HPMC Là gì? Ứng Dụng Bột Trét, Vữa, Bê Tông? Full

Apr 30, 2024

TKT Company

? Cập nhật Bài Viết “HPMC là chất gì” lần cuối ngày 04 tháng 30 năm 2024 tại Địa Điểm công ty TKT Company

Trong số 23 loại phụ gia bê tông thì HPMC là một trong loại phụ gia dùng cho cả bê tông và các loại ứng dụng vật liệu xây dựng khác như bột trét tường, vữa trét, keo dán gạch, bột chà ron…

Vậy HPMC là gì? Thành phần của chúng ra sao? Tác dụng của chúng trong ứng dụng vật liệu xây dựng như vữa xi măng, bột trét tường, keo dán gạch… Cùng chúng tôi tim hiểu qua bài viết sau đây.

Hình ảnh: HPMC là gì? Ứng dụng trong bột trét, vữa xi măng, bê tông ra sao?

Nội dung (Contents)

1. HPMC là gì?

1.1. Công thức và tính chất vật lý

Định nghĩa

HPMC là một cellulose ester non-ionic được sản xuất từ cellulose tự nhiên có trọng lượng phân tử cao qua một loạt những biến đổi hóa chất. Công thức hóa học Hydroxypropyl MethylCellulose (HPMC).

Nó có một số tính chất sau:

Khả năng hòa tan trong nước tốt.
Là loại non-ionic.
Ổn định pH
Hoạt tính bề mặt tốt
Là chất làm đặc, kết dính, có khả năng tạo màng, bôi trơn, kháng rêu mốc…

Tính chất vật lý

Xuất hiện màu trắng hoặc off-trắng bột
Methoxy (%) 19.0 ~ 24.0
Hydroxypropoxy (%) 4.0 ~ 12.0
pH 5,0 ~ 7,5
Độ ẩm (%) ≤ 5.0
Dư lượng khi đánh lửa (%) ≤ 5.0
Gelling nhiệt độ (℃) 70 ~ 90
Kích thước hạt min.99% đi qua lưới 100 (Mesh 100)

Hình ảnh: Hình dạng, màu sắc của bột HPMC

1.2. Ứng dụng HPMC

HPMC được sử dụng rộng rãi trong những ngành công nghiệp như: sản xuất bột trét tường, vật liệu xây dựng, sơn, nhựa tổng hợp, gốm sứ, thuốc, dệt, giấy, nông nghiệp, làm chất tạo đặc, tạo gel, nhũ hóa, phân tán, ổn định, giữ nước và nâng cao khả năng phối trộn. Ngoài ra, nó còn có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nữa.

HPMC đặc biệt được ứng dụng trong việc sản xuất các vật liệu xây dựng như: bột trét, bột mattit chịu nước cho tường cả bên trong và bên ngoài, làm chất kết dính, bột trám, chất hoạt động bề mặt, sơn nước, vữa trát, bê tông, bê tông Polymer tác nhân tự chảy tạo phẳng nhờ khả năng giữ nước cao, hiệu quả phân tán tốt, kích thước hạt mịn, dễ phối trộn và pha loãng…

HPMC là một chất phụ gia không thể thiếu cho xi măng và vật liệu xây dựng có nguồn gốc thạch cao.

1.3. Vai trò HPMC trong lĩnh vực vật liệu xây dựng

Khi sử dụng HPMC, vật liệu xây dựng có thể đạt được những hiệu quả sau:

Khả năng giữ nước tăng lên có thể bảo vệ xi măng và thạch cao khắc phục được hiện tượng đông kết kém và nứt nẻ do quá trình khô nhanh, trộn nước không hiệu quả.
Tạo lớp vữa trét có độ dẻo tốt giúp quá trình sơn được tốt hơn và hiệu quả.
Tăng khả năng kết dính của vữa – ngăn ngừa tới mức tối ưu nhất hiện tượng chảy vữa.

Ứng dụng chính của HPMC trong vật liệu xây dựng:

Hình ảnh: Ứng dụng HPMC trong ngành vật liệu xây dựng

1.3.1. Vữa xi măng – Cement Mortar

Trong quá trình sử dụng vữa xi măng, việc đảm bảo khả năng giữ nước tốt là rất quan trọng do gạch và tường có tính hút nước mạnh, cùng với đó là hàm lượng cát trong vữa cao hơn. Nếu không, gạch sẽ rất dễ hút nước trong vữa, dẫn đến vữa bị thất thoát một phần nước và khó thủy hóa đầy đủ xi măng.

