HPMC (Idrossipropilmetilcellulosa) è un materiale polimerico comunemente utilizzato nei materiali da costruzione, in particolare nei materiali a base di cemento e materiali a base di gesso. Ha una buona solubilità in acqua, adesione, ritenzione d'acqua e proprietà addensanti, quindi è ampiamente utilizzato in malte, mastici in polvere, adesivi per piastrelle e altri materiali.
1. Cause di ritiro e fessurazione dei materiali da costruzione
Durante il processo di indurimento, i materiali da costruzione spesso si riducono di volume a causa dell'evaporazione dell'acqua, delle reazioni chimiche e dei cambiamenti dei fattori ambientali esterni, portando alla concentrazione delle tensioni e alla formazione di crepe. I principali tipi di ritiro includono:
Ritiro plastico: Quando il materiale a base cementizia non è ancora indurito, il volume si ritira per la rapida evaporazione dell'acqua.
Ritiro a secco: dopo che il materiale si è indurito, viene esposto all'aria per lungo tempo e l'acqua evapora lentamente, provocando un restringimento del volume.
Ritiro termico: cambiamento di volume causato da variazioni di temperatura, soprattutto in un ambiente con una grande differenza di temperatura tra il giorno e la notte.
Ritiro autogeno: Durante il processo di idratazione del cemento, il volume interno si restringe a causa del consumo di acqua da parte della reazione di idratazione.
Questi ritiri spesso portano all’accumulo di tensioni all’interno del materiale, causando infine microfessure o crepe, che influiscono sulla durabilità e sull’estetica della struttura dell’edificio. Per evitare questo fenomeno, solitamente sono necessari additivi per migliorare le prestazioni del materiale, e HPMC è uno di questi.
2. Meccanismo d'azione dell'HPMC
HPMC svolge un ruolo importante nella riduzione del ritiro e della fessurazione dei materiali da costruzione, che si ottiene principalmente attraverso i seguenti meccanismi:
Ritenzione idrica: HPMC ha una forte capacità di ritenzione idrica e può formare una pellicola di ritenzione idrica nella malta o nella polvere di mastice per rallentare il tasso di evaporazione dell'acqua. Poiché la rapida evaporazione dell'acqua all'interno del materiale causerà un ritiro plastico, l'effetto di ritenzione idrica dell'HPMC può ridurre efficacemente il fenomeno del ritiro precoce, mantenere una quantità sufficiente di acqua nel materiale, promuovendo così la completa reazione di idratazione del cemento e riducendo le crepe da ritiro causate da perdita di acqua durante il processo di essiccazione. Inoltre, HPMC può migliorare le prestazioni del materiale in condizioni asciutte e umide e ridurre le fessurazioni causate dalla perdita d'acqua.
Effetto addensante e rinforzante: HPMC è un addensante che può aumentare efficacemente la consistenza e la viscosità della malta e migliorare l'adesione complessiva del materiale. Durante il processo di costruzione, se il materiale è troppo sottile, è facile delaminarsi o abbassarsi, provocando superfici irregolari o addirittura crepe. Utilizzando HPMC, la malta può mantenere una viscosità adeguata, migliorare la resistenza e la densità superficiale del materiale dopo la costruzione e ridurre la possibilità di fessurazioni. Inoltre, HPMC può anche migliorare la resistenza al taglio del materiale e migliorarne la resistenza alle fessurazioni.
Migliorare la flessibilità del materiale: le molecole HPMC possono svolgere un certo ruolo nel migliorare la flessibilità nei materiali a base di cemento o materiali a base di gesso, in modo che il materiale abbia una migliore resistenza alla trazione e alla flessione dopo la polimerizzazione. Poiché i materiali da costruzione sono generalmente soggetti a sollecitazioni di trazione o flessione in caso di variazioni e carichi di temperatura ambiente, dopo l'aggiunta di HPMC, aumenta la flessibilità del materiale, che può assorbire meglio lo stress esterno ed evitare fessurazioni fragili.
