1. Преглед целулозног етра (ХПМЦ)
Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ) је често коришћено једињење целулозног етра, које је хемијски модификовано од природне целулозе. Има одличну растворљивост у води, формирање филма, згушњавање и својства лепљења, тако да се широко користи у грађевинским материјалима. Примена ХПМЦ-а у материјалима на бази цемента је углавном за побољшање његове течности, задржавање воде и подешавање времена везивања.
2.Основни процес везивања цемента
Процес реакције цемента са водом да би се формирали хидрати назива се реакција хидратације. Овај процес је подељен у неколико фаза:
Период индукције: Честице цемента почињу да се растварају, формирајући јоне калцијума и силикатне јоне, показујући краткорочно стање протока.
Период убрзања: Производи хидратације се брзо повећавају и процес везивања почиње.
Период успоравања: Стопа хидратације се смањује, цемент почиње да се стврдне и формира се чврсти цементни камен.
Период стабилизације: Производи за хидратацију постепено сазревају и јачина се постепено повећава.
Време везивања се обично дели на време почетног и коначног подешавања. Почетно време везивања се односи на време када цементна паста почиње да губи пластичност, а време коначног везивања се односи на време када цементна паста потпуно губи пластичност и улази у фазу очвршћавања.
3. Механизам утицаја ХПМЦ на време везивања цемента
3.1 Ефекат згушњавања
ХПМЦ има значајан ефекат згушњавања. Може повећати вискозитет цементне пасте и формирати систем високог вискозитета. Овај ефекат згушњавања ће утицати на дисперзију и седиментацију цементних честица, а самим тим и на ток реакције хидратације. Ефекат згушњавања смањује брзину таложења продуката хидратације на површини цементних честица, чиме се одлаже време везивања.
3.2 Задржавање воде
ХПМЦ има добар капацитет задржавања воде. Додавање ХПМЦ цементној пасти може значајно побољшати задржавање воде у пасти. Високо задржавање воде може спречити да вода на површини цемента испари пребрзо, како би се одржао садржај воде у цементној пасти и продужио време реакције хидратације. Поред тога, задржавање воде помаже цементној пасти да одржи одговарајућу влажност током процеса очвршћавања и смањује ризик од пуцања узрокованог раним губитком воде.
3.3 Успоравање хидратације
ХПМЦ може формирати заштитни филм који покрива површину честица цемента, што ће ометати реакцију хидратације. Овај заштитни филм спречава директан контакт између честица цемента и воде, чиме се одлаже процес хидратације цемента и продужава време везивања. Овај ефекат одлагања је посебно очигледан код ХПМЦ високе молекуларне тежине.
3.4 Повећана тиксотропија
Додатак ХПМЦ такође може побољшати тиксотропију цементне суспензије (тј. флуидност се повећава под дејством спољне силе и враћа се у првобитно стање након што се спољна сила уклони). Ово тиксотропно својство помаже да се побољша обрадивост цементне суспензије, али у погледу времена везивања, ова побољшана тиксотропија може проузроковати прерасподелу суспензије под силом смицања, додатно продужавајући време везивања.
4. Практична примена ХПМЦ која утиче на време везивања цемента
4.1 Самонивелирајући подни материјали
У самонивелирајућим подним материјалима, цементу је потребно дуже почетно време везивања за операције изравнавања и постављања кошуљице. Додавање ХПМЦ може продужити почетно време везивања цемента, омогућавајући самонивелирајућим материјалима да имају дуже време рада током изградње, избегавајући проблем изазван прераним везивањем цементне суспензије током изградње.
4.2 Претходно умешани малтер
У претходно мешаном малтеру, ХПМЦ не само да побољшава задржавање воде у малтеру, већ и продужава време везивања. Ово је посебно важно за случајеве са дугим транспортом и временом изградње, осигуравајући да малтер одржава добру оперативност пре употребе и избегавајући потешкоће у изградњи узроковане прекратким временом везивања.
4.3 Сувомешани малтер
ХПМЦ се често додаје у суво мешани малтер да би се побољшале његове конструкцијске перформансе. Ефекат згушњавања ХПМЦ-а повећава вискозитет малтера, што га чини лаким за наношење и нивелисање током изградње, а такође продужава време везивања, дајући грађевинским радницима довољно времена за прилагођавање.
5. Фактори који утичу на време везивања цемента ХПМЦ
5.1 Додатна количина ХПМЦ
Количина додане ХПМЦ је кључни фактор који утиче на време везивања цемента. Генерално, што је већа количина ХПМЦ додата, то је очигледније продужење времена везивања цемента. То је зато што више ХПМЦ молекула може покрити више површина цементних честица и ометати реакције хидратације.
5.2 Молекуларна тежина ХПМЦ
ХПМЦ различите молекулске тежине има различите ефекте на време везивања цемента. ХПМЦ са високом молекулском тежином обично има јачи ефекат згушњавања и капацитет задржавања воде, тако да може значајно продужити време везивања. Иако ХПМЦ са малом молекулском тежином такође може да продужи време везивања, ефекат је релативно слаб.
5.3 Услови околине
Температура околине и влажност такође ће утицати на ефекат ХПМЦ на време везивања цемента. У окружењу високе температуре, реакција хидратације цемента се убрзава, али својство задржавања воде ХПМЦ успорава овај ефекат. У окружењу ниских температура, сама реакција хидратације је спора, а ефекат згушњавања и задржавања воде ХПМЦ-а може довести до значајног продужења времена везивања цемента.
5.4 Однос вода-цемент
Промене у односу вода-цемент ће такође утицати на ефекат ХПМЦ на време везивања цемента. Код већег односа вода-цемент, има више воде у цементној пасти, а ефекат задржавања воде ХПМЦ-а може имати мањи утицај на време везивања. При нижем односу вода-цемент, ефекат згушњавања ХПМЦ-а ће бити очигледнији, а ефекат продужења времена везивања ће бити значајнији.
Као важан адитив цементу, ХПМЦ значајно утиче на време везивања цемента кроз различите механизме као што су згушњавање, задржавање воде и успоравање реакције хидратације. Примена ХПМЦ може продужити почетно и коначно време везивања цемента, обезбедити дуже време изградње и побољшати перформансе материјала на бази цемента. У практичним применама, фактори као што су количина додане ХПМЦ, молекулска тежина и услови околине заједно одређују његов специфичан ефекат на време везивања цемента. Рационалним прилагођавањем ових фактора може се постићи прецизна контрола времена везивања цемента како би се задовољиле потребе различитих грађевинских пројеката.
Време поста: 21.06.2024