Cường độ liên kết của vữa bao gồm cát, vôi và xi măng rất thấp, nhưng nó sẽ tăng lên đáng kể khi bổ sung Hydroxypropyl Methylcellulose. Ngay cả khi tải trọng lệch tâm hoặc tải trọng ngang xảy ra đáng kể, độ bền kéo uốn và độ bền cắt cũng sẽ tương đối cao.

Lượng Hydroxypropyl Methylcellulose bổ sung phải được xác định bằng thực nghiệm. Thêm quá nhiều sẽ tạo ra quá nhiều bong bóng trong vữa và làm giảm cường độ nén. Nhưng nếu sử dụng hợp lý sẽ tạo ra bước cải tiến cơ bản trong việc sử dụng vữa xi măng.

1.3.2. Keo dán gạch men – Ceramic Tile Adhesive

Do keo dán gạch men phải có độ kết dính giữa lớp nền và gạch men rất cao nên keo dán chịu tác động của hai mặt nước hấp thụ là bề mặt lớp nền (tường) và gạch men. Đối với gạch men, có sự khác biệt lớn về chất lượng. Một số có lỗ rỗng lớn, độ hút nước của gạch men cao nên đặc tính liên kết của keo dán gạch men sẽ bị hỏng.

Trong trường hợp này, các chất giữ nước tỏ ra đặc biệt quan trọng và việc bổ sung Hydroxypropyl Methylcellulose có thể đáp ứng tốt nhu cầu này.

1.3.3. Vữa trát – Plaster

Đối với vữa trát (bột trát), khả năng thi công, độ dẻo và độ nhớt ban đầu là một số tính chất quan trọng. Ngay cả khi thêm một lượng rất nhỏ (vài phần nghìn) Hydroxypropyl Methylcellulose cũng sẽ làm cho các đặc tính này được cải thiện đáng kể.

Trong vữa trát gốc xi măng và thạch cao (cement- and gypsum-based plaster), nước rất cần thiết cho quá trình đông cứng cuối cùng.

Cũng giống như vữa xi măng, khả năng giữ nước của xenlulô sẽ giúp cho lớp vữa trát sau khi đóng rắn có cường độ liên kết tương đối cao.

HPMC giúp Cải thiện độ đồng đều, làm cho lớp trát dễ bay hơn, cải thiện tính chất chống treo, tăng cường tính lưu động và đặc tính bơm, và cải thiện hiệu quả làm việc.

Nó có khả năng giữ nước cao, kéo dài thời gian ninh kết của vữa, nâng cao hiệu quả làm việc, đồng thời có lợi cho quá trình thủy hóa và hóa rắn của vữa để tạo ra độ bền cơ học cao.

Kiểm soát việc đưa không khí vào để loại bỏ các vết nứt trên bề mặt lớp phủ và tạo thành một bề mặt nhẵn lý tưởng.

Hình ảnh: Phụ gia HPMC sử dụng trong vữa xi măng, vữa thạch cao

Có thể bạn chưa biết:

Vật liệu trát, trét là gì?

Plaster là một loại vật liệu xây dựng được sử dụng để bảo vệ hoặc tạo lớp phủ trang trí cho tường và trần nhà cũng như để tạo khuôn và đúc các chi tiết trang trí. Trong tiếng Anh, “plaster” thường có nghĩa là vật liệu được sử dụng cho nội thất của các tòa nhà, trong khi “render” thường chỉ các ứng dụng bên ngoài.

Một thuật ngữ không chính xác khác được sử dụng cho vật liệu trát là stucco, cũng thường được sử dụng cho công trình, vật liệu trét được gia công theo một cách nào đó để tạo ra trang trí phù điêu, thay vì các bề mặt phẳng.

Các loại vật liệu trát plaster phổ biến nhất chủ yếu chứa thạch cao, vôi hoặc xi măng, nhưng tất cả đều hoạt động theo cách tương tự. Bột trát được sản xuất dưới dạng bột khô và được trộn với nước để tạo thành một hỗn hợp cứng nhưng có thể sử dụng được ngay trước khi trát lên bề mặt. Phản ứng với nước giải phóng nhiệt thông qua quá trình kết tinh và vữa trét ngậm nước sau đó cứng lại.

Plaster có thể được gia công tương đối dễ dàng bằng các dụng cụ kim loại và giấy nhám và có thể được đúc tại chỗ hoặc trước, và các mảnh đã gia công có thể được dán vào vị trí bằng chất kết dính. Vữa trát plaster thích hợp để hoàn thiện hơn là chịu lực và khi được ứng dụng dày để trang trí có thể yêu cầu một khung hỗ trợ ẩn, thường là bằng kim loại.

