Multifunktionale Anwendung von Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) im Konstruktionsfeld

1. Merkmale und Konstruktionsanwendbarkeit von HEMC

Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) i S a Cellulosederivat, das durch Etherifizierungsreaktion von natürlicher Cellulose mit Ethylenoxid und Methylchlorid nach Alkalisationsbehandlung erhalten wurde. Seine molekulare Struktur enthält zwei Etherifizierungsgruppen, Hydroxyethyl und Methyl. Diese spezielle chemische Struktur ermöglicht HEMC eine Reihe hervorragender Eigenschaften, wodurch sie besonders für Bauanwendungen geeignet ist. HEMC ist ein nichtionisches Polymer, was bedeutet, dass seine Leistung nicht vom pH-Wert beeinflusst wird und in sauren und alkalischen Umgebungen stabil bleiben kann. Dieses Merkmal ist besonders wichtig für Zementmaterialien, da der Zementhydratationsprozess eine Umgebung erlebt, die sich von starkem Alkalin zu neutral verändert.

Die Wasserlöslichkeit von HEMC ist eines seiner Kernmerkmale. Im Vergleich zu gewöhnlichen Methylcellulose (MC) weist HEMC aufgrund der Einführung von Hydroxyethyl einen breiteren Bereich der Temperaturanpassungsfähigkeit sowohl in Kalt- als auch in heißem Wasser auf, und die Lösung erzeugt aufgrund von Temperaturänderungen weder Gel noch Niederschlag. Dieses Merkmal gewährleistet die Stabilität der Leistung von Baumaterialien unter verschiedenen klimatischen Bedingungen. HEMC-Lösungen haben eine breite Palette von Viskositäten, von niedriger Viskosität bis hin zu ultrahocher Viskosität, was flexible Optionen für verschiedene Konstruktionsanwendungen bietet. Selbstnutzungsmörser erfordern HEMC mit geringer Viskosität, um die Flüssigkeit zu verbessern, während Gipsmörser mit hoher Viskosen Hemc mit hoher Viskosität benötigen, um die Anti-abgesagten Eigenschaften zu verbessern.

Aus ökologischer Sicht erfüllt HEMC die Anforderungen der modernen Bauindustrie für grüne Materialien. Es verwendet natürliche Cellulose als Rohstoff, hat keine giftigen Nebenprodukte im Produktionsprozess, und das fertige Produkt ist biologisch abbaubar und umweltfreundlich. Diese Funktion ermöglicht es ihm, die Marktwettbewerbsfähigkeit unter immer strengeren Umweltvorschriften aufrechtzuerhalten und der Bauindustrie zu helfen, nachhaltige Entwicklungsziele zu erreichen. Die Biokompatibilität von HEMC beseitigt auch Gesundheitsrisiken für Bauarbeiter und Sicherheitsprobleme bei der späteren Konstruktion, was ein Vorteil ist, den viele synthetische Polymeradditive nicht mithalten können.

Die Vielseitigkeit von HEMC spiegelt sich darin wider, dass ein einzelner Additiv gleichzeitig mehrere Leistungsverbesserungen erzielen kann. In Baumaterialien kann HEMC nicht nur Wasser verdicken und zurückhalten, sondern auch Luft mitnehmen, langsam einstellen und die Bindung verbessern. Diese Funktion "One Dosis, mehrere Effekte" vereinfacht das Formulierungsdesign und senkt die Produktionskosten. Beispielsweise bietet HEMC in Fliesenklebstoffen drei wichtige Funktionen: Wasserretention (um eine vollständige Hydratation des Zements sicherzustellen), eine Verdickung (Verhinderung von Fliesen nach unten) und verlängerte offene Zeit (erleichterte Positionsanpassung).

HEMC hat eine gute Kompatibilität mit anderen chemischen Additivstoffen und kann in Verbindung mit einer Vielzahl von Beimischungen wie Wasserleitfächern, Entmeuter, Latexpulver usw. ohne antagonistische Wirkungen eingesetzt werden. Dieser synergistische Effekt ermöglicht es Baustuhlformulierern, die Materialeigenschaften genau zu kontrollieren, um unterschiedliche technische Anforderungen zu erfüllen.

