Гидроксипропил метилцеллюлоз (HPMC)нь барилгын зуурмаг, плитаны цавуу, өөрөө тэгшлэх зуурмаг, цементийн гипс зэрэг цементэн суурьтай материалд өргөн хэрэглэгддэг ион бус целлюлозын эфир юм. Үүний гол үүрэг нь хольцын ажиллах чадвар, ус хадгалах чадвар, нягтралын тогтвортой байдлыг сайжруулах явдал юм. Гэсэн хэдий ч өндөр молекул жинтэй органик нэмэлт болох HPMC нь цементийн гидратжуулалтын процессын явцад явагдах физик болон химийн урвалд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг.
1. HPMC-ийн физик-химийн шинж чанарууд
HPMC нь байгалийн целлюлозоос метокси ба гидроксипропокси бүлгийг нэвтрүүлдэг эфиржилтийн урвалаар үүссэн усанд уусдаг полимер юм. Түүний молекулын бүтэц нь олон тооны гидроксил ба эфирийн холбоог агуулдаг бөгөөд энэ нь усны молекулуудтай тогтвортой устөрөгчийн холбооны сүлжээ үүсгэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь усыг маш сайн хадгалах, хальс үүсгэх шинж чанартай болгодог. Түүний усан уусмал нь псевдопластик шингэний шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд энэ нь зүсэлтийн үед зуурамтгай чанар нь буурдаг гэсэн үг бөгөөд энэ нь барилгын ажилд ашигтай байдаг. Ион бус шинж чанараас шалтгаалан HPMC нь цемент дэх ионы бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй харьцангуй зөөлөн харилцан үйлчилдэг. Гэсэн хэдий ч физик адсорбци ба стерик саад тотгорын нөлөөгөөр цементийн хэсгүүдийн чийгшүүлэх процесст нөлөөлдөг хэвээр байна.
2. Цементийн гидратжуулалтын эхний шатанд HPMC-ийн нөлөө
Цементийн гидратжуулалтын эхний үе шатанд HPMC молекулууд цементийн хэсгүүдийн гадаргуу дээр шингэж, полимер хальс үүсгэдэг. Энэхүү хальс нь усыг цементийн хэсгүүдэд нэвтрэхийг саатуулж, C₃S (трикальцийн силикат) болон C₃A (трикальцийн алюминат)-ийн уусах явцыг удаашруулдаг. Судалгаагаар HPMC нэмэх нь цементийн индукцийн хугацааг мэдэгдэхүйц удаашруулж, системийн экзотермик оргил үеийг дараа нь шилжүүлж, гидратжуулалтын хурдыг бууруулдаг болохыг харуулсан.
Энэхүү саатуулах нөлөө нь голчлон хоёр талаас үүдэлтэй:
Физик саад тотгор: HPMC хальс нь усны тархалт болон ионы солилцоог дарангуйлж, эрт үеийн гидратжуулалтын цөм үүсэхийг бууруулдаг.
Ус шингээлтийн өрсөлдөөний нөлөө: HPMC нь ус шингээх хүчтэй чадвартай бөгөөд систем дэх чөлөөт усны төлөө цементтэй өрсөлддөг бөгөөд энэ нь харьцангуй бага үр дүнтэй ус-цементийн харьцаанд хүргэж, улмаар гидратжуулалтын урвалын хурдыг удаашруулдаг.
Тиймээс HPMC агуулсан зуурмагийн системд анхны болон эцсийн хатууралтын хугацаа ерөнхийдөө уртасдаг боловч энэ нь ажиллах чадварыг сайжруулахад ашигтай байдаг.
3. HPMC-ийн цементийн гидратжуулалтын бүтээгдэхүүнд үзүүлэх нөлөө
Хэдийгээр HPMC нь эхэндээ гидратжуулалтын урвалыг дарангуйлдаг ч түүний удаашруулах нөлөө нь цементийн гидратжуулалтын эцсийн түвшинг устгадаггүй. Цаг хугацаа өнгөрөхөд HPMC нь шүлтлэг орчинд аажмаар уусдаг эсвэл тархдаг бөгөөд энэ нь бүрхүүлийн давхаргыг алдагдуулж, цементийн гидратжуулалтыг үргэлжлүүлэх боломжийг олгодог.