Vật liệu trét đất sét (Clay plaster)

Là hỗn hợp của đất sét, cát và nước thường có thêm sợi thực vật để tạo độ bền kéo trên thanh gỗ.

Vật liệu trét thạch cao: (Gypsum plaster – thạch cao Paris)

Còn được gọi là thạch cao Paris, là một loại bột màu trắng bao gồm canxi sunfat hemihydrat. Dạng tự nhiên của hợp chất là khoáng chất bassanite.

Cái tên “thạch cao của Paris” được đặt bởi vì ban đầu nó được tạo ra bằng cách đun nóng thạch cao từ một mỏ lớn ở Montmartre, một ngọn đồi ở cuối phía bắc của Paris.

Bột trét vôi (lime plaster)

Vữa vôi là hỗn hợp của canxi hydroxit và cát (hoặc các chất độn trơ khác). Carbon dioxide trong khí quyển làm cho thạch cao cứng lại bằng cách biến đổi canxi hydroxit thành canxi cacbonat (đá vôi). Whitewash dựa trên cùng một chất hóa học.

Để làm thạch cao vôi, đá vôi (canxi cacbonat) được nung nóng trên khoảng 850 °C (1600°F) để tạo ra vôi sống (canxi oxit). Sau đó, nước được thêm vào để tạo ra vôi tôi (canxi hydroxit), được bán dưới dạng bột ướt hoặc bột trắng. Nước bổ sung được thêm vào để tạo thành bột nhão trước khi sử dụng. Bột nhão có thể được bảo quản trong hộp kín. Khi tiếp xúc với khí quyển, canxi hydroxit rất chậm biến trở lại thành canxi cacbonat thông qua phản ứng với khí carbon dioxide trong khí quyển, làm cho vữa trát vôi tăng cường độ.

Vật liệu trét xi măng Cement plaster

Vật liệu trát xi măng là hỗn hợp của vật liệu trát, cát, xi măng poóc lăng và nước thích hợp thường được sử dụng cho các công trình xây dựng bên trong và bên ngoài để đạt được bề mặt nhẵn. Các bề mặt bên trong đôi được hoàn thiện bằng một lớp trát thạch cao.

Tường xây bằng gạch nguyên khối thì trát bình thường, tường gạch ốp mặt thì không trát. Các loại vật liệu trát gốc xi măng khác nhau cũng được sử dụng làm sản phẩm chống cháy phun độc quyền. Chúng thường sử dụng vermiculite làm cốt liệu nhẹ. Các phiên bản nặng của vật liệu trát như vậy cũng được sử dụng để chống cháy bên ngoài, để bảo vệ tàu LPG, cầu ống và váy tàu.

Vật liệu trát xi măng được giới thiệu lần đầu tiên ở Mỹ vào khoảng năm 1909 và thường được gọi bằng tên chung vật liệu trát cứng rắn theo tên một nhà sản xuất nổi tiếng thời bấy giờ. Ưu điểm của vữa xi măng được ghi nhận vào thời điểm đó là cường độ, độ cứng, thời gian đông kết nhanh và độ bền.

Vật liệu trát chịu nhiệt

Vật liệu trát chịu nhiệt là vật liệu xây dựng được sử dụng để phủ tường và ống khói và được sử dụng làm rào cản lửa trên trần nhà. Mục đích của nó là thay thế các tấm thạch cao thông thường trong trường hợp nhiệt độ có thể tăng quá cao khiến thạch cao không thể bám trên tường hoặc trần nhà.

Một ví dụ về chế phẩm thạch cao chịu nhiệt là hỗn hợp xi măng Portland, thạch cao, vôi, cốt liệu cách nhiệt đã tách lớp (đá trân châu và vermiculite hoặc mica), đá phiến sét phốt phát và một lượng nhỏ chất kết dính (như Gum karaya) và chất tẩy rửa tác nhân (chẳng hạn như natri dodecylbenzene sulfonate).

1.3.2. Các sản phẩm thạch cao và thạch cao

Cải thiện tính đồng nhất, làm cho lớp trát dễ bay hơn, cải thiện tính chất chống treo, tăng cường tính lưu động và đặc tính bơm, và cải thiện hiệu quả làm việc.

Kiểm soát độ đặc của vữa để tạo thành lớp phủ bề mặt lý tưởng.

