HPMC (Hydroxypropyl Methyl Cellulose) is een polymeermateriaal dat veel wordt gebruikt in bouwmaterialen, vooral in materialen op cementbasis en op gips gebaseerde materialen. Het heeft goede wateroplosbaarheid, hechting, waterretentie en verdikkingseigenschappen, daarom wordt het veel gebruikt in mortel, stopverfpoeder, tegellijm en andere materialen.
1. Oorzaken van krimp en barsten van bouwmaterialen
Tijdens het uithardingsproces krimpen bouwmaterialen vaak in volume als gevolg van waterverdamping, chemische reacties en veranderingen in externe omgevingsfactoren, wat leidt tot spanningsconcentratie en scheurvorming. De belangrijkste soorten krimp zijn onder meer:
Plastische krimp: Wanneer het cementgebaseerde materiaal nog niet is uitgehard, krimpt het volume door de snelle verdamping van water.
Droge krimp: Nadat het materiaal is uitgehard, wordt het lange tijd aan de lucht blootgesteld en verdampt het water langzaam, wat resulteert in volumekrimp.
Temperatuurkrimp: Volumeverandering veroorzaakt door temperatuurveranderingen, vooral in een omgeving met een groot temperatuurverschil tussen dag en nacht.
Autogene krimp: Tijdens het cementhydratatieproces krimpt het interne volume als gevolg van het waterverbruik door de hydratatiereactie.
Deze krimp leidt vaak tot spanningsaccumulatie in het materiaal, waardoor uiteindelijk microscheuren of scheuren ontstaan, die de duurzaamheid en esthetiek van de bouwconstructie aantasten. Om dit fenomeen te voorkomen zijn meestal additieven nodig om de prestaties van het materiaal te verbeteren, en HPMC is daar een van.
2. Werkingsmechanisme van HPMC
HPMC speelt een belangrijke rol bij het verminderen van de krimp en barsten van bouwmaterialen, wat voornamelijk wordt bereikt door de volgende mechanismen:
Waterretentie: HPMC heeft een sterk waterretentievermogen en kan een waterretentiefilm vormen in mortel of stopverfpoeder om de verdampingssnelheid van water te vertragen. Omdat de snelle verdamping van water in het materiaal plastische krimp veroorzaakt, kan het waterretentie-effect van HPMC het vroege krimpfenomeen effectief verminderen, het water in het materiaal voldoende houden, waardoor de volledige hydratatiereactie van cement wordt bevorderd en krimpscheuren worden verminderd die worden veroorzaakt door waterverlies tijdens het droogproces. Bovendien kan HPMC de prestaties van het materiaal onder natte en droge omstandigheden verbeteren en scheuren veroorzaakt door waterverlies verminderen.
Verdikkend en versterkend effect: HPMC is een verdikkingsmiddel dat de consistentie en viscositeit van mortel effectief kan verhogen en de algehele hechting van het materiaal kan verbeteren. Als het materiaal tijdens het bouwproces te dun is, kan het gemakkelijk delamineren of doorzakken, wat resulteert in een oneffen oppervlak of zelfs scheuren. Door HPMC te gebruiken kan de mortel de juiste viscositeit behouden, de sterkte en oppervlaktedichtheid van het materiaal na de constructie verbeteren en de kans op scheuren verminderen. Bovendien kan HPMC ook de schuifweerstand van het materiaal verbeteren en de scheurweerstand verbeteren.
Verbeter de flexibiliteit van het materiaal: HPMC-moleculen kunnen een bepaalde rol spelen bij het vergroten van de flexibiliteit in materialen op cementbasis of op gipsbasis, zodat het materiaal na uitharding een betere trek- en buigweerstand heeft. Omdat bouwmaterialen doorgaans worden blootgesteld aan trek- of buigspanningen bij veranderingen in de omgevingstemperatuur en belastingen, neemt na toevoeging van HPMC de flexibiliteit van het materiaal toe, waardoor externe spanningen beter kunnen worden geabsorbeerd en brosse scheuren worden voorkomen.
