1. Visión xeral do éter de celulosa (HPMC)
A hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) é un composto de éter de celulosa de uso común, que se modifica químicamente a partir da celulosa natural. Ten excelentes propiedades de solubilidade en auga, formación de película, espesamento e propiedades adhesivas, polo que é amplamente utilizado en materiais de construción. A aplicación de HPMC en materiais a base de cemento é principalmente para mellorar a súa fluidez, retención de auga e axustar o tempo de fraguado.
2.Proceso básico de fraguado do cemento
O proceso de reacción do cemento coa auga para formar hidratos chámase reacción de hidratación. Este proceso divídese en varias etapas:
Período de indución: as partículas de cemento comezan a disolverse, formando ións de calcio e ións de silicato, mostrando un estado de fluxo a curto prazo.
Período de aceleración: os produtos de hidratación aumentan rapidamente e comeza o proceso de fraguado.
Período de desaceleración: a taxa de hidratación diminúe, o cemento comeza a endurecerse e fórmase unha pedra de cemento sólida.
Período de estabilización: os produtos de hidratación maduran gradualmente e a forza aumenta gradualmente.
O tempo de fixación normalmente divídese en tempo de fraguado inicial e tempo de configuración final. O tempo de fraguado inicial refírese ao momento no que a pasta de cemento comeza a perder plasticidade, e o tempo de fraguado final refírese ao momento en que a pasta de cemento perde completamente plasticidade e entra na fase de endurecemento.
3. Mecanismo da influencia da HPMC no tempo de fraguado do cemento
3.1 Efecto espesante
HPMC ten un efecto espesante significativo. Pode aumentar a viscosidade da pasta de cemento e formar un sistema de alta viscosidade. Este efecto espesante afectará a dispersión e sedimentación das partículas de cemento, e así afectará o progreso da reacción de hidratación. O efecto espesante reduce a taxa de deposición de produtos de hidratación na superficie das partículas de cemento, atrasando así o tempo de fraguado.
3.2 Retención de auga
HPMC ten unha boa capacidade de retención de auga. Engadir HPMC á pasta de cemento pode mellorar significativamente a retención de auga da pasta. A alta retención de auga pode evitar que a auga na superficie do cemento se evapore demasiado rápido, para manter o contido de auga na pasta de cemento e prolongar o tempo de reacción de hidratación. Ademais, a retención de auga axuda a pasta de cemento a manter unha humidade adecuada durante o proceso de curado e reduce o risco de rachaduras causadas pola perda precoz de auga.
3.3 Retraso da hidratación
HPMC pode formar unha película protectora que cobre a superficie das partículas de cemento, o que dificultará a reacción de hidratación. Esta película protectora evita o contacto directo entre as partículas de cemento e a auga, retrasando así o proceso de hidratación do cemento e prolongando o tempo de fraguado. Este efecto de retardo é particularmente evidente en HPMC de alto peso molecular.
3.4 Tixotropía mellorada
A adición de HPMC tamén pode mellorar a tixotropía da suspensión de cemento (é dicir, a fluidez aumenta baixo a acción da forza externa e volve ao estado orixinal despois de eliminar a forza externa). Esta propiedade tixotrópica axuda a mellorar a traballabilidade da suspensión de cemento, pero en termos de tempo de fraguado, esta tixotropía mellorada pode facer que a suspensión se redistribuya baixo forza de cizallamento, prolongando aínda máis o tempo de fraguado.
4. Aplicación práctica de HPMC afectando o tempo de fraguado do cemento
4.1 Materiais de chan autonivelante
Nos materiais de pavimentos autonivelantes, o cemento require un tempo de fraguado inicial máis longo para as operacións de nivelación e encrespado. A adición de HPMC pode prolongar o tempo de fraguado inicial do cemento, permitindo que os materiais autonivelantes teñan un tempo de funcionamento máis longo durante a construción, evitando o problema causado pola fraguación prematura da suspensión de cemento durante a construción.
4.2 Morteiro premesturado
No morteiro premesturado, HPMC non só mellora a retención de auga do morteiro, senón que tamén prolonga o tempo de fraguado. Isto é especialmente importante para ocasións con longos tempos de transporte e construción, garantindo que o morteiro manteña unha boa operatividade antes do uso e evitando as dificultades de construción causadas por un tempo de fraguado demasiado curto.
4.3 Morteiro en seco
HPMC adoita engadirse ao morteiro mesturado en seco para mellorar o seu rendemento construtivo. O efecto espesante do HPMC aumenta a viscosidade do morteiro, facilitando a súa aplicación e nivelación durante a construción, e tamén prolonga o tempo de fraguado, dando aos traballadores tempo suficiente para facer axustes.
5. Factores que afectan o tempo de fraguado do cemento por HPMC
5.1 Cantidade de adición de HPMC
A cantidade de HPMC engadido é un factor clave que afecta o tempo de fraguado do cemento. Xeralmente, canto maior sexa a cantidade de HPMC engadido, máis evidente é a extensión do tempo de fraguado do cemento. Isto débese a que máis moléculas de HPMC poden cubrir máis superficies de partículas de cemento e dificultar as reaccións de hidratación.
5.2 Peso molecular das HPMC
HPMC de diferentes pesos moleculares ten diferentes efectos sobre o tempo de fraguado do cemento. A HPMC con alto peso molecular adoita ter un efecto espesante máis forte e unha capacidade de retención de auga, polo que pode prolongar o tempo de fraguado de forma máis significativa. Aínda que HPMC con baixo peso molecular tamén pode prolongar o tempo de fraguado, o efecto é relativamente débil.
5.3 Condicións ambientais
A temperatura ambiente e a humidade tamén afectarán o efecto da HPMC no tempo de fraguado do cemento. En ambientes de alta temperatura, a reacción de hidratación do cemento é acelerada, pero a propiedade de retención de auga da HPMC ralentiza este efecto. En ambientes de baixa temperatura, a propia reacción de hidratación é lenta e o efecto de espesamento e retención de auga da HPMC pode provocar que o tempo de fraguado do cemento se prolongue significativamente.
5.4 Relación auga-cemento
Os cambios na relación auga-cemento tamén afectarán o efecto da HPMC no tempo de fraguado do cemento. Cunha relación auga-cemento máis alta, hai máis auga na pasta de cemento e o efecto de retención de auga de HPMC pode ter menos efecto no tempo de fraguado. Cunha relación auga-cemento máis baixa, o efecto de espesamento da HPMC será máis evidente e o efecto de ampliar o tempo de fraguado será máis significativo.
Como aditivo importante do cemento, HPMC afecta significativamente o tempo de fraguado do cemento a través de varios mecanismos como o espesamento, a retención de auga e o retardo da reacción de hidratación. A aplicación de HPMC pode prolongar o tempo de fraguado inicial e final do cemento, proporcionar un tempo máis longo de operación de construción e mellorar o rendemento dos materiais a base de cemento. En aplicacións prácticas, factores como a cantidade de HPMC engadido, o peso molecular e as condicións ambientais determinan conxuntamente o seu efecto específico sobre o tempo de fraguado do cemento. Ao axustar racionalmente estes factores, pódese conseguir un control preciso do tempo de fraguado do cemento para satisfacer as necesidades dos diferentes proxectos de construción.
Hora de publicación: 21-Xun-2024