1.3.3. Vữa xây

Tăng cường độ kết dính với bề mặt khối xây, tăng cường khả năng giữ nước và cải thiện cường độ của vữa.

Cải thiện độ nhớt và độ dẻo, cải thiện khả năng xây dựng; Sử dụng vữa cải tiến bằng ete xenlulo, dễ thi công hơn, tiết kiệm thời gian thi công và giảm giá thành công trình.

Ete xenlulo giữ nước siêu cao phù hợp với gạch có độ hút nước cao.

1.3.4. Tấm đệm khớp nối

Khả năng giữ nước tuyệt vời, kéo dài thời gian mở và nâng cao hiệu quả công việc. Chất bôi trơn cao, dễ trộn.

Cải thiện các đặc tính chống co ngót và chống nứt, và cải thiện chất lượng bề mặt của lớp phủ.

Cải thiện độ bám dính của bề mặt liên kết và mang lại kết cấu mịn và mượt.

1.3.5. Keo dán gạch

Dễ dàng làm khô các thành phần hỗn hợp mà không kết tụ, cải thiện tốc độ thi công, cải thiện hiệu suất thi công, tiết kiệm thời gian làm việc và giảm chi phí làm việc.

Bằng cách kéo dài thời gian mở, hiệu quả ốp lát được cải thiện và mang lại hiệu quả bám dính tuyệt vời.

1.3.6. Vữa tự san

Cung cấp độ nhớt, có thể được sử dụng như chất chống lắng.

Tăng cường hiệu suất bơm thanh khoản và nâng cao hiệu quả thi công sàn.

Kiểm soát việc giữ nước và co ngót, giảm nứt và co ngót của sàn.

1.3.7. Lớp phủ trong nước

Ngăn chặn kết tủa rắn và kéo dài thời gian chứa sản phẩm. Tính ổn định sinh học cao, khả năng tương thích tuyệt vời với các thành phần khác.

Cải thiện tính lưu động, cung cấp khả năng chống văng tốt, chống chảy xệ và san bằng, đồng thời đảm bảo bề mặt hoàn thiện tốt.

1.3.8. Bột giấy dán tường

Hòa tan nhanh mà không kết tụ có lợi cho việc trộn.

Cung cấp độ bền liên kết cao.

1.3.9. Tấm xi măng đùn

Nó có độ kết dính và độ bôi trơn cao, đồng thời nâng cao khả năng xử lý của các sản phẩm đùn.

Cải thiện độ bền của phiến xanh, thúc đẩy hiệu quả đóng rắn hydrat hóa và nâng cao năng suất.

1.3.10. Sản phẩm HPMC cho vữa trộn sẵn

Sản phẩm HPMC đặc biệt dành cho vữa trộn sẵn có khả năng giữ nước tốt hơn so với sản phẩm thông thường trong vữa trộn sẵn, đảm bảo vật liệu kết dính vô cơ được ngậm nước hoàn toàn, ngăn ngừa đáng kể việc giảm cường độ liên kết do khô quá nhanh và nứt do co ngót khô.

HPMC cũng có tác dụng hút khí nhất định. Sản phẩm HPMC đặc biệt dành cho vữa trộn sẵn có thể tăng cường độ và độ trát của vữa trộn sẵn do khả năng thoát khí thích hợp, thoát khí đồng đều và các bọt nhỏ.

Sản phẩm HPMC đặc biệt dành cho vữa trộn sẵn có tác dụng làm chậm nhất định, có thể kéo dài thời gian thi công của vữa trộn sẵn và giảm khó thi công.

2. Ảnh hưởng của HPMC và CMC đến tính năng của bê tông

Ête cellulose, vữa hỗn hợp khô, Hydroxy Propyl Methyl Cellulose (HPMC), natri carboxymethylcellulose CMC (sodium carboxymethylcellulose) and HPMC (Hydroxy Propyl Methyl Cellulose) được thêm vào vữa có thể đóng vai trò kép là giữ nước và làm đặc. Khi tăng liều lượng, mức độ phân lớp của vữa sẽ giảm. CMC là một ete cellulose ion và có thể phản ứng với Ca(OH)2 khi thêm vào vữa.

CMC không có sự cải thiện rõ ràng về đặc tính giữ nước của vữa và liều lượng tương đối lớn. Tuy nhiên, HPMC là một ether cellulose không ion, có hiệu suất ổn định. Một lượng bổ sung nhỏ được thêm vào vữa, chỉ bằng 1/10 liều lượng CMC, có thể làm giảm đáng kể mức độ phân lớp của vữa và đóng vai trò giữ nước rất tốt.

