HPMC (Hydroxypropyl Methyl Cellulose) je polymerní materiál běžně používaný ve stavebních materiálech, zejména v materiálech na bázi cementu a materiálů na bázi sádry. Má dobrou rozpustnost ve vodě, přilnavost, zadržování vody a zahušťovací vlastnosti, takže je široce používán v maltě, tmelu, lepidle na dlaždice a dalších materiálech.
1. Příčiny smršťování a praskání stavebních materiálů
Během procesu tuhnutí se stavební materiály často zmenšují v důsledku odpařování vody, chemických reakcí a změn vnějších faktorů prostředí, což vede ke koncentraci napětí a tvorbě trhlin. Mezi hlavní typy smrštění patří:
Plastické smrštění: Když materiál na bázi cementu ještě nevytvrdne, objem se zmenšuje rychlým odpařováním vody.
Suché smrštění: Materiál je po vytvrzení dlouhodobě vystaven vzduchu a voda se pomalu odpařuje, což má za následek objemové smrštění.
Teplotní smrštění: Objemová změna způsobená změnami teplot, zejména v prostředí s velkým teplotním rozdílem mezi dnem a nocí.
Autogenní smrštění: Při procesu hydratace cementu se vnitřní objem zmenšuje v důsledku spotřeby vody hydratační reakcí.
Tato smrštění často vedou k akumulaci napětí uvnitř materiálu, což nakonec způsobí mikrotrhliny nebo praskliny, které ovlivňují trvanlivost a estetiku stavební konstrukce. Aby se tomuto jevu zabránilo, jsou obvykle potřebná aditiva ke zlepšení vlastností materiálu a HPMC je jedním z nich.
2. Mechanismus účinku HPMC
HPMC hraje důležitou roli při snižování smršťování a praskání stavebních materiálů, čehož je dosaženo především pomocí následujících mechanismů:
Zadržování vody: HPMC má silnou schopnost zadržovat vodu a může vytvořit film zadržující vodu v maltě nebo tmelu, aby se zpomalila rychlost odpařování vody. Vzhledem k tomu, že rychlé odpařování vody uvnitř materiálu způsobí plastické smrštění, účinek HPMC na zadržování vody může účinně snížit jev předčasného smrštění, udržet vodu v materiálu v dostatečném množství, čímž se podpoří úplná hydratační reakce cementu a sníží se praskliny způsobené smršťováním. ztráta vody během procesu sušení. Kromě toho může HPMC zlepšit výkon materiálu za mokra i za sucha a snížit praskání způsobené ztrátou vody.
Zahušťovací a zpevňující účinek: HPMC je zahušťovadlo, které může účinně zvýšit konzistenci a viskozitu malty a zlepšit celkovou přilnavost materiálu. Pokud je materiál během stavebního procesu příliš tenký, snadno se oddělí nebo prověsí, což má za následek nerovný povrch nebo dokonce praskliny. Použitím HPMC si malta může zachovat vhodnou viskozitu, zvýšit pevnost a hustotu povrchu materiálu po zhotovení a snížit možnost praskání. Kromě toho může HPMC také zvýšit odolnost materiálu ve smyku a zlepšit jeho odolnost proti praskání.
Zlepšení pružnosti materiálu: Molekuly HPMC mohou hrát určitou roli při zvyšování flexibility v materiálech na bázi cementu nebo sádry, takže materiál má po vytvrzení lepší pevnost v tahu a ohybu. Vzhledem k tomu, že stavební materiály jsou obvykle vystaveny namáhání v tahu nebo ohybu při změnách okolní teploty a zatížení, po přidání HPMC se zvýší pružnost materiálu, který může lépe absorbovat vnější napětí a zabránit křehkému praskání.
