هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC)یک اتر سلولز محلول در آب متداول است که به طور گسترده در مصالح ساختمانی، پوشش‌ها، داروها و مواد غذایی استفاده می‌شود. در مصالح ساختمانی مبتنی بر سیمان، HPMC به عنوان یک اصلاح کننده، اغلب به ملات سیمان اضافه می شود تا عملکرد آن را بهبود بخشد، به ویژه در فرآیند ساخت و استفاده. تأثیر قابل توجهی بر سیالیت، حفظ آب، عملکرد و مقاومت در برابر ترک خوردگی ملات دارد.

 

1. اثر HPMC بر سیالیت ملات سیمان
سیال بودن ملات سیمان یک شاخص مهم برای اندازه گیری عملکرد ساخت آن است که به طور مستقیم بر راندمان و کیفیت ساخت تاثیر می گذارد. به عنوان یک ماده پلیمری، HPMC حلالیت آب و فعالیت سطحی خوبی دارد. پس از افزودن به ملات سیمان، می تواند از طریق فعل و انفعالات بین مولکولی، یک لایه نازک تشکیل دهد، ویسکوزیته ملات را افزایش دهد و در نتیجه سیالیت و عملکرد ملات را بهبود بخشد. به طور خاص، HPMC می تواند به طور موثر قوام ملات را تنظیم کند، و کاربرد و توزیع یکنواخت آن را در طول فرآیند ساخت آسان تر می کند و از مشکلات ساخت و ساز ناشی از خشک شدن بیش از حد ملات جلوگیری می کند.

HPMC همچنین می تواند زمان باز بودن ملات را افزایش دهد، یعنی زمان استفاده از ملات را در طول ساخت و ساز افزایش دهد و از اثر ساخت و ساز تحت تأثیر تبخیر خیلی سریع آب، به ویژه در دمای بالا و محیط خشک جلوگیری کند.

 

2. اثر HPMC بر حفظ آب ملات سیمان
حفظ آب ملات سیمان برای سخت شدن و توسعه استحکام آن بسیار مهم است. از آنجایی که فرآیند هیدراتاسیون سیمان به آب کافی نیاز دارد، اگر هدررفت آب ملات خیلی سریع باشد و هیدراتاسیون سیمان ناقص باشد، مستقیماً بر استحکام و دوام نهایی ملات تأثیر می گذارد. HPMC می تواند به طور موثر حفظ آب ملات را بهبود بخشد. گروه های هیدروکسی پروپیل و متیل موجود در ساختار مولکولی آن دارای آب دوستی قوی هستند که می تواند یک لایه نگهدارنده آب یکنواخت در ملات ایجاد کند و سرعت تبخیر آب را کاهش دهد.

به خصوص در محیط های با دمای بالا و رطوبت کم، افزودن HPMC می تواند به طور قابل توجهی فرآیند خشک شدن ملات سیمان را به تاخیر بیندازد، هیدراتاسیون کامل سیمان را تضمین کند و در نتیجه استحکام نهایی و مقاومت در برابر ترک ملات را بهبود بخشد. مطالعات نشان داده است که مقاومت فشاری و دوام ملات با مقدار مناسب HPMC اضافه شده به طور کلی بهتر از موارد بدون HPMC در فرآیند سخت شدن طولانی مدت است.

 

3. اثر HPMC بر مقاومت در برابر ترک ملات سیمان
ترک ها مشکل رایجی هستند که کیفیت ملات سیمان را تحت تأثیر قرار می دهند، به ویژه تحت تأثیر عواملی مانند انقباض خشک شدن، تغییرات دما و نیروهای خارجی، ملات مستعد ترک می شود. افزودن HPMC می تواند به طور موثر مقاومت در برابر ترک را از طریق جنبه های زیر بهبود بخشد:

بهبود الاستیسیته و پلاستیسیته ملات: HPMC دارای خاصیت ارتجاعی و پلاستیسیته خاصی است که می تواند تنش ناشی از انقباض خشک شدن را در طول فرآیند پخت ملات کاهش دهد و در نتیجه بروز ترک را کاهش دهد.
افزایش چسبندگی و استحکام کششی ملات: HPMC می تواند چسبندگی و استحکام کششی ملات را افزایش دهد، به خصوص زمانی که سطح زیرلایه ناهموار است یا چسبندگی بستر ضعیف است.
کنترل سرعت هیدراتاسیون سیمان: با کنترل میزان هیدراتاسیون سیمان، HPMC می تواند اتلاف بیش از حد آب در ملات سیمان را به تاخیر بیاندازد و تنش انقباض ناشی از تبخیر سریع آب را کاهش دهد و در نتیجه به طور موثری از بروز ترک جلوگیری کند.

 

4. اثر HPMC بر مقاومت و دوام ملات سیمان
HPMC ضمن بهبود کارایی و مقاومت در برابر ترک در ملات سیمان، تأثیر خاصی بر استحکام و دوام آن نیز دارد. اگرچه افزودن HPMC استحکام اولیه ملات را اندکی کاهش می دهد زیرا ساختار مولکولی آن بخشی از آب مورد نیاز برای هیدراتاسیون سیمان را اشغال می کند، در دراز مدت HPMC به هیدراتاسیون کامل سیمان کمک می کند و در نتیجه استحکام نهایی ملات را بهبود می بخشد.

علاوه بر این، HPMC می تواند مقاومت در برابر نفوذپذیری ملات سیمان را بهبود بخشد، فرسایش ملات توسط آب یا مواد شیمیایی را کاهش دهد و دوام آن را افزایش دهد. این باعث می شود ملات با HPMC اضافه شده در محیط های مرطوب یا خورنده عملکرد طولانی مدت بهتری داشته باشد، به ویژه برای تزئین دیوارهای خارجی، سنگ فرش کف و زمینه های دیگر مناسب است.

 

5. چشم انداز کاربرد HPMC در مصالح ساختمانی مبتنی بر سیمان
با افزایش تقاضا برای ملات با کارایی بالا در صنعت ساخت و ساز، HPMC، به عنوان یک افزودنی مهم، چشم انداز کاربرد گسترده ای را در مصالح ساختمانی مبتنی بر سیمان نشان داده است. علاوه بر کاربردهای سنتی مانند گچ کاری دیوار و ملات کف، HPMC همچنین می تواند در تولید ملات خود تراز، ملات تعمیری، ملات مخلوط خشک و سایر محصولات برای بهبود عملکرد جامع ملات استفاده شود.

با بهبود شرایط لازم برای حفاظت از محیط زیست ساختمان و پایداری، آلودگی کم و ویژگی های VOC کم (ترکیب آلی فرار) HPMC همچنین باعث می شود که پتانسیل زیادی برای کاربرد در مصالح ساختمانی سبز داشته باشد. در عین حال، با توسعه مداوم فناوری های مرتبط، اشکال اصلاح و کاربرد HPMC متنوع تر می شود و امکانات بیشتری برای نوآوری و توسعه مصالح ساختمانی مبتنی بر سیمان فراهم می کند.

 

به عنوان یک اصلاح کننده مهم ملات سیمان، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) به طور قابل توجهی عملکرد ساخت و استفاده از مصالح ساختمانی مبتنی بر سیمان را با بهبود سیالیت، حفظ آب، مقاومت در برابر ترک و استحکام ملات بهبود می بخشد. با بهبود مستمر الزامات مصالح ساختمانی، دامنه کاربرد HPMC بیشتر گسترش خواهد یافت و به یکی از عوامل کلیدی در ترویج توسعه مصالح ساختمانی مدرن تبدیل خواهد شد.