Hydroksietyylimetyyliselluloosan (HEMC) monikäyttöinen sovellusrakennusalalla

1. HEMC:n ominaisuudet ja rakenteen soveltuvuus

Hydroksietyylimetyyliselluloosa (HEMC) i s selluloosajohdannainen, joka saadaan luonnoneetteröimällä luonnon selluloosa etyleenin ja metyylikloridin kanssa alkalisointikäsittelyn jälkeen. Sen molekyylirakenne sisältää kaksi eetteröintiryhmää, hydroksietyylin ja metyylin. Tämä erityinen kemiallinen rakenne antaa HEMC:lle joukon erinomaisia ​​ominaisuuksia, mikä tekee yhtä sopivan rakennussovelluksiin. HEMC ioniton polymeeri, mikä tarkoittaa, että pH-arvo ei vaikuta sen suorituskykyyn ja se voi pysyä pysyvässä happamissa ja emäksisissä ympäristöissä. Tämä ominaisuus on tärkeä sementtipohjaisille materiaaleille, koska sementin hydratointiprosessi kokee ympäristön, joka muuttuu vahvasta alkalisesta oikeaksi.

HEMC:n vesiliukoisuus on yksi sen ydinominaisuuksista. HEMC:llä on laajempi lämpötilasopeutumisalue, se liukenee sekä kylmään että kuumaan veteen, eikä liuotettava geeliä tai saostumista lämpötilan muutosten vuoksi. Tämä ominaisuus on rakennusmateriaalien suorituskyvyn vakauden ilmastossa ilmasto-olosuhteissa. HEMC-ratkaisuilla on laaja valikoiman viskositeetti korkean viskositeetin erittäin korkean viskositeetin ansiosta, mikä tarjoaa joustaviaja lisää rakennussovelluksiin - itsetasoittuvat laastit vaativat matalakositeettia.

Ympäristönäkökulmasta HEMC kuuluu täysin nykyaikaisen rakennusteollisuuden vaatimukset vihreille materiaaleille. Se käyttää raaka-aineena luonnollista selluloosaa, sen tuotantoprosessissa ei ole myrkyllisiä sivutuotteita ja valmis tuote on biohajoava ja ympäristöystävällinen. Tämä ominaisuus mahdollistaa sen, että se parantaa markkinoiden kilpailukyvyn yhä tiukentuvissa ympäristösäännöksissä ja auttaa rakennusteollisuutta vastaan ​​kestävän kehityksen tavoitteita. HEMC:n bioyhteensopivuus eliminoi myös rakennusalan työntekijöiden terveysriskit ja turvallisuusongelmat rakentamisen myöhemmässä käytössä, mikä on etu, monet synteettiset polymeerilisäaineet eivät pysty vastaamaan.

HEMC:n monipuolisuus näkyy siinä, että sen lisäaineella voidaan saada useita paranuksia paranuksia. Rakennusmateriaaleissa HEMC ei voi vain sakeuttaa ja vettä, vaan myös kuljettaa mukanaan ilmaa, hidastaa kovettumista ja parantaa tarttumista. Tämä "yksi annos, monta ongelma" -ominaisuus huomioitaa muotoilua ja alentaa tuotantokustannuksia. Esimerkiksi laattaliimoissa HEMC tarjoaa kolme keskeistä toimintoa: vedenpidätys (varmistaa sementin täydentävä hydratointi), paksuntaminen (estää laattojen liukumisen alas) ja pidennetty aukioloaika (helpottaa asennon säätämistä).

HEMC on hyvä yhteensopivuus muiden rakennuskemiallisten lisäaineiden kanssa, ja sitä voidaan käyttää yhdessä useiden lisäaineiden kanssa, kuten veden vähentäminen, vaahdonestoaineiden, lateksijauheiden jne. kanssa ilman antagonistisia. Tämän synergistisen vaikutuksen rakennusmateriaalien valmistajat ohjata materiaalien materiaalien vastaamaan erilaisia ​​​​suunnittelutarpeita.

2. HEMC:n ydinmekanismi rakennusmateriaaleissa

Rakennusmateriaaleissa olevan hydroksietyylimetyyliselluloosan useiden toimintojen fysikaalis-kemiallinen perustaen ainutlaatuisesta molekyylirakenteesta ja hydraatiokäyttäytymisestä. Kun HEMC-jauhe joutuu kosketuksiin veden kanssa, sen molekyyliketjussa oleva hydroksyyli- (-OH) ja eetterisidokset (-O-) muodostavat tehokkaan vetysidoksia vesimolekyylien kanssa. Tämä vahva molekyylien välinen voima on kaikkien HEMC:n käyttöominaisuuksien juuret. Liukenemisprosessin edetessä HEMC-molekyyliketju avautuu vähitellen ja muodostaa kolmiulotteisen verkkorakenteen, joka muuttaa vapaan veden sidottuksi vedeksi, mikä parantaa täydellisen järjestelmän viskositeettia ja vedenpidätyskykyä. Tämä mikrorakenteen muutos näkyy suoraan makroskooppisen rakennusmateriaalin suorituskyvyn paranemisena.