2. Der Kernmechanismus von HEMC in Baumaterialien

Die physikalisch -chemische Grundlage für die mehrfachen Funktionen von Hydroxyethylmethylcellulose in Baustuben beruht auf seiner einzigartigen molekularen Struktur und Hydratationsverhalten. Wenn Hemc-Pulver mit Wasser in Kontakt kommt, bilden das Hydroxyl (-OH) und die Etherbindungen (-O-) auf seiner molekularen Kette sofort Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen. Diese starke intermolekulare Kraft ist die Wurzel aller Anwendungseigenschaften von HEMC. Während des Auflösungsprozesses entfaltet sich die HEMC-Molekülkette allmählich und bildet eine dreidimensionale Netzwerkstruktur, wodurch freies Wasser in gebundenes Wasser umgewandelt wird, wodurch die Viskosität und die Wasserretentionskapazität des Systems erheblich verbessert werden. Diese mikrostrukturelle Veränderung spiegelt sich direkt in der Verbesserung der makroskopischen Baumaterialleistung wider.

Der Wasserretentionsmechanismus ist einer der wichtigsten Wirkungsmechanismen von HEMC. In zementbasierten Materialien erreicht HEMC die Wasserretentionsfunktion auf zwei Arten: Eine ist, dass HEMC-Moleküle Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen bilden, um freies Wasser in gebundenes Wasser umzuwandeln; Das andere ist, dass die durch die Verstrickung von makromolekulare HEMC -Ketten gebildete Netzwerkstruktur die Migration von Wasser physisch blockiert. Studien haben gezeigt, dass selbst wenn 0,1% -0,3% HEMC (nach Gewicht von Trockenpulver) zugesetzt wird, die Wasserretentionsrate von Mörser von 70% auf mehr als 95% erhöht werden kann, was sicherstellt, dass Zement bei trockenen oder porösen Substraten vollständig hydratisiert werden kann, um einen Festigkeitsverlust aufgrund von Wassermangel zu vermeiden. Der Wasserretentionseffekt von HEMC wird durch viele Faktoren beeinflusst: Bei der gleichen Dosierung ist die Viskosität von HEMC, desto besser die Wasserretention; Die Zunahme der Umgebungstemperatur verringert den Wasserretentionseffekt. und die entsprechende Dosierung (normalerweise 0,1%-0,5%) kann die ideale Wasserretentionsrate erreichen. Obwohl die Dosierung weiter erhöht werden kann, kann die Kostleistung die Wasserretention verbessern.

Die Verdickung und die thixotropen Wirkung von HEMC verändern die rheologischen Eigenschaften von Baumaterialien. Die HEMC -Lösung weist offensichtliche Scherverdünnungseigenschaften auf - die Viskosität nimmt bei hohen Scherraten von Rühren oder Anwenden ab, was für Bauvorgänge bequem ist. während es eine hohe Viskosität in einem statischen oder niedrigen Scherzustand erholt, um das Material von SAG oder Sedimentation zu verhindern. Dieses intelligente Reaktionsmerkmal ist HEMC besonders geeignet für Gipsmörser und Fliesenkleber für die vertikale Oberflächenkonstruktion. Die Verdickungswirkung hängt hauptsächlich vom Molekulargewicht und der HEMC -Konzentration ab - je größer das Molekulargewicht und je höher die Konzentration, desto signifikanter der Verdickungseffekt. Eine zu hohe Viskosität wirkt sich jedoch auf die Bauleistung aus, sodass es erforderlich ist, HEMC -Produkte mit geeigneter Viskosität gemäß verschiedenen Anwendungen auszuwählen.

