באמצעות הידרוקסיפרופיל מתיל תאית כדי לשפר את ביצועי הבטון

Hydroxypropyl Methyl Cellulose (HPMC) הוא אתר תאית שאינו יוני הנמצא בשימוש נרחב בחומרי בניין, במיוחד בתחום הבטון, בשל תכונות העיבוי המצוינות, שמירת המים, יצירת הסרטים ומליטה.

1. תכונות פיזיקליות וכימיות של HPMC

HPMC הוא פולימר חצי סינטטי שהוכן על ידי מתילציה חלקית והידרוקסיפרופילציה של תאית טבעית. קבוצות ההחלפה ההידרוקסיפרופיל והמתיל במבנה המולקולרי שלה קובעות את תכונות המסיסות, שמירת המים ותכונות העיבוי שלה בתמיסה מימית. ניתן להמיס HPMC במים קרים ליצירת תמיסה קולואידית שקופה או שקופה עם צמיגות גבוהה.

שמירת מים
ל- HPMC שמירת מים מצוינת ויכולה להפחית ביעילות את אובדן המים בבטון. הוספת כמות מתאימה של HPMC ליחס התערובת של בטון יכולה לשמור על חלוקה אחידה של מים במערכת הג'ל, ובכך לשפר את יעילות ההידרציה של בטון. אחזקת מים טובה מסייעת במניעת פיצוח ועיוות של בטון כתוצאה מאובדן מים במהלך התקשות, ומשפרת את עמידות הבטון.

עיבוי ופלסטיק
HPMC ממלאת גם תפקיד בעיבוי ופלסטיק בבטון. קבוצות ההידרוקסיפרופיל והמתיל במבנה המולקולרי שלה יכולות ליצור קשרי מימן עם מולקולות מים, להגביר את צמיגות הבטון ולהפוך את הבטון להיות בעלי תכונות אנטי-סגיות טובות יותר ואנטי-הפרדה. אפקט עיבוי זה מסייע לבטון לשמור על נזילות ויצירות טובה במהלך הבנייה. בנוסף, HPMC יכול גם לפעול כפלסטית, להפחית את יחס מלט המים של בטון ולשפר את חוזק הבטון וצפיפותו.

רכוש יוצר סרטים
HPMC יכול ליצור שכבת קולנוע אחידה בפתרון מימי, ולנכס היוצר סרטים זה יש יישומים חשובים בבטון. כאשר המים בבטון מתאדים, HPMC יכולים ליצור סרט מגן על פני הבטון, להאט את אובדן המים, לשמור על הלחות בתוך הבטון, ובכך לשפר את חוזק המוקדם ואת העמידות המאוחרת של הבטון. תכונה זו חשובה במיוחד להגנה על משטח הבטון ולשיפור התנגדות לסדק.

2. השפעת היישום של HPMC בבטון

שיפור התנגדות לסדק
התנגדות הסדק של בטון היא אינדיקטור חשוב למדידת עמידותו. השפעות שמירת המים והעיבוי של HPMC יכולות להפחית את הצטמקות הפלסטיק ואת הצטמקות הבטון במהלך תהליך ההתקשות, ובכך להפחית את ההסתברות לסדקים. באמצעות מחקר ניסיוני נמצא כי עמידות הסדק של בטון עם HPMC שנוספה הייתה טובה משמעותית מזו של בטון רגיל ללא HPMC בתנאי טמפרטורה ולחות שונים.

חוזק דחיסה משופר
ל- HPMC השפעה של שיפור חוזק הדחיסה בבטון. הסיבה לכך היא בעיקר כי HPMC יכול לשפר את האחידות של בטון, להפחית חללים פנימיים ופגמים, ובכך לשפר את צפיפות הבטון. בנוסף, השפעת הפלסטיק של HPMC מפחיתה את יחס מלט המים של בטון. באותם תנאי יחס של מלט מים, לבטון עם HPMC נוסף יש חוזק גבוה יותר.

שיפור בביצועי הבנייה
המאפיינים המתעבים ויוצרת הסרטים של HPMC משפרים את ביצועי הבנייה של בטון. במהלך תהליך הבנייה, HPMC יכול להגביר את צמיגות הבטון, למנוע את ההפרדה והדימום של בטון ולהבטיח את אחידות הבטון. במקביל, המאפיין היוצר הסרטים של HPMC יכול ליצור סרט מגן בשלב המאוחר של בניית בטון כדי למנוע אידוי מהיר של מים ולעזור לשמירה על בטון.

לשפר את העמידות
השמעת המים וההשפעות היוצרות סרטים של HPMC עוזרות לבטון לשמור על לחות טובה בתנאים סביבתיים שונים, ובכך לשפר את עמידות הבטון. על ידי יצירת סרט מגן, HPMC יכול להפחית את אידוי המים על פני הבטון ולהפחית את שחיקת הבטון על ידי הסביבה החיצונית. במיוחד באזורים קרים, HPMC יכול למנוע ביעילות את הקילוף פני השטח ופיצוח הבטון הנגרם כתוצאה ממחזורי הפשרה הקפאה, ולהרחיב את חיי השירות של בטון.

3. דוגמאות יישום ל- HPMC בבטון

ביישומים הנדסיים בפועל, HPMC נמצא בשימוש נרחב במוצרי בטון ותהליכי בנייה שונים. לדוגמה, בחומרי רצפה של מפלס עצמי, HPMC יכול לספק נזילות טובה ויכולת פליטה עצמית, ולשפר את השטיחות וגימור הרצפה. בבטון מעורב מוכן, HPMC יכול לשמש כמגוון מים וכקלסר כדי לשפר את ביצועי הבנייה ועמידות הבטון. בנוסף, HPMC משמש גם בחומרים כמו מרגמה יבשה, דבקי אריחים, וחומרים מדווגים כדי להפעיל את השפעותיו של שמירת המים והעבה המצוינות שלו.

כחומר פונקציונלי, ל- HPMC השפעה משמעותית על שיפור הביצועים של בטון. שמירת המים שלה, עיבוי, תכונות יצירת סרטים ותכונות פלסטיק מאפשרות לו לשפר משמעותית את עמידות הסדק, חוזק הדחיסה ועמידות הבטון, תוך שיפור ביצועי הבנייה של בטון. עם פיתוח רציף של טכנולוגיית בנייה, סיכויי היישום של HPMC בבטון יהיו רחבים יותר, ויספקו כיוון חדש למחקר ופיתוח של חומרי בטון בעלי ביצועים גבוהים.