее постепенное высвобождение в течение длительного времени, что способствует хорошей водоудерживающей способности и эффективности строительных работ. Он предотвращает слишком быстрое перемещение воды из раствора в основание, благодаря чему удерживаемая вода остается на поверхности свежего материала, что способствует гидратации цемента и повышает конечную прочность. В частности, если поверхность, контактирующая с цементным раствором, штукатуркой и связующим, теряет воду, эта часть теряет прочность и практически не обладает сцеплением. В целом, контактирующая с этими материалами поверхность является адсорбционной, в той или иной степени поглощая часть воды, что приводит к неполной гидратации этой части и, следовательно, к снижению прочности сцепления цементного раствора с керамической плиткой или штукатурки с цементным раствором.

При приготовлении строительного раствора основным параметром является водоудержание HPMC. Доказано, что водоудержание может достигать 95%. Увеличение молекулярной массы HPMC и дозировки цемента улучшает водоудержание и прочность сцепления раствора.

Например: поскольку связующее вещество для плитки должно обладать высокой прочностью сцепления между основанием и плиткой, на его свойства влияют два аспекта адсорбции воды: поверхность основания (стены) и сама плитка. Специальная керамическая плитка имеет очень большие различия в качестве, некоторые поры очень крупные, коэффициент водопоглощения у керамической плитки высок, поэтому прочность сцепления снижается, поэтому влагоудерживающий агент имеет особое значение, и добавление HPMC может хорошо удовлетворить это требование.

2.3 HPMC устойчив к кислотам и щелочам, а его водный раствор очень стабилен в диапазоне pH от 2 до 12. Каустическая сода и известковая вода не оказывают существенного влияния на его свойства, но щелочь может ускорить скорость растворения и незначительно улучшить вязкость.

2.4. Добавление HPMC значительно улучшило строительные характеристики раствора, он стал более маслянистым, что позволяет заполнять швы стен гладкими и плотными швами, обеспечивая прочное сцепление плитки или кирпича с основанием и продлевая срок службы, что делает его подходящим для строительства больших площадей.

2.5 HPMC — это неионогенный и неполимерный электролит. Он очень стабилен в водных растворах с солями металлов и органическими электролитами и может длительное время добавляться в строительные материалы, обеспечивая повышение их долговечности.

В процессе производства ГПМЦ используется в основном хлопковое волокно (отечественного производства) после щелочной обработки, этерификации и образования полисахаридного эфира. Оно само по себе не имеет заряда и не вступает в реакцию с заряженными ионами в гелеобразном материале, поэтому обладает стабильными характеристиками. Цена ниже, чем у других видов целлюлозного эфира, поэтому он широко используется в сухих строительных смесях.

Гидроксипропилметилцеллюлоза ГПМКфункция в сухом растворе:

ГПМКЗагуститель позволяет сделать новую смесь строительного раствора более густой, чтобы обеспечить определенную вязкость во влажном состоянии и предотвратить расслоение. Водоудержание (загустение) также является важнейшим свойством, помогающим поддерживать количество свободной воды в растворе, тем самым давая цементному материалу больше времени для гидратации после нанесения раствора. Водоудержание позволяет вводить собственный воздух, создавая равномерные мелкие пузырьки, что улучшает качество строительного раствора.

Вязкость эфира гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) выше, чем выше его влагоудерживающая способность. Вязкость является важным параметром характеристик ГПМЦ. В настоящее время различные производители ГПМЦ используют разные методы и приборы для определения вязкости ГПМЦ. Основные методы включают HaakeRotovisko, Hoppler, Ubbelohde и Brookfield и др.

Для одного и того же продукта результаты измерения вязкости различными методами могут сильно отличаться, а в некоторых случаях даже иметь несколько различий. Поэтому при сравнении показателей вязкости необходимо использовать один и тот же метод измерения, включая температуру, ротор и т.д.

