1. Oversikt over celluloseeter (HPMC)
Hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) er en ofte brukt celluloseeterforbindelse, som er kjemisk modifisert fra naturlig cellulose. Den har utmerket vannløselighet, filmdannende, fortykkende og klebende egenskaper, så den er mye brukt i byggematerialer. Anvendelsen av HPMC i sementbaserte materialer er hovedsakelig for å forbedre fluiditeten, vannretensjonen og justere herdetiden.
2.Grunnleggende prosess for sementsetting
Prosessen med sement som reagerer med vann for å danne hydrater kalles hydreringsreaksjon. Denne prosessen er delt inn i flere stadier:
Induksjonsperiode: Sementpartikler begynner å oppløses, danner kalsiumioner og silikationer, og viser en kortvarig strømningstilstand.
Akselerasjonsperiode: Hydreringsproduktene øker raskt og settingprosessen begynner.
Retardasjonsperiode: Hydratiseringshastigheten avtar, sement begynner å stivne, og det dannes en solid sementstein.
Stabiliseringsperiode: Hydreringsprodukter modnes gradvis og styrken øker gradvis.
Stilletiden er vanligvis delt inn i innledende innstillingstid og endelig innstillingstid. Innledende herdetid refererer til tiden når sementpasta begynner å miste plastisitet, og endelig herdetid refererer til tiden når sementpasta fullstendig mister plastisiteten og går inn i herdestadiet.
3. Mekanisme for påvirkning av HPMC på sementherdetid
3.1 Fortykkende effekt
HPMC har en betydelig fortykningseffekt. Det kan øke viskositeten til sementpasta og danne et system med høy viskositet. Denne fortykningseffekten vil påvirke spredningen og sedimenteringen av sementpartikler, og dermed påvirke fremdriften av hydratiseringsreaksjonen. Fortykningseffekten reduserer avsetningshastigheten av hydratiseringsprodukter på overflaten av sementpartikler, og forsinker dermed herdetiden.
3.2 Vannretensjon
HPMC har god vannretensjonsevne. Tilsetning av HPMC til sementpasta kan forbedre vannretensjonen av pastaen betydelig. Høy vannretensjon kan forhindre at vannet på sementoverflaten fordamper for raskt, for å opprettholde vanninnholdet i sementpastaen og forlenge hydreringsreaksjonstiden. I tillegg hjelper vannretensjon sementpasta med å opprettholde riktig fuktighet under herdeprosessen og reduserer risikoen for sprekker forårsaket av tidlig vanntap.
3.3 Hydration retardasjon
HPMC kan danne en beskyttende film som dekker overflaten av sementpartikler, noe som vil hindre hydreringsreaksjonen. Denne beskyttende filmen forhindrer direkte kontakt mellom sementpartikler og vann, og forsinker derved hydratiseringsprosessen til sement og forlenger herdetiden. Denne forsinkelseseffekten er spesielt tydelig i HPMC med høy molekylvekt.
3.4 Forbedret tiksotropi
Tilsetning av HPMC kan også øke tiksotropien til sementslurry (dvs. fluiditeten øker under påvirkning av ytre kraft og går tilbake til den opprinnelige tilstanden etter at den ytre kraften er fjernet). Denne tiksotrope egenskapen hjelper til med å forbedre bearbeidbarheten til sementslurry, men når det gjelder herdetid, kan denne forbedrede tiksotropien føre til at slurryen omfordeles under skjærkraft, og forlenger herdetiden ytterligere.
4. Praktisk bruk av HPMC som påvirker sementherdetiden
4.1 Selvnivellerende gulvmaterialer
I selvnivellerende gulvmaterialer krever sement en lengre innledende herdetid for utjevning og avrettingsoperasjoner. Tilsetning av HPMC kan forlenge den første stivningstiden for sement, slik at selvnivellerende materialer kan ha en lengre driftstid under konstruksjonen, og unngår problemet forårsaket av for tidlig stivning av sementslurry under konstruksjon.
4.2 Forblandet mørtel
I ferdigblandet mørtel forbedrer HPMC ikke bare vannretensjonen av mørtel, men forlenger også herdetiden. Dette er spesielt viktig for anledninger med lang transport- og byggetid, for å sikre at mørtelen holder god bruksevne før bruk og unngå konstruksjonsvansker forårsaket av for kort herdetid.
4.3 Tørrblandet mørtel
HPMC tilsettes ofte til tørrblandet mørtel for å forbedre konstruksjonsytelsen. Den fortykkende effekten av HPMC øker viskositeten til mørtelen, noe som gjør den enkel å påføre og utjevne under konstruksjonen, og forlenger også herdetiden, noe som gir bygningsarbeidere tilstrekkelig tid til å foreta justeringer.
5. Faktorer som påvirker herdetiden for sement av HPMC
5.1 HPMC tilleggsmengde
Mengden av tilsatt HPMC er en nøkkelfaktor som påvirker sementets herdetid. Generelt, jo større mengde HPMC som tilsettes, desto tydeligere er forlengelsen av sementets herdetid. Dette er fordi flere HPMC-molekyler kan dekke flere sementpartikkeloverflater og hindre hydreringsreaksjoner.
5.2 Molekylvekt av HPMC
HPMC med forskjellig molekylvekt har forskjellige effekter på sementets herdetid. HPMC med høy molekylvekt har vanligvis sterkere fortykningseffekt og vannretensjonskapasitet, slik at det kan forlenge herdetiden mer betydelig. Selv om HPMC med lav molekylvekt også kan forlenge herdetiden, er effekten relativt svak.
5.3 Miljøforhold
Omgivelsestemperatur og fuktighet vil også påvirke effekten av HPMC på sementherdetiden. I høytemperaturmiljøer akselereres sementhydreringsreaksjonen, men vannretensjonsegenskapen til HPMC bremser denne effekten. I miljøer med lav temperatur er selve hydreringsreaksjonen langsom, og fortyknings- og vannretensjonseffekten av HPMC kan føre til at sementherdingstiden blir betydelig forlenget.
5,4 Vann-sementforhold
Endringer i vann-sementforhold vil også påvirke effekten av HPMC på sementherdetiden. Ved et høyere vann-sementforhold er det mer vann i sementpastaen, og vannretensjonseffekten til HPMC kan ha mindre effekt på herdetiden. Ved et lavere vann-sementforhold vil fortykningseffekten av HPMC være tydeligere, og effekten av å forlenge herdetiden vil være mer betydelig.
Som et viktig sementtilsetningsstoff påvirker HPMC i betydelig grad sementets herdetid gjennom ulike mekanismer som fortykning, vannretensjon og retardering av hydreringsreaksjonen. Anvendelsen av HPMC kan forlenge den innledende og endelige herdetiden for sement, gi lengre konstruksjonsdriftstid og forbedre ytelsen til sementbaserte materialer. I praktiske applikasjoner bestemmer faktorer som mengden tilsatt HPMC, molekylvekt og miljøforhold sammen dens spesifikke effekt på sementherdingstiden. Ved å rasjonelt justere disse faktorene, kan presis kontroll av sementherdetiden oppnås for å møte behovene til ulike byggeprosjekter.
Innleggstid: 21. juni 2024