Als Tensid zeigt HEMC in Zementmaterialien doppelte Eigenschaften: die hydrophilen Gruppen (Hydroxylgruppen und Etherbindungen) und hydrophobe Gruppen (Methylgruppen und Glukoseringe) in den Molekülen, die die Oberfläche aktiv machen, die die Oberflächenspannung von Wasser verringern und feine Blasen einführen können. Diese Blasen wirken als "Kugellager" im Mörser, verbessern die Glätte der Konstruktion und erhöhen die Aufschlämmungsausbeute des Materials (Volumenerhöhung). Zu viele Blasen verringern jedoch die Stärke des gehärteten Körpers, so dass es häufig notwendig ist, sie in Verbindung mit einem Disamer zu verwenden, um die beste Porenstruktur zu erreichen. Die Lufteinnahme von HEMC liegt normalerweise zwischen 5% und 15%, was stark von der Dosierung, der Mischmethode und anderen Zusatzstoffen beeinflusst wird.

HEMC hat einen signifikanten Verzögerungseffekt auf den Zementhydratationsprozess, der sowohl Vor- als auch Nachteile hat. HEMC -Moleküle werden auf der Oberfläche von Zementpartikeln adsorbiert, wodurch der Kontakt zwischen Wasser und Mineralien behindert, die Hydratationsreaktionsgeschwindigkeit verlangsamt und die Abstellzeit verlängert. Diese verzögerte Immobilie ist im Bau sehr wertvoll mit hohen Temperaturen im Sommer- oder langen Betriebszeit. Es kann jedoch zu einem Nachteil im Winter werden, wenn es niedrige Temperatur ist oder eine schnelle Einstellung erfordert. Durch Anpassen der HEMC-Dosierung (normalerweise 0,05% -0,2% können die Einstellzeit um 1-4 Stunden verlängern oder mit einem Koagulans verwenden, kann die Einstellungszeit genau kontrolliert werden, um die technischen Anforderungen zu erfüllen.

Der Bindungsverstärkungsmechanismus von HEMC beinhaltet sowohl physikalische als auch chemische Wirkungen. Physikalisch erhöht HEMC die Viskosität des Mörsers und erhöht die Kontaktfläche mit dem Substrat. Chemisch sind die polaren Gruppen in den HEMC -Molekülen Wasserstoffbrückenbindungen und Van -der -Waals -Kräfte mit der Oberfläche anorganischer Materialien. Bei Anwendungen wie Fliesenklebstoffen und Gipsmörser kann HEMC die Bindungsstärke (normalerweise um 20%-50%) signifikant verbessern und das Risiko eines Aushubs und Abfallen verringern. Dieser Bindungsverstärkungseffekt ist besonders auf glatten Oberflächen oder Substraten mit niedrigem Wasserabsorption (z. B. verglaste Fliesen) offensichtlich.

3. Anwendungsleistung von HEMC in trockenmischter Mörtel

Trockenmischter Mörtel ist ein wichtiger Bestandteil der modernen Bauindustrie, und seine Leistung hängt direkt mit der Effizienz und der Projektqualität der Bauarbeiten zusammen. Hydroxyethylmethylcellulose als wichtiger Additiv in trockenem Mörtel ist in fast allen speziellen Mörtelformeln vorhanden und spielt eine unersetzliche Rolle.

Fliesenkleber ist einer der typischsten Bereiche der HEMC -Anwendung. Im Prozess traditioneller Zementmörserfehlfliesen sind Probleme wie Aushöhlung und Sturz häufig, und Fliesenklebstoffe mit 0,3% -0,7% HEMC können diese Probleme vollständig lösen. HEMC bildet eine dreidimensionale Netzwerkstruktur im Fliesenkleber, was nassmörsere hervorragende Anti-Rutsch-Eigenschaften verleiht. Sogar große Kacheln rutschen nicht an die Wand und verbessert die Konstruktionseffizienz und -sicherheit erheblich. Gleichzeitig stellt HEMC sicher, dass Zement durch Wasserretention vollständig hydratisiert wird. Selbst wenn es in hoher Temperatur, windiger Umgebung oder in einem stark absorbierenden Substrat konstruiert ist, kann es eine hochfeste Zementsteinstruktur bilden, um die Abnahme der Bindungskraft aufgrund einer unzureichenden Hydratation zu vermeiden. HEMC kann auch die offene Zeit von Fliesenklebstoffen (normalerweise auf mehr als 30 Minuten) verlängern, was den Bauarbeitern genügend Zeit gibt, um die Position von Fliesen anzupassen, was in großen Projekten besonders wichtig ist.

