HPMC (Hydroxypropylmethylcellulose) ist ein Polymermaterial, das häufig in Baumaterialien verwendet wird, insbesondere in Materialien auf Zementbasis und Materialien auf Gipsbasis. Es verfügt über eine gute Wasserlöslichkeit, Haftung, Wasserspeicherung und Verdickungseigenschaften und wird daher häufig in Mörtel, Kittpulver, Fliesenkleber und anderen Materialien verwendet.
1. Ursachen für Schrumpfung und Rissbildung von Baumaterialien
Während des Aushärtungsprozesses schrumpft das Volumen von Baustoffen aufgrund von Wasserverdunstung, chemischen Reaktionen und Veränderungen äußerer Umwelteinflüsse häufig, was zu Spannungskonzentrationen und Rissbildung führt. Zu den wichtigsten Schrumpfungsarten zählen:
Plastisches Schrumpfen: Wenn das zementäre Material noch nicht ausgehärtet ist, schrumpft das Volumen durch die schnelle Verdunstung von Wasser.
Trockenschrumpfung: Nachdem das Material ausgehärtet ist, wird es längere Zeit der Luft ausgesetzt und das Wasser verdunstet langsam, was zu einer Volumenschrumpfung führt.
Temperaturschrumpfung: Volumenänderung durch Temperaturänderungen, insbesondere in einer Umgebung mit großen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht.
Autogenes Schrumpfen: Während des Hydratationsprozesses des Zements schrumpft das Innenvolumen aufgrund des Wasserverbrauchs durch die Hydratationsreaktion.
Diese Schrumpfungen führen häufig zu einer Anhäufung von Spannungen im Inneren des Materials, was schließlich zur Bildung von Mikrorissen oder Rissen führt, die die Haltbarkeit und Ästhetik der Gebäudestruktur beeinträchtigen. Um dieses Phänomen zu vermeiden, sind in der Regel Additive erforderlich, um die Leistung des Materials zu verbessern, und HPMC ist eines davon.
2. Wirkmechanismus von HPMC
HPMC spielt eine wichtige Rolle bei der Reduzierung des Schrumpfens und der Rissbildung von Baumaterialien, was hauptsächlich durch die folgenden Mechanismen erreicht wird:
Wasserretention: HPMC hat ein starkes Wasserretentionsvermögen und kann in Mörtel oder Kittpulver einen Wasserretentionsfilm bilden, um die Verdunstung von Wasser zu verlangsamen. Da die schnelle Verdunstung von Wasser im Inneren des Materials zu einer plastischen Schrumpfung führt, kann der Wasserrückhalteeffekt von HPMC das frühe Schrumpfungsphänomen wirksam reduzieren, das Wasser im Material ausreichend halten, wodurch die vollständige Hydratationsreaktion des Zements gefördert und dadurch verursachte Schrumpfungsrisse reduziert werden Wasserverlust während des Trocknungsprozesses. Darüber hinaus kann HPMC die Leistung des Materials unter nassen und trockenen Bedingungen verbessern und die durch Wasserverlust verursachte Rissbildung reduzieren.
Verdickungs- und Festigungseffekt: HPMC ist ein Verdickungsmittel, das die Konsistenz und Viskosität von Mörtel wirksam erhöhen und die Gesamthaftung des Materials verbessern kann. Wenn das Material während des Bauprozesses zu dünn ist, kann es leicht abblättern oder durchhängen, was zu einer unebenen Oberfläche oder sogar Rissen führt. Durch die Verwendung von HPMC kann der Mörtel eine angemessene Viskosität beibehalten, die Festigkeit und Oberflächendichte des Materials nach dem Bau verbessern und die Möglichkeit von Rissen verringern. Darüber hinaus kann HPMC auch die Scherfestigkeit des Materials erhöhen und seine Rissbeständigkeit verbessern.
Verbessern Sie die Flexibilität des Materials: HPMC-Moleküle können eine gewisse Rolle bei der Verbesserung der Flexibilität von Materialien auf Zement- oder Gipsbasis spielen, sodass das Material nach dem Aushärten eine bessere Zug- und Biegefestigkeit aufweist. Da Baustoffe bei Umgebungstemperaturschwankungen und -belastungen in der Regel einer Zug- oder Biegebeanspruchung ausgesetzt sind, erhöht sich nach der Zugabe von HPMC die Flexibilität des Materials, wodurch äußere Belastungen besser aufgenommen und Sprödrisse vermieden werden können.
