1. Celiuliozės eterio (HPMC) apžvalga
Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC) yra dažniausiai naudojamas celiuliozės eterio junginys, chemiškai modifikuotas iš natūralios celiuliozės. Jis pasižymi puikiu tirpumu vandenyje, plėvelę formuojančiomis, tirštinimo ir lipnumo savybėmis, todėl plačiai naudojamas statybinėse medžiagose. HPMC naudojamas cemento pagrindu pagamintose medžiagose, siekiant pagerinti jo sklandumą, vandens sulaikymą ir reguliuoti stingimo laiką.
2.Pagrindinis cemento kietėjimo procesas
Procesas, kai cementas reaguoja su vandeniu, kad susidarytų hidratai, vadinamas hidratacijos reakcija. Šis procesas yra padalintas į kelis etapus:
Indukcijos laikotarpis: Cemento dalelės pradeda tirpti, sudarydamos kalcio jonus ir silikato jonus, parodydamos trumpalaikę tekėjimo būseną.
Pagreičio laikotarpis: hidratacijos produktų sparčiai daugėja ir prasideda stingimo procesas.
Lėtėjimo laikotarpis: Sumažėja hidratacijos greitis, cementas pradeda kietėti, susidaro kietas cementinis akmuo.
Stabilizacijos laikotarpis: hidratacijos produktai palaipsniui bręsta ir stiprumas palaipsniui didėja.
Nustatymo laikas paprastai skirstomas į pradinio nustatymo laiką ir galutinį nustatymo laiką. Pradinis stingimo laikas reiškia laiką, kai cemento pasta pradeda prarasti plastiškumą, o galutinis stingimo laikas reiškia laiką, kai cemento pasta visiškai praranda plastiškumą ir pereina į kietėjimo stadiją.
3. HPMC įtakos cemento stingimo laikui mechanizmas
3.1 Tirštinimo efektas
HPMC turi reikšmingą tirštinimo efektą. Jis gali padidinti cemento pastos klampumą ir sudaryti didelio klampumo sistemą. Šis tirštinimo efektas turės įtakos cemento dalelių dispersijai ir nusėdimui, taigi ir hidratacijos reakcijos eigai. Tirštinamasis efektas sumažina hidratacijos produktų nusėdimo greitį ant cemento dalelių paviršiaus, todėl atitolinamas stingimo laikas.
3.2 Vandens sulaikymas
HPMC turi gerą vandens sulaikymo gebą. HPMC pridėjimas prie cemento pastos gali žymiai pagerinti pastos vandens sulaikymą. Didelis vandens sulaikymas gali neleisti vandeniui ant cemento paviršiaus išgaruoti per greitai, kad būtų išlaikytas vandens kiekis cemento pastoje ir pailgėtų hidratacijos reakcijos laikas. Be to, vandens sulaikymas padeda cemento pastai palaikyti tinkamą drėgmę kietėjimo proceso metu ir sumažina įtrūkimų riziką, atsirandančią dėl ankstyvo vandens praradimo.
3.3 Hidratacijos sulėtėjimas
HPMC gali sudaryti apsauginę plėvelę, dengiančią cemento dalelių paviršių, kuri trukdys hidratacijos reakcijai. Ši apsauginė plėvelė apsaugo nuo tiesioginio cemento dalelių ir vandens kontakto, taip sulėtindama cemento hidratacijos procesą ir pailgindama stingimo laiką. Šis vėlavimo efektas ypač akivaizdus didelės molekulinės masės HPMC.
3.4 Sustiprinta tiksotropija
HPMC pridėjimas taip pat gali sustiprinti cemento suspensijos tiksotropiją (ty, veikiant išorinei jėgai, sklandumas padidėja ir, pašalinus išorinę jėgą, grįžta į pradinę būseną). Ši tiksotropinė savybė padeda pagerinti cemento srutos apdirbamumą, tačiau dėl stingimo laiko ši padidinta tiksotropija gali paskatinti suspensiją persiskirstyti veikiant šlyties jėgai, o tai dar labiau pailgina kietėjimo laiką.