Khi trộn CMC và HPMC với vữa, bọt khí sẽ xuất hiện. Đặc biệt là khi liều lượng HPMC rất thấp, rất nhiều bong bóng nhỏ sẽ được tạo ra. Những bong bóng này có thể có tác dụng “như các ổ bi” trong vữa, do đó khả năng làm việc của vữa tươi có thể được cải thiện.

Nhưng một số lượng lớn bọt khí có thể làm giảm tỷ trọng ướt của vữa, và sau khi vữa cứng lại, các lỗ rỗng sẽ hình thành bên trong vữa, do đó cấu trúc bên trong của vữa sẽ trở nên lỏng lẻo, do đó cường độ vữa cũng sẽ giảm đáng kể giảm.

Thêm HPMC vào vữa, cường độ uốn của vữa sẽ giảm ít hơn nhưng cường độ nén sẽ giảm nhiều hơn. Xu hướng tăng của đường cong tỷ lệ cường độ uốn và cường độ nén cho thấy việc bổ sung HPMC có thể cải thiện độ dẻo dai của vữa. Khi cường độ nén của vữa giảm, sẽ không thể làm sàn bê tông mài được.

Do đó đối với các loại sàn bê tông đánh bóng cần hết sức lưu ý và cần làm thực nghiệm khi sử dụng HPMC.

3. Công thức của một vài loại vữa sử dụng HPMC

3.1. Công thức vữa trét tường putty wall gốc xi măng

Công thức vữa trét tường sử dụng HPMC

Xi măng đông kết nhanh Calcium Sulfoaluminate Cement 20-50%
Bột đá vôi Calcium Carbonate 20-50%
Tro Fly Ash 10-25%
VAE Polymer 5-20%
Magnesium Carbonate 0-7
Total Silica, crystalline quartz 0-3

3.2. Công thức vữa trét tường putty wall gốc thạch cao

Quantity(g)	Name or model of raw materials	Remarks
300.00-400.00	Thạch cao
40.00-50.00	Bột đất sét
500.00-600.00	Bột đá vôi	350 mesh
2.00-3.00	HPMC	Viscosity(Brookfield RV) 40000~50000cps
10.00-15.00	RDP	Tg 3℃

Nước: 400ml/kg

3.3. Công thức keo dán gạch men

Quantity(g)	Name or model of raw materials	Remarks
400.00-450.00	Xi măng	42.5R
15.00-25.00	Hydrated lime (Ca(OH)2) Vôi ngậm nước
360.00-400.00	Cát	0.1-0.5mm
100.00-130.00	Bột Canxi CaCO3	200-300mesh
3.00-4.00	HPMC	Viscosity(Brookfield RV) 70000~80000cps
20.00-30.00	RDP	MFFT 4℃

Nước: 200-250ml/kg

3.4. Công thức vữa cho Hệ thống cách nhiệt và hoàn thiện bên ngoài

Basic formulation of EIFS adhesive mortar(≈1KG)

Quantity(g)	Name or model of raw materials	Remarks
250.00-300.00	Xi măng	42.5R
25.00-35.00	Bột đá vôi ngậm nước Ca(OH)2
540.00-580.00	Cát	0.5mm
100.00-150.00	Bột đá vôi CaC03	100-200mesh
1.00-5.00	Sợi gỗ
2.00-3.00	HPMC	Viscosity(Brookfield RV) 40000~50000cps
20.00-30.00	RDP	Tg 3℃

Dosage of water: 200-400ml/kg

3.5. Công thức vữa keo chà ron gạch

Quantity(g)	Name or model of raw materials	Remarks
300.00-350.00	Xi măng	42.5R
150.00-200.00	Bột Canxi CaC03	100-200mesh
400.00-450.00	Bột Canxi CaC03	300mesh
1.00-2.00	Thixotropic lubricant
1.00-3.00	Sợi gỗ
0.1-0.3	Starch ether
1.00-2.00	HPMC	Viscosity(Brookfield RV) 25000~35000cps
15.00-25.00	RDP	Tg 3℃

Hàm lượng nước: 250-300ml/kg

Trên đây là toàn bộ thông tin về phụ gia bê tông HPMC dành cho vật liệu xây dựng, vữa vi măng, bê tông.

Ở bài viết tiếp theo chúng tôi sẽ cùng bạn tìm hiểu về các loại phụ gia phổ biến khác bao gồm RDP, Starch Ether, PVA, Sợi gỗ, Thixotripic Lubricant… Các bạn hãy đón đọc nhé.