羟丙基甲基纤维素HPMC的预拌砂浆中的作用

    在预拌砂浆中，纤维素醚的添加量很低，但能显著改善湿砂浆的性能，是影响砂浆施工性能的—种主要添加剂。合理选择不同品种，不同粘度，不同颗粒尺寸，不同粘性程度和添加量的纤维素醚，对干粉砂浆性能的提高产生并发挥着积极的影响。当前，许多砌筑和抹灰砂浆保水性能不好，稍微静置几分钟就会出现水浆分离。

    保水性是羟丙基甲基纤维素的一个重要性能，也是国内很多干粉砂浆厂家，特别是南方气温较高地区的厂家关注的性能。影响干粉砂浆保水效果的因素包括HPMC的添加量、HPMC黏度、颗粒的细度及使用环境的温度等。

    纤维素醚的保水性：在建筑材料特别是干粉砂浆的生产中，纤维素醚发挥着不可替代的作用，特别是在特种砂浆（改性砂浆）的生产中，更是不可缺少的重要组成部分。水溶性纤维素醚在砂浆中的重要作用主要有三个方面，一是优良的保水能力，二是对砂浆稠度和触变性的影响，三是与水泥的相互作用。纤维素醚的保水作用，取决于基层的吸水性，砂浆的组成，砂浆的层厚，砂浆的需水量，凝结材料的凝结时间。就纤维素醚本身的保水性则来自于纤维素醚本身的溶解性和去水化作用。众所周知，纤维素分子链虽然含有大量水化性很强的OH基，但其本身并不溶于水，这是因为纤维素结构有高度的结晶性。单靠羟基的水化能力还不足以支付分子间强大的氢键和范德华力。所以在水中只溶胀不溶解，当分子链中引入取代基时，不但取代基破坏了氢链，而且因相邻链间取代基楔入而破坏链间氢键，取代基越大拉开分子间距离越大。破坏氢键效应越大，纤维素晶格膨化后，溶液进入，纤维素醚成为水溶性，形成高粘度溶液。当温度升高时，高分子水化作用减弱，而链间的水被逐出。当去水作用充分时，分子开始聚集，形成三维网状结构凝胶折出。

    
    影响砂浆的保水性的因素包括纤维素醚粘度，添加量，颗粒细度和使用温度。

    纤维素醚的粘度越大保水性能越好。黏度是羟丙基甲基纤维素性能的重要参数，目前不同的纤维素生产商采用不同的方法和仪器来测定HPHPMC的黏度，主要方法有Haake Rotovisko、Hoppler、Ubbelohde和Brookfield等。对于同一种产品，用不同方法测得的黏度结果差别很大，有的甚至是成倍的差异。因此，比较黏度时，一定要在同一种测试方法之间进行，包括温度、转子等。

    一般来说，黏度越高，保水效果越好。但黏度越高，HPMC的分子量越高，其溶解性能就会相应降低，这对砂浆的强度和施工性能有负面的影响。黏度越高，对砂浆的增稠效果越明显，但并不是正比的关系。黏度越高，湿砂浆会越黏，既施工时，表现为粘刮刀和对基材的黏着性高。但对湿砂浆本身的结构强度的增加帮助不大。既施工时，表现为抗下垂性能不明显。相反，一些中低黏度但经过改性的羟丙基甲基纤维素则在改善湿砂浆的结构强度有优异的表现。

   纤维素醚在砂浆中的添加量越大，保水性能越好，粘度越高，保水性能越优。

   对于颗粒尺寸，颗粒越细保水性越好。大颗粒的纤维素醚与水接触后，表面立即溶解而形成凝胶将物料包裹起来阻止水分子继续渗入，有时长时间搅拌也得不到均匀分散溶解，形成一种浑浊絮状溶液或结块。大大影响其纤维素醚的保水作用，溶解性则是选择纤维素醚的要素之一。细度也是羟丙基甲基纤维素的一个重要的性能指标。用于干粉砂浆的HPMC要求为粉末，水含量低，而且细度也要求20%~60%的粒径小于63um。细度影响到羟丙基甲基纤维素的溶解性。较粗的HPMC通常为颗粒状，在水中很容易分数溶解而不结块，但溶解速度很慢，不宜在干粉砂浆中使用。在干粉砂浆中，HPMC分散于骨料、细填料和水泥等胶结材料之间，只有足够细的粉末才能避免加水搅拌时出现羟丙基甲基纤维素结块。当HPMC加水溶解结块后，在分散溶解就很困难。细度较粗的HPMC不但浪费，而且会降低砂浆的局部强度，这样的干粉砂浆大面积施工时，就表现为局部干粉砂浆的固化速度明显降低，出现由于固化时间不同而造成的开裂。对于采用机械施工的喷射砂浆，由于搅拌的时间较短，对细度的要求更高。

   羟丙基甲基纤维素的细度对其保水性也有一定的影响，一般说，对于黏度相同而细度不同的羟丙基甲基纤维素，在相同添加量的情况下，细度越细的保水效果更加好。

   HPMC的保水性也和使用的温度有关，羟丙基甲基纤维素的保水性随温度的上升而降低。但在实际的材料应用中，许多环境下干粉砂浆经常会在高温(高于40度)的条件下施工于热基材，如夏天有日晒情况下的外墙腻子抹灰，这往往加速了水泥的固化和干粉砂浆的硬化。保水率的下降导致了明显感觉到施工性和抗开裂性均受到影响，在这种条件下减小温度因素的影响变得尤为关键。虽然羟丙基甲基纤维素醚添加剂目前被认为处于技术发展前沿的水平，但其对温度的依赖性依然会导致干粉砂浆性能的减弱。尽管提高羟丙基甲基纤维素用量(夏天配方)，施工性和抗开裂性仍不能满足使用的需要。对羟丙基甲基纤维素通过一些特殊的处理，如提高醚化度等，可以使其保水效果在温度较高的情况下保持较佳的效果，使它在恶劣条件下提供更好的表现。
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