Хожим нь гидратжуулалтын үед системд үүссэн гидратжуулсан кальцийн силикат (CSH гель) болон кальцийн гидроксид (CH) зэрэг бүтээгдэхүүний бүтэц нягтрах хандлагатай байдаг бөгөөд сүвэрхэг чанар нь буурдаг. HPMC-ийн ус хадгалах нөлөө нь хуурай орчинд гидратжуулалтын тасралтгүй байдлыг хангаж, улмаар бүрэн гидратжуулалтын урвалыг дэмжиж, хатаах агшилтын ан цав үүсэхийг бууруулдаг. Зарим судалгаагаар HPMC нь ионы шилжилт хөдөлгөөн болон орон нутгийн рН-ийг зохицуулснаар CSH-ийн жигд үүсэлтийг дэмжиж, улмаар гадаргуугийн давхаргын нягтралыг нэмэгдүүлдэг болохыг харуулж байна.
4. HPMC-ийн бичил бүтэц ба механик шинж чанарт үзүүлэх нөлөө
HPMC байгаа нь цементийн зуурмагийн бичил бүтцийг мэдэгдэхүйц өөрчилдөг. Түүний гурван хэмжээст полимер сүлжээ нь хатуурах үед чийгийг хадгалахад тусалдаг бөгөөд энэ нь чийгшүүлэх бүтээгдэхүүний илүү жигд тархалт, илүү нарийн нүх сүвний бүтцийг бий болгодог. Сканнердах электрон микроскоп (SEM) ажиглалтаас харахад HPMC нэмсэн цементийн зуурмаг нь гадаргуугийн нүх сүв багатай, CSH гельний нягтрал илүүтэй тархалттай байдаг.
Гэсэн хэдий ч HPMC-ийн органик шинж чанарууд нь хатуурсан биеийн эрт үеийн бат бөх чанарыг тодорхой хэмжээгээр сулруулж болзошгүй юм. Учир нь эхний шатанд зарим хэсэг нь бүрэн чийгшээгүй бөгөөд удаан тогтох нь бат бөхийн үүсэх хурдыг удаашруулдаг. Гэсэн хэдий ч чийгшлийн урвал үргэлжлэх тусам бат бөх чанар сэргэж, бүр дараа нь бага зэрэг сайжирдаг. Энэхүү "эрт дарангуйлах, дараа нь сайжруулах" хэв маяг нь бага тунтай (<0.5%) HPMC системд онцгой тод илэрдэг.
5. HPMC-ийн тун ба үр нөлөөний тэнцвэр
HPMC-ийн тун нь түүний үр нөлөөнд нөлөөлдөг гол хүчин зүйл юм. Ерөнхийдөө HPMC-ийн тун нь цементийн массын 0.1%–0.5% байх үед чийгшүүлэх процессыг хэт их дарангуйлахгүйгээр ус хадгалах, ажиллах чадварыг мэдэгдэхүйц сайжруулж чадна. Хэт их тун нь чийгшүүлэх урвалыг удаан хугацаагаар саатуулж, цементийн зуурмагийн нүх сүвийг нэмэгдүүлж, эцэст нь механик шинж чанарт сөргөөр нөлөөлж болзошгүй юм.
HPMC-ийн орлуулалтын зэрэг (DS), зуурамтгай чанарын зэрэг болон молекул жин нь чийгшлийн зан төлөвт нөлөөлдөг. Өндөр зуурамтгай чанар, өндөр орлуулалтын зэрэгтэй HPMC нь илүү хүчтэй адсорбци ба саад тотгорын нөлөөтэй тул чийгшүүлэхэд илүү их саатал үүсгэдэг; харин бага зуурамтгай чанартай HPMC нь ажиллах чадвар болон хатууралтын гүйцэтгэлийг тэнцвэржүүлж чаддаг.
HPMC нь цемент дээр суурилсан материалын гидратжуулалтын процесст хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг:
Эрт үе шат: Энэ нь адсорбци, хальс үүсэх, ус шингээх замаар цементийн хэсгүүдийн гидратжуулалтын урвалыг удаашруулж, хатуурах хугацааг уртасгадаг.
Дунд үеэс сүүл үе шат хүртэл: Энэ нь усыг хадгалах болон гадаргуугийн зохицуулалтаар дамжуулан тасралтгүй чийгшлийг дэмжиж, бүтцийн нягтрал болон эзэлхүүний тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.
Тохиромжтой тун ба тохиромжтой молекулын бүтэцHPMCзөвхөн ажиллах чадварыг сайжруулаад зогсохгүй цементийн зуурмагийн бичил бүтэц болон урт хугацааны гүйцэтгэлийг тодорхой хэмжээгээр оновчтой болгож чадна. Тиймээс барилгын инженерчлэлд HPMC-ийн төрөл болон тунг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй хянах нь цемент дээр суурилсан материалын гүйцэтгэлийн тэнцвэрийг хангах, оновчтой болгох гол түлхүүр юм.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 11-р сарын 06