1. Översikt över cellulosaeter (HPMC)
Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC) är en vanlig cellulosaeterförening som är kemiskt modifierad från naturlig cellulosa. Det har utmärkt vattenlöslighet, filmbildande, förtjockande och vidhäftande egenskaper, så det används ofta i byggmaterial. Användningen av HPMC i cementbaserade material är främst för att förbättra dess flytbarhet, vattenretention och justera härdningstiden.
2. Grundläggande process för cementsättning
Processen att cement reagerar med vatten för att bilda hydrater kallas hydratiseringsreaktion. Denna process är uppdelad i flera steg:
Induktionsperiod: Cementpartiklar börjar lösas upp, bildar kalciumjoner och silikatjoner, vilket visar ett kortvarigt flödestillstånd.
Accelerationsperiod: Hydrateringsprodukterna ökar snabbt och härdningsprocessen börjar.
Retardationsperiod: Hydratiseringshastigheten minskar, cement börjar härda och en fast cementsten bildas.
Stabiliseringsperiod: Hydrationsprodukter mognar gradvis och styrkan ökar gradvis.
Inställningstiden är vanligtvis uppdelad i initial inställningstid och slutlig härdningstid. Initial härdningstid hänvisar till den tid då cementpastan börjar förlora plasticitet, och den slutliga härdningstiden hänvisar till den tid då cementpastan helt förlorar plasticitet och går in i härdningsstadiet.
3. Mekanism för påverkan av HPMC på cementhärdningstiden
3.1 Förtjockningseffekt
HPMC har en betydande förtjockningseffekt. Det kan öka viskositeten hos cementpasta och bilda ett system med hög viskositet. Denna förtjockningseffekt kommer att påverka spridningen och sedimenteringen av cementpartiklar och därmed påverka hydratiseringsreaktionens fortskridande. Förtjockningseffekten minskar avsättningshastigheten av hydratiseringsprodukter på ytan av cementpartiklar, och fördröjer därmed härdningstiden.
3.2 Vattenretention
HPMC har god vattenretentionsförmåga. Att lägga till HPMC till cementpasta kan avsevärt förbättra pastans vattenretention. Hög vattenretention kan förhindra att vattnet på cementytan avdunstar för snabbt, för att bibehålla vatteninnehållet i cementpastan och förlänga hydratiseringsreaktionstiden. Dessutom hjälper vattenretention cementpastan att hålla rätt fuktighet under härdningsprocessen och minskar risken för sprickbildning orsakad av tidig vattenförlust.
3.3 Vätskefördröjning
HPMC kan bilda en skyddande film som täcker ytan av cementpartiklar, vilket kommer att hindra hydratiseringsreaktionen. Denna skyddsfilm förhindrar direkt kontakt mellan cementpartiklar och vatten, vilket fördröjer cementens hydratiseringsprocess och förlänger härdningstiden. Denna fördröjningseffekt är särskilt tydlig vid HPMC med hög molekylvikt.
3.4 Förstärkt tixotropi
Tillsatsen av HPMC kan också förbättra tixotropin hos cementuppslamning (dvs. fluiditeten ökar under inverkan av yttre kraft och återgår till det ursprungliga tillståndet efter att den yttre kraften har avlägsnats). Denna tixotropa egenskap hjälper till att förbättra bearbetbarheten av cementuppslamning, men vad gäller härdningstid kan denna förbättrade tixotropi göra att uppslamningen omfördelas under skjuvkraft, vilket ytterligare förlänger härdningstiden.
4. Praktisk applicering av HPMC som påverkar cementhärdningstiden
4.1 Självutjämnande golvmaterial
I självutjämnande golvmaterial kräver cement en längre initial härdningstid för utjämning och avjämning. Att lägga till HPMC kan förlänga den initiala härdningstiden för cement, vilket gör att självutjämnande material får en längre driftstid under konstruktionen, vilket undviker problemet som orsakas av för tidig härdning av cementslam under konstruktionen.
4.2 Förblandat bruk
I förblandat bruk förbättrar HPMC inte bara murbrukets vattenretention, utan förlänger även härdningstiden. Detta är särskilt viktigt för tillfällen med lång transport- och byggtid, för att säkerställa att bruket bibehåller god funktion före användning och undvika konstruktionssvårigheter orsakade av för kort härdningstid.
4.3 Torrblandat bruk
HPMC tillsätts ofta till torrblandat bruk för att förbättra dess konstruktionsprestanda. Den förtjockande effekten av HPMC ökar brukets viskositet, vilket gör det lätt att applicera och jämna ut under konstruktionen, och förlänger även härdningstiden, vilket ger byggnadsarbetare tillräckligt med tid att göra justeringar.
5. Faktorer som påverkar bindningstiden för cement av HPMC
5,1 HPMC-tillsatsmängd
Mängden tillsatt HPMC är en nyckelfaktor som påverkar bindningstiden för cement. I allmänhet gäller att ju större mängd HPMC som tillsätts, desto tydligare är förlängningen av härdningstiden för cement. Detta beror på att fler HPMC-molekyler kan täcka fler cementpartikelytor och hindra hydratiseringsreaktioner.
5.2 Molekylvikt för HPMC
HPMC med olika molekylvikter har olika effekter på bindningstiden för cement. HPMC med hög molekylvikt har vanligtvis starkare förtjockningseffekt och vattenretentionskapacitet, så det kan förlänga härdningstiden mer avsevärt. Även om HPMC med låg molekylvikt också kan förlänga härdningstiden, är effekten relativt svag.
5.3 Miljöförhållanden
Omgivningstemperatur och luftfuktighet kommer också att påverka effekten av HPMC på cementhärdningstiden. I högtemperaturmiljöer accelereras cementhydratiseringsreaktionen, men HPMC:s vattenretentionsegenskaper saktar ner denna effekt. I lågtemperaturmiljöer är själva hydratiseringsreaktionen långsam, och förtjocknings- och vattenretentionseffekten av HPMC kan göra att cementhärdningstiden förlängs avsevärt.
5.4 Vatten-cementförhållande
Förändringar i vatten-cementförhållandet kommer också att påverka effekten av HPMC på cementhärdningstiden. Vid ett högre vatten-cementförhållande finns det mer vatten i cementpastan, och vattenretentionseffekten av HPMC kan ha mindre effekt på härdningstiden. Vid ett lägre vatten-cementförhållande kommer förtjockningseffekten av HPMC att vara mer uppenbar, och effekten av att förlänga härdningstiden blir mer betydande.
Som en viktig cementtillsats påverkar HPMC avsevärt bindningstiden för cement genom olika mekanismer såsom förtjockning, vattenretention och retardation av hydratiseringsreaktionen. Appliceringen av HPMC kan förlänga den initiala och slutliga härdningstiden för cement, ge längre byggdriftstid och förbättra prestandan hos cementbaserade material. I praktiska tillämpningar bestämmer faktorer som mängden tillsatt HPMC, molekylvikt och miljöförhållanden tillsammans dess specifika effekt på cementhärdningstiden. Genom att rationellt justera dessa faktorer kan exakt kontroll av cementhärdningstiden uppnås för att möta behoven hos olika byggprojekt.
Posttid: 21 juni 2024