Vedenpidätysmekanismi on yksi HEMC:n tärkeimmistä toimintamekanismeista. Sementtipohjaisissa materiaaleissa HEMCtipohjan saavuttaa vedenpidätystoiminnot kahdella tavalla: toinen on se, että HEMC-molekyylien muodostavat vetysidoksia vesimolekyylien kanssa muuntaakseen vapaan veden sitoutuneeksi vedeksi; toinen on, että HEMC-makromolekyyliketjujen sotkeutumisesta muodostuva verkkorakenne estää fyysisesti veden kulkeutumisen. Tutkimukset ovat osoittaneet, että vaikka 0,1–0,3 % HEMC:tä (kuivajauheen painosta) on 70 %:sta yli 95 %:iin, mikä on tärkeää, että sementti voidaan hydratoida täysin kuivilla tai huokoisilla alustoilla, jotta vältetään veden toimintama lujuuden. HEMC: vedenpidätysvaikutuksen vaikuttavat monet tekijät: samalla annoksella mitä HEMC:n viskositeetti on, sitä parempi vedenpidätyskyky; ympäristön lämpötilan nousu vähentää vedenpidätysvaikutusta; ja annoksella (yleensä 0,1–0,5 %) on hyvällä sopivalla vedenpidätysnopeudella. vaikka annoksen lisääminen edelleen voi parantaa vedenpidätystä, kustannustehokkuus laskee.

HEMC:n paksuuntuminen ja tiksotrooppiset vaikutukset muuttavat rakennusmateriaalien reologisia ominaisuuksia. HEMC-ratkaisussa selvät leikkausohennusominaisuudet - viskositeetti laskee suurilla sekoitus- tai levitysnopeuksilla, mikä on kätevää rakennustöä; kun taas se palauttaa korkean viskositeetin staattisessa tai pienen leikkausvoiman tilassa estääkseen materiaalin painumisen tai sedimentoitumisen. Tämä älykäs vasteominaisuus tekee HEMC:stä sopivan rappauslaastille ja laattaliimoille pystysuoraan pintarakentamiseen. Sakeuttamisvaikutus enemmän HEMC:n molekyylipainosta ja pitoisuudesta - mitä suurempi molekyylipaino ja mitä korkeampi pitoisuus, sitä merkittävämpi sakeutusvaikutus. Liian korkean viskositeetin vaikuttaa kuitenkin laitteen suorituskykyyn, joka on tarpeellinen valita sopivan viskositein omaavat HEMC-tuotteet eri sovellusten mukaan.

Pinta-isena aineena HEMC:llä on kaksi ominaisuutta sementtipohjaisissa materiaaleissa: molekyyleissä olevat hydrofiiliset ryhmät (hydroksyyliryhmät ja eetterisidokset) ja hydrofobiset ryhmät (metyyliryhmät ja glukoosirenkaat) tekee siitä pinta-asteenaktiivisen, mikä voi vähentää veden pintajännitystä ja aiheuttaa hienoja kuplia. Nämä kuplat toimivat "kuulalaakereina" laastissa, mikä parantaa rakenteen sileyttä ja materiaalia lisään lietteen saantoa (tilavuuden kasvua). Liian paljon kuplia heikentää kovetetun kappaleen lujuutta, joka on käytössä yhdessä vaahdonestoaineen kanssa hyvän huokosrakenteen saavuttamiseksi. HEMC:n ilman mukana kulkeutuminen on yleensä 5–15 %, mihin vaikuttavat suuret annostus, sekoitusmenetelmä ja muut lisäaineet.

HEMC:llä on mainittava hidastava vaikutus sementin hydratointiprosessiin, jolla on sekä etuja että haittoja. HEMC-molekyylit adsorboituvat sementtihiukkasten pinnalle, mikä estää ja mineraalien välisen kosketuksen, hidastaa hydratoitumisreaktio löytää ja pidentää kovettumisaikaa. Tämä hidastava ominaisuus on erittäin arvokas rakentamisessa korkeissa lämpötiloissa kesällä tai pitkällä käyttöajalla; mutta siitä voi tulla haittaa talvella, kun lämpötila on alhainen tai vaatii nopeaa kovettumista. Säädäminen HEMC-annosta (yleensä 0,05-0,2 % voi pidentää kovettumisaikaa 1-4 tunnilla) tai sitä koagulanttia, kovettumisaikaa ilmoittaa tuotteen vastaamaan suunnittelun tarpeita.

HEMC:n sidosten parantamismekanismiin sekä fysikaalisia että kemiallisia tauteja. Fyysisesti HEMC lisää laastin viskositeettia ja lisää kosketuspinta-alaa alustan kanssa; kemiallisesti HEMC-molekyylien polaariset ryhmät muodostavat vetysidoksia ja van der Waalsin voimia epäorgaanisten materiaalien pinnan kanssa. Käyttökohteissa, kuten laattaliimoissa rappauslaastissa, HEMC voi parantaa yleisesti sidoslujuutta (20–50 %) ja vähentää ontto- ja putoamisriskiä. Tämä tartuntavaikutus on selvä sileillä pinnoilla tai vähän vettä imevillä alustoilla (kuten lasitetuilla laatoilla).

