1. Tsellulooseetri (HPMC) ülevaade
Hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) on tavaliselt kasutatav tsellulooseetri ühend, mis on keemiliselt modifitseeritud looduslikust tselluloosist. Sellel on suurepärane vees lahustuvus, kilet moodustavad, paksendavad ja kleepuvad omadused, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt ehitusmaterjalides. HPMC-d kasutatakse tsemendipõhistes materjalides peamiselt selle voolavuse, veepeetuse parandamiseks ja tardumisaja reguleerimiseks.
2.Tsemendi tardumise põhiprotsess
Tsemendi reaktsiooni veega hüdraatide moodustamiseks nimetatakse hüdratatsioonireaktsiooniks. See protsess on jagatud mitmeks etapiks:
Induktsiooniperiood: tsemendiosakesed hakkavad lahustuma, moodustades kaltsiumiioone ja silikaatiioone, näidates lühiajalist vooluolekut.
Kiirendusperiood: Niisutustooted suurenevad kiiresti ja algab tardumisprotsess.
Aeglustusperiood: hüdratatsioonikiirus väheneb, tsement hakkab kõvenema ja moodustub tahke tsemendikivi.
Stabiliseerimisperiood: Niisutustooted küpsevad järk-järgult ja tugevus suureneb järk-järgult.
Seadistusaeg jaguneb tavaliselt esialgseks ja lõplikuks seadistusajaks. Esialgne tardumisaeg viitab ajale, mil tsemendipasta hakkab plastilisust kaotama, ja lõplik tardumisaeg tähistab aega, mil tsemendipasta kaotab täielikult plastilisuse ja läheb kõvenemisetappi.
3. HPMC mõju mehhanism tsemendi tardumise ajale
3.1 Paksendav toime
HPMC-l on märkimisväärne paksendav toime. See võib suurendada tsemendipasta viskoossust ja moodustada kõrge viskoossusega süsteemi. See paksendav toime mõjutab tsemendiosakeste dispersiooni ja settimist ning seega hüdratatsioonireaktsiooni kulgu. Paksendav toime vähendab hüdratatsioonisaaduste sadestumise kiirust tsemendiosakeste pinnale, pikendades seeläbi tardumisaega.
3.2 Veepeetus
HPMC-l on hea veepidavusvõime. HPMC lisamine tsemendipastale võib oluliselt parandada pasta veepeetust. Kõrge veepeetus võib takistada tsemendi pinnal oleva vee liiga kiiret aurustumist, et säilitada veesisaldus tsemendipastas ja pikendada hüdratatsioonireaktsiooni aega. Lisaks aitab veepeetus tsemendipastal säilitada kõvenemisprotsessi ajal õiget niiskust ja vähendada varajasest veekaotusest tingitud pragunemise ohtu.
3.3 Hüdratsiooni aeglustumine
HPMC võib moodustada tsemendiosakeste pinda katva kaitsekile, mis takistab hüdratatsioonireaktsiooni. See kaitsekile takistab otsest kontakti tsemendiosakeste ja vee vahel, lükates seeläbi edasi tsemendi hüdratatsiooniprotsessi ja pikendades tardumisaega. See viivitusefekt on eriti ilmne suure molekulmassiga HPMC puhul.
3.4 Täiustatud tiksotroopia
HPMC lisamine võib samuti suurendada tsemendilobri tiksotroopiat (st voolavus suureneb välise jõu toimel ja naaseb algolekusse pärast välisjõu eemaldamist). See tiksotroopne omadus aitab parandada tsemendilobri töödeldavust, kuid tardumisaja osas võib see tõhustatud tiksotroopia põhjustada nihkejõu mõjul läga ümberjaotumist, pikendades veelgi tardumisaega.