Что касается размера частиц, чем мельче частицы, тем лучше влагоудержание. Крупные частицы эфира целлюлозы при контакте с водой немедленно растворяются на поверхности, образуя гель, который обволакивает материал, предотвращая дальнейшее проникновение молекул воды. Иногда длительное перемешивание не приводит к равномерному растворению, образованию мутного хлопьевидного раствора или агломератов. Растворимость эфира целлюлозы является одним из факторов при выборе этого материала. Тонкость помола также является важным показателем эффективности метилцеллюлозного эфира. Для сухих строительных растворов требуется порошок метилцеллюлозы с низким содержанием воды и тонкостью помола 20–60%, размер частиц менее 63 мкм. Тонкость помола влияет на растворимость гидроксипропилметилцеллюлозного эфира. Крупнозернистый метилцеллюлозный эфир обычно имеет гранулированную структуру и легко растворяется в воде без образования агломератов, но скорость растворения очень низкая, поэтому он не подходит для использования в сухих строительных растворах. В сухом растворе метилцеллюлоза диспергирована между заполнителем, мелкими наполнителями и цементирующими материалами, такими как цемент, и только достаточно мелкий порошок может предотвратить слипание метилцеллюлозы при смешивании с водой. При добавлении воды для растворения агломератов метилцеллюлоза очень трудно диспергировать и растворить. Крупнозернистая метилцеллюлоза не только расходуется впустую, но и снижает локальную прочность раствора. При использовании такого сухого раствора на больших площадях скорость твердения локального сухого раствора значительно снижается, что приводит к растрескиванию из-за разного времени твердения. В случае раствора, наносимого механическим распылением, из-за короткого времени смешивания, тонкость помола выше.

В целом, чем выше вязкость, тем лучше водоудерживающий эффект. Однако, чем выше вязкость, тем выше молекулярная масса метилцеллюлозы, и, соответственно, снижается ее растворимость, что негативно сказывается на прочности и эксплуатационных характеристиках раствора. Чем выше вязкость, тем более выражен эффект загущения раствора, но это не пропорционально. Чем выше вязкость, тем более липким будет влажный раствор, что влияет как на строительные свойства, так и на эффективность скребка и адгезию к основанию. Но это не способствует повышению прочности влажного раствора. Другими словами, его противоскользящие свойства не так очевидны во время строительства. Напротив, некоторые низковязкие, но модифицированные эфиры метилцеллюлозы обладают превосходными свойствами в повышении прочности влажного раствора.

Водоудерживающая способность HPMC также зависит от температуры эксплуатации, и водоудерживающая способность метилцеллюлозного эфира снижается с повышением температуры. Однако в реальных условиях применения материала часто используются высокотемпературные среды (выше 40 градусов) при строительстве на горячем основании, например, при летней инсоляции наружных стен, что часто ускоряет затвердевание цемента и сухого раствора. Снижение водоудерживающей способности приводит к очевидному ухудшению как конструктивных свойств, так и трещиностойкости. В этих условиях снижение влияния температурных факторов становится особенно важным. В этом отношении добавка метилгидроксиэтилцеллюлозного эфира в настоящее время считается передовой в технологическом развитии. Даже при увеличении дозировки метилгидроксиэтилцеллюлозы (летняя формула) конструктивные свойства и трещиностойкость все еще не соответствуют требованиям эксплуатации. Благодаря специальной обработке МС, например, увеличению степени этерификации, водоудерживающий эффект МС может сохраняться при высоких температурах, что обеспечивает лучшие эксплуатационные характеристики в суровых условиях.

Обычно гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ) имеет температуру гелеобразования, которую можно условно разделить на 60, 65 и 75 градусов. Для обычных готовых строительных смесей с использованием речного песка предприятиям лучше выбирать ГПМЦ с высокой температурой гелеобразования (75 градусов). Дозировка ГПМЦ не должна быть слишком высокой, так как слишком высокая дозировка увеличит потребность раствора в воде, приведет к прилипанию к штукатурке, слишком длительному времени конденсации и повлияет на качество строительства. Для разных строительных смесей следует выбирать разную вязкость ГПМЦ, не следует бездумно использовать ГПМЦ высокой вязкости. Поэтому, хотя продукты на основе гидроксипропилметилцеллюлозы хороши, правильный выбор ГПМЦ является первостепенной обязанностью персонала лаборатории предприятия. В настоящее время существует множество нелегальных продавцов, предлагающих смеси с ГПМЦ, качество которых довольно низкое, поэтому лаборатории должны тщательно отбирать ГПМЦ, проводить качественные эксперименты, чтобы обеспечить стабильность строительных смесей, не стремиться к дешевизне, что приводит к ненужным потерям.