Son yıllarda, dış cephe yalıtım teknolojisindeki sürekli gelişmeler, selüloz üretim teknolojisindeki sürekli ilerleme ve HPMC'nin kendi mükemmel özellikleri sayesinde, HPMC inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır.
HPMC ile çimento esaslı malzemeler arasındaki etki mekanizmasını daha detaylı incelemek amacıyla, bu çalışma HPMC'nin çimento esaslı malzemelerin yapışma özelliklerine olan iyileştirici etkisine odaklanmaktadır.
pıhtılaşma süresi
Betonun prizlenme süresi esas olarak çimentonun prizlenme süresiyle ilgilidir ve agrega az etkiye sahiptir; bu nedenle, HPMC'nin su altında dağılmayan beton karışımının prizlenme süresi üzerindeki etkisini incelemek için harcın prizlenme süresi kullanılabilir, çünkü harcın prizlenme süresi sudan etkilenir. Bu nedenle, HPMC'nin harcın prizlenme süresi üzerindeki etkisini değerlendirmek için, harcın su-çimento oranı ve harç oranının sabitlenmesi gereklidir.
Deney sonuçlarına göre, HPMC ilavesi harç karışımında önemli bir geciktirici etkiye sahip olup, harcın prizlenme süresi HPMC içeriğinin artmasıyla birlikte ardışık olarak uzamaktadır. Aynı HPMC içeriğinde, su altında kalıplanan harç, havada kalıplanan harca göre daha hızlı prizlenirken, orta sıcaklıkta kalıplanan harcın prizlenme süresi daha uzundur. Su içinde ölçüldüğünde, boş numuneye kıyasla, HPMC ile karıştırılmış harcın prizlenme süresi ilk prizlenme için 6-18 saat, son prizlenme için ise 6-22 saat gecikmektedir. Bu nedenle, HPMC hızlandırıcılarla birlikte kullanılmalıdır.
HPMC, makromoleküler doğrusal bir yapıya ve fonksiyonel grupta bir hidroksil grubuna sahip yüksek moleküler ağırlıklı bir polimerdir; bu hidroksil grubu, karıştırma suyu molekülleriyle hidrojen bağları oluşturarak karıştırma suyunun viskozitesini artırır. HPMC'nin uzun moleküler zincirleri birbirini çeker ve HPMC moleküllerinin birbirine dolanarak bir ağ yapısı oluşturmasına, çimentoyu ve karıştırma suyunu sarmasına neden olur. HPMC, film benzeri bir ağ yapısı oluşturup çimentoyu sardığı için, harçtaki suyun buharlaşmasını etkili bir şekilde önler ve çimentonun hidratasyon hızını engeller veya yavaşlatır.
Kanama
Harçtaki su ayrışması olayı, betonunkine benzer şekilde, agregaların ciddi şekilde oturmasına neden olur; bu da harcın üst tabakasının su-çimento oranının artmasına, erken aşamada üst tabakanın büyük ölçüde plastik büzülmesine ve hatta çatlamasına yol açar; harcın yüzey tabakasının mukavemeti ise nispeten zayıftır.
Dozaj %0,5'in üzerinde olduğunda, temelde su ayrışması fenomeni görülmez. Bunun nedeni, HPMC harca karıştırıldığında, HPMC'nin film oluşturucu ve ağ yapısına sahip olması ve makromoleküllerin uzun zincirindeki hidroksil gruplarının adsorpsiyonunun, harçtaki çimento ve karıştırma suyunun topaklaşmasını sağlayarak harcın kararlı yapısını güvence altına almasıdır. HPMC harca eklendikten sonra, birçok bağımsız küçük hava kabarcığı oluşacaktır. Bu hava kabarcıkları harçta eşit olarak dağılacak ve agrega birikimini engelleyecektir. HPMC'nin teknik performansı, çimento esaslı malzemeler üzerinde büyük bir etkiye sahiptir ve genellikle kuru toz harç ve polimer harç gibi yeni çimento esaslı kompozit malzemelerin hazırlanmasında kullanılır, böylece iyi su tutma ve plastik tutma özelliklerine sahip olur.
Harç suyu talebi
HPMC miktarı az olduğunda, harcın su ihtiyacı üzerinde büyük bir etkisi vardır. Taze harcın genleşme derecesi temelde aynı tutulduğunda, HPMC içeriği ve harcın su ihtiyacı belirli bir süre içinde doğrusal bir ilişki içinde değişir ve harcın su ihtiyacı önce azalır, sonra belirgin şekilde artar. HPMC miktarı %0,025'ten az olduğunda, miktar arttıkça, aynı genleşme derecesinde harcın su ihtiyacı azalır; bu da HPMC miktarı az olduğunda harcın su ihtiyacını azaltıcı bir etkiye sahip olduğunu ve HPMC'nin hava sürükleyici bir etkiye sahip olduğunu gösterir. Harçta çok sayıda küçük bağımsız hava kabarcığı bulunur ve bu hava kabarcıkları harcın akışkanlığını artırmak için yağlayıcı görevi görür. Dozaj %0,025'ten fazla olduğunda, harcın su ihtiyacı dozaj artışıyla birlikte artar. Bunun nedeni, HPMC'nin ağ yapısının daha eksiksiz olması ve uzun moleküler zincirdeki topaklar arasındaki boşluğun kısalmasıdır; bu da çekim ve yapışma etkisi yaratır ve harcın akışkanlığını azaltır. Bu nedenle, genleşme derecesi temelde aynı kaldığında, bulamaçta su ihtiyacında artış görülür.