Controllare la velocità di reazione di idratazione del cemento: nei materiali a base di cemento, la velocità della velocità di reazione di idratazione influisce direttamente sulle prestazioni del materiale. Se la reazione di idratazione è troppo rapida, lo stress all'interno del materiale non può essere rilasciato in tempo, causando crepe. HPMC può rallentare opportunamente la velocità della reazione di idratazione attraverso la ritenzione d'acqua e la formazione di un film protettivo, evitare che il cemento perda acqua troppo rapidamente nella fase iniziale, ed evitare così il fenomeno del ritiro spontaneo e della fessurazione durante il processo di indurimento del materiale.
Migliorare le prestazioni costruttive: HPMC può migliorare le prestazioni costruttive dei materiali da costruzione, manifestandosi principalmente nella sua buona fluidità, ritenzione idrica e potere lubrificante, aumentare l'uniformità dei materiali e ridurre le crepe causate da una costruzione impropria. Può rendere malta, polvere di mastice, ecc. più facili da stendere e livellare durante la costruzione, ridurre il rapporto dei vuoti dei materiali, migliorare la densità complessiva e la resistenza dei materiali e ridurre il rischio di fessurazioni locali causate da costruzioni irregolari.
3. Applicazione di HPMC in materiali da costruzione specifici
Adesivo per piastrelle: HPMC può migliorare notevolmente le prestazioni antiscivolo dell'adesivo per piastrelle, garantire che le piastrelle possano essere attaccate uniformemente al substrato durante l'installazione e ridurre la caduta o le crepe causate da sollecitazioni o restringimenti irregolari. Inoltre, gli effetti di ispessimento e ritenzione idrica dell'HPMC consentono anche all'adesivo per piastrelle di mantenere un tempo aperto più lungo dopo la costruzione, migliorare l'efficienza della costruzione e ridurre le crepe causate da una polimerizzazione non uniforme.
Polvere di mastice: nella polvere di mastice, la proprietà di ritenzione idrica di HPMC può impedire allo mastice di perdere acqua troppo rapidamente durante il processo di asciugatura e ridurre il restringimento e le screpolature causate dalla perdita di acqua. Allo stesso tempo, l'effetto addensante dell'HPMC può migliorare le prestazioni costruttive dello stucco, facilitandone l'applicazione uniforme sulla parete e riducendo le crepe superficiali causate da un'applicazione non uniforme.
Malta: l'aggiunta di HPMC alla malta può migliorare efficacemente le sue prestazioni lavorative, rendere la malta più liscia durante la costruzione, ridurre la segregazione e la stratificazione e quindi migliorare l'uniformità e l'adesione della malta. Allo stesso tempo, l'effetto di ritenzione idrica dell'HPMC può far evaporare l'acqua più lentamente durante il processo di indurimento della malta, evitando ritiri e fessurazioni causati dalla precoce perdita d'acqua.
4. Precauzioni per l'uso dell'HPMC
Controllo del dosaggio: la quantità di HPMC aggiunta ha un impatto diretto sul suo effetto e solitamente deve essere regolata in base al rapporto del materiale e agli scenari applicativi specifici. Un HPMC eccessivo farà sì che il materiale abbia una consistenza troppo elevata, influenzando le prestazioni della costruzione; mentre un HPMC insufficiente non sarà in grado di svolgere il ruolo di ritenzione idrica e ispessimento come dovrebbe.
Utilizzo con altri additivi: HPMC viene solitamente utilizzato in combinazione con altri additivi chimici (come riduttori d'acqua, agenti aeranti, plastificanti, ecc.) per ottenere risultati migliori. Durante l'utilizzo è necessario considerare l'interazione di diversi additivi per evitare un'influenza reciproca sulle prestazioni dei materiali.
Essendo un importante additivo edile, l'HPMC ha un effetto significativo nel ridurre il ritiro e la fessurazione dei materiali da costruzione. Riduce efficacemente le crepe causate dalla perdita d'acqua e dalla concentrazione di stress migliorando la ritenzione idrica, l'ispessimento, la flessibilità del materiale e migliorando la velocità di reazione di idratazione del cemento. L'uso ragionevole di HPMC può non solo migliorare le prestazioni costruttive del materiale, ma anche prolungare la durata della struttura dell'edificio e ridurre i costi della successiva manutenzione. Con il continuo progresso della tecnologia dei materiali da costruzione, l’applicazione di HPMC nel campo delle costruzioni sarà sempre più ampia e approfondita.
Orario di pubblicazione: 21 settembre 2024