Kontrollieren Sie die Reaktionsgeschwindigkeit der Hydratation des Zements: Bei zementbasierten Materialien wirkt sich die Geschwindigkeit der Hydratationsreaktion direkt auf die Leistung des Materials aus. Wenn die Hydratationsreaktion zu schnell abläuft, kann die Spannung im Inneren des Materials nicht rechtzeitig abgebaut werden, was zu Rissen führt. HPMC kann durch seine Wasserretention und die Bildung eines Schutzfilms die Geschwindigkeit der Hydratationsreaktion entsprechend verlangsamen, verhindern, dass Zement im Frühstadium zu schnell Wasser verliert, und so das Phänomen des spontanen Schrumpfens und der Rissbildung während des Aushärtungsprozesses des Materials vermeiden.
Verbesserung der Bauleistung: HPMC kann die Bauleistung von Baumaterialien verbessern, was sich vor allem in seiner guten Fließfähigkeit, Wasserspeicherung und Schmierfähigkeit äußert, die Gleichmäßigkeit der Materialien erhöht und durch unsachgemäße Konstruktion verursachte Risse reduziert. Es kann das Verteilen und Nivellieren von Mörtel, Kittpulver usw. während des Baus erleichtern, den Hohlraumanteil von Materialien verringern, die Gesamtdichte und Festigkeit von Materialien verbessern und das Risiko lokaler Risse aufgrund unebener Konstruktion verringern.
3. Anwendung von HPMC in bestimmten Baumaterialien
Fliesenkleber: HPMC kann die Anti-Rutsch-Leistung von Fliesenkleber erheblich verbessern, sicherstellen, dass Fliesen während der Installation gleichmäßig auf dem Untergrund befestigt werden können, und das Ablösen oder Reißen aufgrund ungleichmäßiger Beanspruchung oder Schrumpfung reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht die Verdickungs- und Wasserrückhaltewirkung von HPMC auch, dass Fliesenkleber nach dem Bau eine längere offene Zeit aufrechterhält, die Baueffizienz verbessert und durch ungleichmäßige Aushärtung verursachte Risse reduziert.
Kittpulver: Bei Kittpulver kann die Wasserrückhalteeigenschaft von HPMC verhindern, dass der Kitt während des Trocknungsprozesses zu schnell Wasser verliert, und die durch Wasserverlust verursachte Schrumpfung und Rissbildung verringern. Gleichzeitig kann die Verdickungswirkung von HPMC die Konstruktionsleistung von Spachtelmasse verbessern, was das gleichmäßige Auftragen auf die Wand erleichtert und Oberflächenrisse durch ungleichmäßiges Auftragen reduziert.
Mörtel: Die Zugabe von HPMC zum Mörtel kann dessen Arbeitsleistung effektiv verbessern, den Mörtel während des Baus glatter machen, Entmischung und Schichtung reduzieren und so die Gleichmäßigkeit und Haftung des Mörtels verbessern. Gleichzeitig kann der Wasserrückhalteeffekt von HPMC dafür sorgen, dass das Wasser während des Aushärtungsprozesses des Mörtels langsamer verdunstet, wodurch Schrumpfung und Rissbildung durch frühzeitigen Wasserverlust vermieden werden.
4. Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung von HPMC
Dosierungskontrolle: Die Menge der zugesetzten HPMC hat einen direkten Einfluss auf die Wirkung und muss in der Regel je nach Materialverhältnis und spezifischen Anwendungsszenarien angepasst werden. Zu viel HPMC führt dazu, dass das Material eine zu hohe Konsistenz aufweist, was die Konstruktionsleistung beeinträchtigt. während unzureichendes HPMC nicht in der Lage sein wird, die Rolle der Wasserretention und Verdickung zu übernehmen, wie sie sollte.
Verwendung mit anderen Additiven: HPMC wird normalerweise in Kombination mit anderen chemischen Additiven (wie Wasserreduzierern, Luftporenbildnern, Weichmachern usw.) verwendet, um bessere Ergebnisse zu erzielen. Bei der Verwendung ist es notwendig, das Zusammenspiel verschiedener Additive zu berücksichtigen, um eine gegenseitige Beeinflussung der Leistungsfähigkeit der Materialien zu vermeiden.
Als wichtiger Bauzusatzstoff hat HPMC einen erheblichen Einfluss auf die Reduzierung des Schrumpfens und der Rissbildung von Baumaterialien. Es reduziert effektiv Risse, die durch Wasserverlust und Spannungskonzentration verursacht werden, indem es die Wasserretention, Verdickung und Flexibilität des Materials verbessert und die Reaktionsgeschwindigkeit der Zementhydratation verbessert. Durch den sinnvollen Einsatz von HPMC kann nicht nur die Bauleistung des Materials verbessert, sondern auch die Lebensdauer der Gebäudestruktur verlängert und die Kosten für die spätere Wartung gesenkt werden. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Baustofftechnologie wird die Anwendung von HPMC im Baubereich umfassender und tiefgreifender sein.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21.09.2024