Externe Wärmeleitsysteme (ETICs) sind ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich für HEMC. In diesen Systemen wird HEMC hauptsächlich für die Bindung von Mörsern und Putzmörsen verwendet, und die Additionsmenge beträgt normalerweise 0,2%-0,5%. Die Wasserretentionsfunktion von HEMC ist hier besonders kritisch, da Isolationsmaterialien (wie EPS -Bretter oder Gesteinswolle) normalerweise eine sehr niedrige Wasserabsorption aufweisen. Das Wasser in traditionellen Mörsern verdampft oder wandert schnell ein, was zu einer unzureichenden Hydratation von Zement führt. Nach dem Hinzufügen von HEMC kann der Mörtel auch genügend Wasser auf dem Substrat mit niedrigem Wasserabsorption behalten, um die Hydratationsreaktion zu vervollständigen und die Bindungsfestigkeit zu gewährleisten. Gleichzeitig hilft die erhöhte Flexibilität, die durch die Lufteinnahme von HEMC eingebracht wird, die thermische Belastung des Isolationssystems zu puffern und das Risiko eines Risses zu verringern.

Die Leistungsanforderungen von HEMC für selbstniveaus Mörtel unterscheiden sich stark von denen der oben genannten Anwendungen. Selbstnutzungsmaterialien benötigen eine ausgezeichnete Fluidität und Selbstniveau-Fähigkeit, aber sie können nicht delaminieren und bluten, was die Verwendung von niedriger Viskosität, aber eine gute Wasserreting-Hemc erfordert. In dieser Anwendung ist die Dosierung von HEMC normalerweise niedrig (0,02%-0,1%) und spielt hauptsächlich die Rolle der Stabilisierung des Systems, um zu verhindern, dass feste Partikel und Wasser nicht schweben. Die synergistische Wirkung von HEMC und Wasserabbau ist hier besonders herausragend - Wasserreduzierer liefert Fluidität und HEMC hält das System gleichmäßig und stabil. Die Kombination der beiden kann ein Hochleistungs-Selbstniveau-Material mit einer Fließfähigkeit von mehr als 130 mm und einer 28-tägigen Druckfestigkeit von mehr als 30 MPa erhalten.

Reparaturmörser ist ein weiterer Anwendungsbereich von HEMC, der nicht ignoriert werden kann. Reparaturprojekte stehen normalerweise vor Herausforderungen wie Substrattrocknen, komplexen Formen und schnellen Festigkeitsentwicklung, und die Vielseitigkeit von HEMC spiegelt sich hier vollständig wider. Bei der Reparatur von Betonschäden kann die Zugabe von 0,3%-0,8%HEMC die Bindungsstärke zwischen Mörtel und altem Beton (40 bis 100%erhöhen) signifikant verbessern und Grenzflächendefekte reduzieren. Die Wasserretention von HEMC stellt sicher, dass das Wasser während der Konstruktion auf vertikalen und oberen Oberflächen nicht zu schnell verloren geht, und sein langsamer Einfluss verleiht dem Reparaturmaterial genug Betriebszeit. Für schnelle Reparaturen kann die Einstellungszeit durch Einstellung der HEMC-Dosierung (bis 0,05%-0,1%) oder mit einem Koagulans verkürzt werden. Die Wartungspraxis für die Gebäude zeigt, dass die Lebensdauer von Reparaturmörser mit HEMC 3-5-mal länger ist als die von herkömmlichen Materialien, wobei die Wartungskosten stark gesenkt werden.