Viime vuosina ulkoseinien eristystekniikan jatkuvan kehityksen, selluloosan tuotantoteknologian jatkuvan edistymisen ja itse HPMC:n erinomaisten ominaisuuksien ansiosta HPMC:tä on käytetty laajalti rakennusteollisuudessa.
HPMC:n ja sementtipohjaisten materiaalien välisen vaikutusmekanismin tutkimiseksi tarkemmin tässä artikkelissa keskitytään HPMC:n parantavaan vaikutukseen sementtipohjaisten materiaalien koheesio-ominaisuuksiin.
hyytymisaika
Betonin kovettumisaika liittyy pääasiassa sementin kovettumisaikaan, eikä kiviaineksella ole juurikaan vaikutusta, joten laastin kovettumisaikaa voidaan käyttää HPMC:n vaikutuksen tutkimiseen vedenalaisen ei-dispergoitavan betoniseoksen kovettumisaikaan, koska vesi vaikuttaa laastin kovettumisaikaan. Siksi HPMC:n vaikutuksen arvioimiseksi laastin kovettumisaikaan on tarpeen määrittää laastin vesi-sementtisuhde ja laastin suhde.
Kokeen mukaan HPMC:n lisäämisellä on merkittävä hidastava vaikutus laastiseokseen, ja laastin kovettumisaika pitenee jatkuvasti HPMC-pitoisuuden kasvaessa. Samalla HPMC-pitoisuudella veden alla muovattu laasti on nopeampi kuin ilmassa muovattu laasti. Keskivahvan muovauksen kovettumisaika on pidempi. Vedessä mitattuna HPMC:n kanssa sekoitetun laastin kovettumisaika viivästyy alkukokeeseen 6–18 tuntia ja lopulliseen kovettumisaikaan 6–22 tuntia verrattuna nollanäytteeseen. Siksi HPMC:tä tulisi käyttää yhdessä kiihdyttimien kanssa.
HPMC on suurimolekyylinen polymeeri, jolla on makromolekyylinen lineaarinen rakenne ja hydroksyyliryhmä funktionaalisessa ryhmässä. Se voi muodostaa vetysidoksia sekoitusvesimolekyylien kanssa ja lisätä sekoitusveden viskositeettia. HPMC:n pitkät molekyyliketjut vetävät toisiaan puoleensa, jolloin HPMC-molekyylit kietoutuvat toisiinsa muodostaen verkkorakenteen, joka käärii sementtiä ja sekoitusvettä. Koska HPMC muodostaa kalvon kaltaisen verkkorakenteen ja käärii sementin, se estää tehokkaasti veden haihtumisen laastissa ja estää tai hidastaa sementin hydraationopeutta.
Verenvuoto
Laastin vuotoilmiö on samanlainen kuin betonin, mikä aiheuttaa vakavaa kiviaineksen painumista, mikä johtaa lietteen pintakerroksen vesi-sementtisuhteen kasvuun, mikä aiheuttaa lietteen pintakerroksen suuren plastisen kutistumisen alkuvaiheessa ja jopa halkeilua, ja lietteen pintakerroksen lujuus on suhteellisen heikko.
Kun annos on yli 0,5 %, vuotoilmiötä ei käytännössä tapahdu. Tämä johtuu siitä, että kun HPMC:tä sekoitetaan laastiin, sillä on kalvonmuodostava ja verkkomainen rakenne, ja hydroksyyliryhmien adsorptio makromolekyylien pitkään ketjuun saa sementti- ja sekoitusveden muodostamaan flokkausaineen, mikä varmistaa laastin vakaan rakenteen. HPMC:n lisäämisen jälkeen laastiin muodostuu useita itsenäisiä pieniä ilmakuplia. Nämä ilmakuplat jakautuvat tasaisesti laastiin ja estävät kiviaineksen kerrostumisen. HPMC:n teknisellä suorituskyvyllä on suuri vaikutus sementtipohjaisiin materiaaleihin, ja sitä käytetään usein uusien sementtipohjaisten komposiittimateriaalien, kuten kuivajauhelaastin ja polymeerilaastin, valmistukseen, jotta sillä olisi hyvä vedenpidätyskyky ja plastisuus.
Laastin vedenkulutus
Kun HPMC:n määrä on pieni, sillä on suuri vaikutus laastin vedentarpeeseen. Jos tuoreen laastin laajenemisaste pidetään suunnilleen samana, HPMC-pitoisuus ja laastin vedentarve muuttuvat lineaarisessa suhteessa tietyn ajan kuluessa, ja laastin vedentarve ensin laskee ja sitten kasvaa selvästi. Kun HPMC:n määrä on alle 0,025 %, määrän kasvaessa laastin vedentarve pienenee samalla laajenemisasteella. Tämä osoittaa, että kun HPMC:n määrä on pieni, sillä on vedenpitävyyttä vähentävä vaikutus laastiin ja HPMC:llä on ilmaa sitova vaikutus. Laastissa on suuri määrä pieniä itsenäisiä ilmakuplia, ja nämä ilmakuplat toimivat voiteluaineena parantaen laastin juoksevuutta. Kun annos on yli 0,025 %, laastin vedentarve kasvaa annoksen kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että HPMC:n verkkomainen rakenne on edelleen täydellinen ja pitkän molekyyliketjun flokkien välinen rako lyhenee, mikä vaikuttaa vetovoimaan ja koheesioon ja vähentää laastin juoksevuutta. Näin ollen, jos laajenemisaste on periaatteessa sama, liete vaatii enemmän vettä.
