представити
Гідроксипропілметилцелюлоза (ГПМЦ) – це ефір целюлози, який широко використовується в різних галузях промисловості, таких як харчова, медична та будівельна, як загусник, емульгатор та стабілізатор. У будівельній галузі ГПМЦ часто використовується як добавка до матеріалів на цементній основі для досягнення бажаних властивостей, таких як оброблюваність, водоутримання та довговічність. Дослідження показали, що додавання ГПМЦ до матеріалів на цементній основі затримує процес гідратації цементу, що зрештою впливає на розвиток міцності матеріалів на цементній основі.
Вплив ГПМЦ на гідратацію цементу
Гідратація цементу – це складна хімічна реакція, що включає реакцію води з сухими частинками цементу. Під час процесу гідратації частинки цементу реагують з водою, утворюючи різні продукти гідратації, які допомагають підвищити міцність матеріалів на цементній основі. Дослідження показали, що додавання ГПМЦ до матеріалів на цементній основі може затримувати гідратацію цементу, тим самим змінюючи швидкість та ступінь нарощування міцності.
Однією з основних причин уповільненої гідратації цементу є водоутримувальні властивості ГПМЦ. ГПМЦ – це гідрофільний полімер, який поглинає воду та набухає, утворюючи гелеподібну структуру. Коли ГПМЦ додають до матеріалів на основі цементу, він поглинає воду із суміші, тим самим зменшуючи кількість вільної води, необхідної для гідратації цементу. Це, у свою чергу, уповільнює процес гідратації, оскільки реакція цементу з водою вимагає достатнього постачання води.
Ще одним фактором, що сприяє уповільненій гідратації цементу, є адсорбція ГПМЦ на поверхні частинок цементу. ГПМЦ має високу спорідненість до частинок цементу завдяки своїй полярності. Він може адсорбуватися на поверхні частинок цементу та утворювати фізичний бар'єр, що обмежує контакт між молекулами води та частинками цементу. Це, у свою чергу, уповільнює реакцію цементу з водою, що призводить до уповільненої гідратації цементу.
Додавання ГПМЦ до матеріалів на основі цементу також впливатиме на процес нуклеації та росту кристалів продуктів гідратації. Гідратація цементу включає утворення різних кристалічних фаз, таких як гідрат силікату кальцію (CSH) та гідроксид кальцію (CH). ГПМЦ може пригнічувати нуклеацію та ріст кристалів деяких із цих фаз, що ще більше уповільнює гідратацію цементу.
Механізм затримки гідратації цементу
Основним механізмом, за допомогою якого ГПМЦ уповільнює гідратацію цементу, є утворення фізичного бар'єру між частинками цементу та водою. Коли ГПМЦ диспергується у воді, він утворює гелеподібну матрицю, яка може інкапсулювати частинки цементу та зменшити доступність вільної води для гідратації цементу. Це, у свою чергу, уповільнює реакцію цементу з водою, що призводить до затримки нарощування міцності матеріалів на основі цементу.
Іншим механізмом є адсорбція ГПМЦ на поверхні частинок цементу. ГПМЦ має високу спорідненість до частинок цементу завдяки своїй полярності. Він може адсорбуватися на поверхні частинок цементу та утворювати фізичний бар'єр, що обмежує контакт між молекулами води та частинками цементу. Це ще більше уповільнює реакцію цементу з водою.
ГПМЦ також може взаємодіяти з різними компонентами цементу, такими як іони кальцію, впливаючи тим самим на процеси зародження та росту кристалів продуктів гідратації. ГПМЦ може пригнічувати зародження та ріст кристалів деяких із цих фаз, ще більше уповільнюючи гідратацію цементу.
на завершення
Додавання ГПМЦ до цементних матеріалів може затримувати гідратацію цементу, тим самим змінюючи швидкість та ступінь розвитку міцності. Механізм затримки гідратації цементу головним чином зумовлений утворенням фізичного бар'єру між частинками цементу та водою, яка адсорбується на поверхні частинок цементу та гальмує процес нуклеації та росту кристалів продуктів гідратації. Розуміння механізмів, за допомогою яких ГПМЦ уповільнює гідратацію цементу, може дозволити нам оптимізувати використання ГПМЦ у цементних матеріалах для отримання бажаних властивостей, зберігаючи при цьому розвиток міцності цементних матеріалів.
Час публікації: 24 жовтня 2023 р.