3. HEMC:n levityskyky kuivasekoitetussa laastissa

Kuivasekoituslaasti on tärkeä osa nykyaikaista teollisuutta, ja sen rakentamisen suoraan rakentamisen tehokk ja sen laatuun. Hydroksietyylimetyyliselluloosaa, joka on tärkeä lisäaine kuivalaastissa, on lähes kaikki erikoislastin koostumuksissa ja sillä on korvaamaton rooli.

Laattaliima on yksi ensisimpiä HEMC-sovellusalueita. Perinteisessä sementtilaastilla liimattaessa laatat ovat yleisiä, ja laattalimat, joissa on 0,3–0,7 % HEMC:tä, jotka koskevat näitä ongelmia täysin. HEMC muodostaa kolmiulotteisen verkostorakenteen laattaliimaan, mikä märille laastille riittäät liukastumisenestoominaisuudet. Edes laatat eivät liuku alas seinälle, mikä parantaa rakentamisen tehokkuutta ja turvallisuutta. Samalla HEMC varmistaa, että sementti on täysin hydratoitunut vedenpidätyskyvyn edistän. jos se on rakennettu korkeassa lämpötilassa, tuulisessa ympäristössä tai erittäin imukykyiselle alustalle, se voi muodostaa erittäin lujan sementtikivirakenteen välttämättömyys sidosvoiman heikkenemisen asianmukaisen hydratoinnin vuoksi. HEMC voi myös pidentää laattojen aukioloaikaa (yleensä 30 minuuttiin ylilaattal), jolloin rakennustyöntekijällä on aikaa säätää laattojen asentoa, mikä on tärkeässä suurissa projekteissa.

Ulkoiset lämpöeristysjärjestelmät (ETICS) ovat tärkeitä HEMC-sovellusalue. Näissä järjestelmissä HEMC:tä on erityisesti laastien ja rappauslaastien liimaukseen ja lisäysmäärään yleensä 0,2–0,5 %. HEMC:n vedenpidätystoiminto on tässä kriittisessä, koska eristemateriaalit (kuten EPS-levyt tai kivivilla) imevät yleensä hyvin vähän vettä. Perinteisten laastien vesi haihtuu tai kulkeutuu nopeasti, mikä johtaa sementin ylläpitään hydratoitumiseen. HEMC: lisäämisen jälkeen laasti voi myös parantaa paremmin vettä imevällä alustalla hydratoitumisreaktion viimeinensaaa ja sidoslujuuden mukaisesti. Samalla HEMC:n ilman mukanaan tuoma lisääntynyt joustavuus auttaa puskuroimaan eristejärjestelmän lämpöjännitystä ja vähentämään halkeiluriskiä.

Itsetasoittuvan laastin HEMC:n suoritusvaatimukset poikkeavat suuresti yllättävän sovelluksen ohjesta. Itsetasoittuvat materiaalit tarvitsevat erinomaista juoksevuutta ja itsetasoittumiskykyä, mutta ei voi irrota ja vuotaa, mikä on sopivan alhaisen viskositeetin, mutta hyvää vettä pidättävän HEMC:n käyttöä. Tässä sovelluksessa HEMC:n annostus on yleensä pieni (0,02–0,1 %), ja sillä on tärkeä järjestelmän stabilointi, jotta kiinteitä hiukkasia ei laskeudu ja vettä kellu. HEMC:n ja vähentämisen synergistinen vaikutus ensimmäisenä tässä - vähentäjä tarjoaa juoksevuutta, ja HEMC pitää järjestelmän yhtenäisenä ja pysyväna. Yhdistelmällä nämä epävarmat saada erittäin tehokkaat itsetasoittuva materiaali, jonka juoksevuus on yli 130 mm ja 28 päivän puristuslujuus yli 30 MPa.

Korjauslaasti on toinen HEMC:n sovellusalue, jota ei voida jättää huomiotta. Korjausprojektit kohtaavat yleensä haasteita, kuten alustan kuivuminen, monimutkaiset muodot ja nopea lujuuden kehittyminen, ja HEMC:n monipuolisuus näkyy täysin tässä. Betonivaurioiden korjauksessa 0,8–0,8 % HEMC:n lisääminen voi parantaan betonin korjausta kokonaan laastin ja ulkonäön sidoslujuutta (lis 40–100 %) ja vähentää rajapintavirheitä. HEMC:n vedenpidätys vaatii, että vesi ei mene liian nopeasti rakentamisen aikana pysty- ja yläpinnoille, ja sen hidas kovettu korjausmateriaalille käyttöaikaa. Nopeita korjauksia varten kovettumisaikaa voidaan lyhentää säätämällä HEMC-annosta (alle 0,05–0,1 %) tai sitä koagulantin kanssa. Rakennusten kunnossapito kuin käytäntö ratkaistaan, että HEMC:llä modifioidun korjauslaastin käyttöikä on 3-5 kertaa pidempi perinteisillä materiaalialeilla, mikä vähentää ylläpitokustannuksia.