Beheers de reactiesnelheid van de cementhydratatie: In materialen op cementbasis heeft de snelheid van de hydratatiereactiesnelheid rechtstreeks invloed op de prestaties van het materiaal. Als de hydratatiereactie te snel is, kan de spanning in het materiaal niet op tijd worden opgeheven, waardoor scheuren ontstaan. HPMC kan de snelheid van de hydratatiereactie op passende wijze vertragen door het vasthouden van water en de vorming van een beschermende film, voorkomen dat cement in een vroeg stadium te snel water verliest, en voorkomen zo het fenomeen van spontane krimp en barsten tijdens het verhardingsproces van het materiaal.
Verbetering van de constructieprestaties: HPMC kan de constructieprestaties van bouwmaterialen verbeteren, voornamelijk tot uiting in de goede vloeibaarheid, waterretentie en smering, de uniformiteit van materialen vergroten en scheuren veroorzaakt door onjuiste constructie verminderen. Het kan mortel, stopverfpoeder enz. gemakkelijker verspreiden en egaliseren tijdens de constructie, de leegteverhouding van materialen verminderen, de algehele dichtheid en sterkte van materialen verbeteren en het risico op plaatselijke scheuren veroorzaakt door een ongelijkmatige constructie verminderen.
3. Toepassing van HPMC in specifieke bouwmaterialen
Tegellijm: HPMC kan de antislipprestaties van tegellijm aanzienlijk verbeteren, ervoor zorgen dat tegels tijdens de installatie gelijkmatig op de ondergrond kunnen worden bevestigd en het afstoten of scheuren veroorzaakt door ongelijkmatige spanning of krimp verminderen. Bovendien zorgen de verdikkende en waterretentie-effecten van HPMC er ook voor dat tegellijm een langere open tijd na de constructie behoudt, de constructie-efficiëntie verbetert en scheuren veroorzaakt door ongelijkmatige uitharding vermindert.
Stopverfpoeder: In stopverfpoeder kan de waterretentie-eigenschap van HPMC voorkomen dat de stopverf te snel water verliest tijdens het droogproces, en de krimp en barsten veroorzaakt door waterverlies verminderen. Tegelijkertijd kan het verdikkende effect van HPMC de constructieprestaties van stopverf verbeteren, waardoor het gemakkelijker wordt om gelijkmatig op de muur aan te brengen en oppervlaktescheuren als gevolg van ongelijkmatige toepassing te verminderen.
Mortel: Het toevoegen van HPMC aan mortel kan de werkprestaties effectief verbeteren, de mortel tijdens de constructie gladder maken, segregatie en gelaagdheid verminderen en zo de uniformiteit en hechting van de mortel verbeteren. Tegelijkertijd kan het waterretentie-effect van HPMC ervoor zorgen dat het water langzamer verdampt tijdens het uithardingsproces van de mortel, waardoor krimp en barsten als gevolg van vroegtijdig waterverlies worden vermeden.
4. Voorzorgsmaatregelen voor het gebruik van HPMC
Doseringscontrole: De toegevoegde hoeveelheid HPMC heeft een directe invloed op het effect ervan en moet meestal worden aangepast op basis van de materiaalverhouding en specifieke toepassingsscenario's. Overmatige HPMC zal ervoor zorgen dat het materiaal een te hoge consistentie heeft, wat de constructieprestaties zal beïnvloeden; terwijl onvoldoende HPMC niet in staat zal zijn om de rol van waterretentie en verdikking te spelen zoals zou moeten.
Gebruik met andere additieven: HPMC wordt meestal gebruikt in combinatie met andere chemische additieven (zoals waterverminderaars, luchtbelvormers, weekmakers, etc.) om betere resultaten te bereiken. Bij gebruik moet rekening worden gehouden met de interactie van verschillende additieven om wederzijdse invloed op de prestaties van de materialen te voorkomen.
Als belangrijk bouwadditief heeft HPMC een aanzienlijk effect bij het verminderen van de krimp en barsten van bouwmaterialen. Het vermindert effectief scheuren veroorzaakt door waterverlies en spanningsconcentratie door de waterretentie, verdikking en flexibiliteit van het materiaal te verbeteren en de hydratatiereactiesnelheid van het cement te verbeteren. Redelijk gebruik van HPMC kan niet alleen de constructieprestaties van het materiaal verbeteren, maar ook de levensduur van de bouwconstructie verlengen en de kosten van later onderhoud verlagen. Met de voortdurende vooruitgang van de bouwmateriaaltechnologie zal de toepassing van HPMC in de bouw uitgebreider en diepgaander zijn.
Posttijd: 21 september 2024