01. Dispersiokestävyyskoe:
Dispersiokestävyys on tärkeä tekninen indeksi dispersiokestävyyden mittaamiseksi. HPMC on vesiliukoinen polymeeriyhdiste, joka tunnetaan myös vesiliukoisena hartsina tai vesiliukoisena polymeerinä. Se lisää seoksen sakeutta lisäämällä sekoitusveden viskositeettia. Se on hydrofiilinen polymeerimateriaali, joka voi liueta veteen ja muodostaa liuoksen tai dispersion.
Kokeet osoittavat, että kun naftaleenipohjaisen tehokkaan supernotkistimen määrä kasvaa, supernotkistimen lisääminen vähentää vastasekoitetun sementtilaastin dispersiokestävyyttä. Tämä johtuu siitä, että naftaleenipohjainen tehokas vedenpehmennin on pinta-aktiivinen aine. Kun vedenpehmennintä lisätään laastiin, vedenpehmennin suuntautuu sementtihiukkasten pinnalle, jolloin sementtihiukkasten pinnalla on sama varaus. Tämä sähköinen hylkiminen saa sementtihiukkaset muodostamaan flokkausrakenteen, joka purkaa sementin flokkausrakenteen ja vapauttaa rakenteeseen kääriytyneen veden, mikä aiheuttaa osan sementin menetyksestä. Samalla havaitaan, että HPMC-pitoisuuden kasvaessa tuoreen sementtilaastin dispersiokestävyyden paranee jatkuvasti.
02. Betonin lujuusominaisuudet:
Pilottiperustusprojektissa käytettiin vedenalaista, dispergoimatonta HPMC-betonilisäainetta, jonka suunnittelulujuusluokka oli C25. Perustestin mukaan sementin määrä oli 400 kg, seoksen piidioksidipitoisuus 25 kg/m3, optimaalinen HPMC:n määrä 0,6 % sementin määrästä, vesi-sementtisuhde 0,42, hiekan määrä 40 % ja naftaleenipohjaisen tehokkaan vedenpeentimen tuotos oli merkittävä. Sementin määrä oli 8 %, betoninäytteen keskimääräinen 28d-lujuus ilmassa oli 42,6 MPa, vedenalaisen betonin keskimääräinen 28d-lujuus 60 mm:n pudotuskorkeudella oli 36,4 MPa ja vesimuodostuneen betonin lujuussuhde ilmamuodostuneeseen betoniin oli 84,8 %. Vaikutus oli merkittävämpi.
03. Kokeet osoittavat:
(1) HPMC:n lisääminen hidastaa laastiseosta selvästi. HPMC-pitoisuuden kasvaessa laastin kovettumisaika pitenee asteittain. Samalla HPMC-pitoisuudella laasti muodostuu veden alla nopeammin kuin ilmassa. Keskivahvan muovausmassan kovettumisaika on pidempi. Tämä ominaisuus on hyödyllinen vedenalaisessa betonipumppauksessa.
(2) Tuoreella sementtilaastilla, johon on sekoitettu hydroksipropyylimetyyliselluloosaa, on hyvät koheesio-ominaisuudet ja se ei juurikaan leviä.
(3) HPMC:n määrä ja laastin vedenkulutus ensin vähenivät ja sitten kasvoivat selvästi.
(4) Veden vähentävän aineen lisääminen parantaa laastin lisääntyneen vedentarpeen ongelmaa, mutta sen annostusta on valvottava kohtuullisesti, muuten vastasekoitetun sementtilaastin vedenalainen dispersiokestävyys joskus heikkenee.
(5) HPMC:llä sekoitetun sementtipastanäytteen ja nollanäytteen rakenteessa on vain vähän eroa, ja veteen ja ilmaan kaadetun sementtipastanäytteen rakenteessa ja tiheydessä on vain vähän eroa. 28 päivän ajan veden alla muokattu näyte on hieman rapea. Tärkein syy tähän on se, että HPMC:n lisääminen vähentää huomattavasti sementin hävikkiä ja leviämistä veteen kaadettaessa, mutta myös sementtikiven tiiviyttä. Projektissa, edellyttäen, että leviämättömyys veden alla varmistetaan, HPMC:n annosta tulisi vähentää mahdollisimman paljon.
(6) HPMC:n vedenalaisen, ei-dispergoitavan betonilisäaineen lisääminen ja annostuksen kontrollointi parantavat lujuutta. Pilottiprojekti osoittaa, että vesimuodostuneen ja ilmamuodostuneen betonin lujuussuhde on 84,8 %, ja vaikutus on suhteellisen merkittävä.
Julkaisun aika: 06.05.2023