4. Praktinis HPMC taikymas, turintis įtakos cemento stingimo laikui
4.1 Savaime išsilyginančios grindų medžiagos
Savaime išsilyginančiose grindų medžiagose cementui reikia ilgesnio pradinio stingimo laiko išlyginimo ir išlyginimo darbams atlikti. HPMC pridėjimas gali pailginti pradinį cemento stingimo laiką, todėl savaime išsilyginančios medžiagos gali ilgiau eksploatuoti statybos metu, išvengiant problemos, kurią sukelia priešlaikinis cemento srutos kietėjimas statybos metu.
4.2 Iš anksto sumaišytas skiedinys
Iš anksto sumaišytame skiedinyje HPMC ne tik pagerina skiedinio vandens sulaikymą, bet ir pailgina stingimo laiką. Tai ypač svarbu tais atvejais, kai transportavimo ir statybos laikas yra ilgas, nes užtikrinamas geras skiedinio veikimas prieš naudojant ir išvengiama statybos sunkumų, atsirandančių dėl per trumpo stingimo laiko.
4.3 Sausai sumaišytas skiedinys
HPMC dažnai dedamas į sausai sumaišytą skiedinį, siekiant pagerinti jo konstrukcines savybes. HPMC tirštinamasis poveikis padidina skiedinio klampumą, todėl jį lengva tepti ir išlyginti statybos metu, be to, pailgėja stingimo laikas, todėl statybininkams užtenka laiko koreguoti.
5. Veiksniai, įtakojantys cemento stingimo laiką HPMC
5.1 HPMC papildymo kiekis
Pridedamas HPMC kiekis yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos cemento kietėjimo laikui. Paprastai kuo didesnis HPMC kiekis, tuo akivaizdesnis cemento stingimo laiko pailgėjimas. Taip yra todėl, kad daugiau HPMC molekulių gali padengti daugiau cemento dalelių paviršių ir trukdyti hidratacijos reakcijoms.
5.2 HPMC molekulinė masė
Skirtingos molekulinės masės HPMC skirtingai veikia cemento kietėjimo laiką. Didelės molekulinės masės HPMC paprastai turi stipresnį tirštinimo efektą ir vandens sulaikymo gebą, todėl gali žymiai pailginti stingimo laiką. Nors mažos molekulinės masės HPMC taip pat gali pailginti stingimo laiką, poveikis yra palyginti silpnas.
5.3 Aplinkos sąlygos
Aplinkos temperatūra ir drėgmė taip pat turės įtakos HPMC poveikiui cemento stingimo laikui. Aukštos temperatūros aplinkoje cemento hidratacijos reakcija pagreitėja, tačiau HPMC vandens sulaikymo savybė sulėtina šį poveikį. Žemos temperatūros aplinkoje pati hidratacijos reakcija yra lėta, o dėl HPMC tirštėjimo ir vandens sulaikymo poveikio cemento kietėjimo laikas gali gerokai pailgėti.
5.4 Vandens ir cemento santykis
Vandens ir cemento santykio pokyčiai taip pat turės įtakos HPMC poveikiui cemento stingimo laikui. Esant didesniam vandens ir cemento santykiui, cemento pastoje yra daugiau vandens, o HPMC vandens sulaikymo efektas gali turėti mažesnį poveikį kietėjimo laikui. Esant mažesniam vandens ir cemento santykiui, HPMC tirštinamasis poveikis bus akivaizdesnis, o stingimo laiko pailginimo poveikis bus reikšmingesnis.
Kaip svarbus cemento priedas, HPMC reikšmingai veikia cemento stingimo laiką įvairiais mechanizmais, tokiais kaip tirštinimas, vandens sulaikymas ir hidratacijos reakcijos sulėtinimas. HPMC naudojimas gali pailginti pradinį ir galutinį cemento stingimo laiką, užtikrinti ilgesnį statybos laiką ir pagerinti cemento pagrindu pagamintų medžiagų veikimą. Praktikoje tokie veiksniai kaip pridedamo HPMC kiekis, molekulinė masė ir aplinkos sąlygos kartu lemia specifinį jo poveikį cemento stingimo laikui. Racionaliai pakoregavus šiuos veiksnius, galima tiksliai kontroliuoti cemento stingimo laiką, kad būtų patenkinti įvairių statybos projektų poreikiai.
Paskelbimo laikas: 2024-06-21