01. Dağılım direnci testi:
Dağılım önleyici özellik, dağılım önleyici maddenin kalitesini ölçmek için önemli bir teknik göstergedir. HPMC, suda çözünebilen bir polimer bileşiğidir, aynı zamanda suda çözünebilen reçine veya suda çözünebilen polimer olarak da bilinir. Karıştırma suyunun viskozitesini artırarak karışımın kıvamını artırır. Suda çözünerek çözelti veya dispersiyon oluşturabilen hidrofilik bir polimer malzemedir.
Deneyler, naftalin bazlı yüksek verimli süperakışkanlaştırıcı miktarının artmasıyla, süperakışkanlaştırıcı ilavesinin taze karıştırılmış çimento harcının dağılma direncini azalttığını göstermektedir. Bunun nedeni, naftalin bazlı yüksek verimli su azaltıcının bir yüzey aktif madde olmasıdır. Su azaltıcı harca eklendiğinde, su azaltıcı çimento parçacıklarının yüzeyinde yönlenerek çimento parçacıklarının yüzeyinin aynı yüke sahip olmasını sağlar. Bu elektriksel itme, çimento parçacıklarının oluşturduğu topaklanma yapısının parçalanmasına ve yapının içine hapsolmuş suyun serbest kalmasına neden olarak çimentonun bir kısmının kaybına yol açar. Aynı zamanda, HPMC içeriğinin artmasıyla taze çimento harcının dağılma direncinin giderek daha iyi hale geldiği de gözlemlenmiştir.
02. Betonun dayanım özellikleri:
Pilot bir temel projesinde, HPMC su altı dağılmayan beton katkı maddesi kullanılmış ve tasarım dayanım sınıfı C25 olarak belirlenmiştir. Temel testlere göre, çimento miktarı 400 kg, bileşik silika dumanı 25 kg/m³, optimum HPMC miktarı çimento miktarının %0,6'sı, su-çimento oranı 0,42, kum oranı %40 ve naftalin bazlı yüksek verimli su azaltıcı katkı maddesinin çimento miktarına oranı %8 olduğunda, havadaki beton numunesinin 28 günlük ortalama dayanımı 42,6 MPa, 60 mm düşme yüksekliğindeki su altı betonunun 28 günlük ortalama dayanımı 36,4 MPa ve su ile şekillendirilmiş betonun hava ile şekillendirilmiş betona dayanım oranı %84,8 olup, etki daha belirgindir.
03. Deneyler şunu göstermektedir:
(1) HPMC ilavesinin harç karışımı üzerinde belirgin bir geciktirici etkisi vardır. HPMC içeriğinin artmasıyla harcın prizlenme süresi ardışık olarak uzar. Aynı HPMC içeriğinde, su altında oluşan harç, havada oluşan harçtan daha hızlı prizlenir. Orta kalıplama yöntemiyle prizlenme süresi daha uzundur. Bu özellik, su altı beton pompalaması için faydalıdır.
(2) Hidroksipropil metilselüloz ile karıştırılmış taze çimento harcı iyi yapışma özelliklerine sahiptir ve neredeyse hiç su ayrışması olmaz.
(3) HPMC miktarı ve harcın su ihtiyacı önce azaldı, sonra belirgin şekilde arttı.
(4) Su azaltıcı maddenin eklenmesi, harç için artan su ihtiyacı sorununu iyileştirir, ancak dozajı makul ölçüde kontrol edilmelidir, aksi takdirde taze karıştırılmış çimento harcının su altı dağılım direnci bazen azalacaktır.
(5) HPMC ile karıştırılmış çimento macunu numunesi ile boş numune arasında yapı bakımından çok az fark vardır ve su ve havada dökülen çimento macunu numunesinin yapısı ve yoğunluğu arasında da çok az fark vardır. 28 gün boyunca su altında oluşturulan numune hafifçe gevrektir. Bunun temel nedeni, HPMC ilavesinin su içinde dökme sırasında çimentonun kaybını ve dağılımını büyük ölçüde azaltması, ancak aynı zamanda çimento taşının sıkılığını da azaltmasıdır. Projede, su altında dağılmama etkisinin sağlanması koşuluyla, HPMC dozajı mümkün olduğunca azaltılmalıdır.
(6) HPMC su altı dağılmayan beton katkı maddesinin eklenmesi ve dozajın kontrol edilmesi dayanım açısından faydalıdır. Pilot proje, su ile şekillendirilen beton ve hava ile şekillendirilen betonun dayanım oranının %84,8 olduğunu ve etkinin nispeten önemli olduğunu göstermektedir.
Yayın tarihi: 06 Mayıs 2023