Řízení rychlosti hydratační reakce cementu: U materiálů na bázi cementu rychlost hydratační reakce přímo ovlivňuje výkon materiálu. Pokud je hydratační reakce příliš rychlá, nemůže se napětí uvnitř materiálu včas uvolnit, což má za následek praskliny. HPMC může vhodně zpomalit rychlost hydratační reakce prostřednictvím zadržování vody a tvorby ochranného filmu, zabránit příliš rychlé ztrátě vody cementu v raném stádiu, a tím zabránit jevu samovolného smršťování a praskání během procesu tuhnutí materiálu.
Zlepšení konstrukčního výkonu: HPMC může zlepšit konstrukční výkon stavebních materiálů, což se projevuje především jeho dobrou tekutostí, zadržováním vody a kluzností, zvyšuje jednotnost materiálů a snižuje trhliny způsobené nesprávnou konstrukcí. Může usnadnit roztírání a vyrovnávání malty, tmelu atd. během výstavby, snížit poměr dutin v materiálech, zlepšit celkovou hustotu a pevnost materiálů a snížit riziko lokálního praskání způsobeného nerovnoměrnou konstrukcí.
3. Aplikace HPMC ve specifických stavebních materiálech
Lepidlo na dlaždice: HPMC může výrazně zlepšit protiskluzové vlastnosti lepidla na dlaždice, zajistit, že dlaždice mohou být během instalace rovnoměrně připevněny k podkladu, a snížit odlupování nebo praskání způsobené nerovnoměrným namáháním nebo smršťováním. Kromě toho zahušťovací účinky HPMC a zadržování vody také umožňují lepidlu na dlaždice udržet si po zhotovení delší dobu zasychání, zlepšit efektivitu konstrukce a snížit trhliny způsobené nerovnoměrným vytvrzením.
Tmelový prášek: V tmelovém prášku může schopnost HPMC zadržovat vodu zabránit tomu, aby tmel během procesu sušení ztratil příliš rychle vodu, a snížit smršťování a praskání způsobené ztrátou vody. Zároveň může zahušťující účinek HPMC zlepšit konstrukční vlastnosti tmelu, což usnadňuje rovnoměrné nanášení na stěnu a snižuje povrchové trhliny způsobené nerovnoměrnou aplikací.
Malta: Přidání HPMC do malty může účinně zlepšit její pracovní výkon, učinit maltu hladší během výstavby, snížit segregaci a stratifikaci, a tím zlepšit jednotnost a přilnavost malty. Současně může účinek HPMC na zadržování vody způsobit, že se voda během procesu tvrdnutí malty odpařuje pomaleji, čímž se zabrání smršťování a praskání způsobenému předčasnou ztrátou vody.
4. Bezpečnostní opatření pro použití HPMC
Kontrola dávkování: Množství přidaného HPMC má přímý vliv na jeho účinek a obvykle je třeba jej upravit podle poměru materiálu a konkrétních scénářů aplikace. Nadměrné množství HPMC způsobí, že materiál bude mít příliš vysokou konzistenci, což ovlivní výkon konstrukce; zatímco nedostatečné HPMC nebude schopno hrát roli zadržování vody a zahušťování tak, jak by mělo.
Použití s jinými aditivy: HPMC se obvykle používá v kombinaci s jinými chemickými aditivy (jako jsou činidla snižující množství vody, provzdušňovače, změkčovadla atd.) k dosažení lepších výsledků. Při použití je nutné zvážit vzájemné působení různých přísad, aby se zabránilo vzájemnému ovlivnění vlastností materiálů.
Jako důležitá stavební přísada má HPMC významný vliv na snížení smršťování a praskání stavebních materiálů. Účinně redukuje trhliny způsobené ztrátou vody a koncentrací napětí tím, že zlepšuje zadržování vody, zahušťování, pružnost materiálu a zlepšuje rychlost reakce hydratace cementu. Rozumné použití HPMC může nejen zlepšit konstrukční vlastnosti materiálu, ale také prodloužit životnost stavební konstrukce a snížit náklady na pozdější údržbu. S neustálým pokrokem technologie stavebních materiálů bude aplikace HPMC v oblasti stavebnictví rozsáhlejší a hlubší.
Čas odeslání: 21. září 2024