4. Tsemendi tardumise aega mõjutava HPMC praktiline rakendamine
4.1 Isetasanduvad põrandamaterjalid
Isetasanduvate põrandamaterjalide puhul nõuab tsement tasandus- ja tasandustöödel pikemat esialgset tardumisaega. HPMC lisamine võib pikendada tsemendi esialgset tardumisaega, võimaldades isetasanduvatel materjalidel ehituse ajal pikemat tööaega, vältides tsemendipulga enneaegse tardumisega seotud probleeme ehituse ajal.
4.2 Eelsegatud mört
Eelsegatud mördis ei paranda HPMC mitte ainult mördi veepidavust, vaid pikendab ka tardumisaega. See on eriti oluline juhul, kui transpordi- ja ehitusaeg on pikk, tagades mördi hea töövõime enne kasutamist ja vältides liiga lühikesest tardumisajast tingitud ehitusraskusi.
4.3 Kuivsegatud mört
HPMC-d lisatakse sageli kuivsegatud mördile, et parandada selle ehitusomadusi. HPMC paksendav toime suurendab mördi viskoossust, muutes selle hõlpsaks pealekandmise ja tasandamise ehituse ajal ning pikendab ka tardumisaega, andes ehitustöölistele piisavalt aega seadistuste tegemiseks.
5. HPMC poolt tsemendi tardumisaega mõjutavad tegurid
5.1 HPMC lisatav kogus
Lisatud HPMC kogus on võtmetegur, mis mõjutab tsemendi tardumisaega. Üldiselt, mida suurem on lisatud HPMC kogus, seda ilmsem on tsemendi tardumisaja pikenemine. Seda seetõttu, et rohkem HPMC molekule suudab katta rohkem tsemendiosakeste pindu ja takistada hüdratatsioonireaktsioone.
5.2 HPMC molekulmass
Erineva molekulmassiga HPMC-l on erinev mõju tsemendi tardumisajale. Suure molekulmassiga HPMC-l on tavaliselt tugevam paksendav toime ja veepeetusvõime, nii et see võib tardumisaega oluliselt pikendada. Kuigi madala molekulmassiga HPMC võib ka tardumisaega pikendada, on mõju suhteliselt nõrk.
5.3 Keskkonnatingimused
Ümbritseva õhu temperatuur ja niiskus mõjutavad ka HPMC mõju tsemendi tardumise ajale. Kõrge temperatuuriga keskkonnas kiireneb tsemendi hüdratatsioonireaktsioon, kuid HPMC veepidavuse omadus aeglustab seda efekti. Madala temperatuuriga keskkonnas on hüdratatsioonireaktsioon ise aeglane ning HPMC paksenemise ja veepeetuse mõju võib tsemendi tardumisaega oluliselt pikendada.
5.4 Vee-tsemendi suhe
Vee-tsemendi suhte muutused mõjutavad ka HPMC mõju tsemendi tardumise ajale. Suurema vee-tsemendi suhte korral on tsemendipastas rohkem vett ja HPMC veepidavuse efekt võib tardumisaega vähem mõjutada. Madalama vee-tsemendi suhte korral on HPMC paksendav toime ilmsem ja tardumisaja pikendamise mõju on olulisem.
Olulise tsemendilisandina mõjutab HPMC märkimisväärselt tsemendi tardumisaega erinevate mehhanismide kaudu, nagu paksenemine, veepeetus ja hüdratatsioonireaktsiooni aeglustumine. HPMC kasutamine võib pikendada tsemendi esialgset ja lõplikku tardumisaega, pikendada ehitustööde aega ja parandada tsemendipõhiste materjalide jõudlust. Praktilistes rakendustes määravad tegurid, nagu lisatud HPMC kogus, molekulmass ja keskkonnatingimused, ühiselt selle spetsiifilise mõju tsemendi tardumisajale. Neid tegureid ratsionaalselt kohandades on võimalik saavutada tsemendi tardumise aja täpne kontroll, et vastata erinevate ehitusprojektide vajadustele.
Postitusaeg: 21. juuni 2024