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羟丙基甲基纤维素HPMC对水泥砂浆性能影响的分析研究

羟丙基甲基纤维素HPMC掺量对砂浆性能的影响

HPMC能显著提高砂浆的保水性，较低掺量的HPMC即可使砂浆保水率有显著

提高，掺量为0.02%时，保水率从83%升至88%；掺量为0.2%时，保水率达97%。同

时，低掺量的HPMC也使砂浆分层度、泌水率明显降低，这表明HPMC不但能提高砂

浆的保水性，而且能显著改善砂浆的粘聚性，这对砂浆施工质量的均匀性是非常

有利的。

然而，HPMC对砂浆抗折强度和抗压强度则有一定程度的负面影响。随着

HPMC掺量的增加，砂浆抗折强度、抗压强度均出现逐渐降低的趋势。同时，HPMC

能使砂浆抗拉强度有所提高，HPMC掺量在0.1%以内时，随HPMC掺量增加，砂浆

抗拉强度不断增加，而掺量超过0.1%后，抗拉强度便不再明显增加HPMC同样可

使砂浆压剪粘结强度显著增加，掺入0.2%的HPMC可使砂浆粘结强度从0.72MPa

提高到1.16MPa。

研究表明，羟丙基甲基纤维素HPMC可明显延长砂浆的凉置时间，使砂浆的滑

移量显著降低，这对于瓷砖粘贴施工是非常有利的。未掺HPMC时砂浆凉置20min

的粘结强度从0.72MPa降至0.54MPa，掺入0.05%、0.1%HPMC后砂浆凉置20min

的粘结强度分别为0.8MPa和0.84MPa。未掺HPMC时砂浆的滑移量为5.5mm，随着

HPMC掺量的增加，滑移量不断降低，掺量0.2%时砂浆滑移量降至2.1mm，滑移

量的大幅降低为瓷砖粘贴等薄层施工提供了技术保障。

此外，羟丙基甲基纤维素HPMC可有效抑制砂浆塑性裂缝的形成，使塑性裂

缝明显降低。HPMC掺量较低时，裂缝指数随HPMC掺量增加而显著降低，掺量为

0.1%、0.2%时，砂浆的相对裂缝指数分别为63%和50%，而HPMC掺量超过0.2%后

，砂浆的塑性裂缝便不再明显降低了。

羟丙基甲基纤维素HPMC粘度、细度对砂浆性能的影响

粘度、细度是影响HPMC性能的重要指标。研究表明，HPMC保水效果随其粘

度的增加而提高，但粘度超过40000MPa•s后，保水性随粘度增加而提高有限。

粘度越高，HPMC分子量越大，溶解性会相应降低，对砂浆保水性提高不大的同

时却会对强度和施工性有负面影响。综合考虑，在水泥砂浆中采用粘度为40000

MPa•s的纤维素醚较为适宜。

随着HPMC颗粒逐渐变细，其对砂浆的保水性也有一定提高。细度会影响

HPMC的溶解性。较粗的HPMC在水中溶解速度很慢，不宜在干拌砂浆中使用（国

产品有些为絮状，在水中不仅不易分散溶解，甚至会结块）。干混砂浆中，

HPMC分散于集料、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

其在加水搅拌时出现结块。而当HPMC加水溶解结块后，再分散溶解就很困难。

粒度较粗的HPMC不但浪费，而且会降低砂浆的局部强度，这样的干混砂浆在大面

积施工时，就可能表现为局部砂浆的固化速度明显降低，会出现由于胶结材料

水化不均而造成的开裂。对于采用机械施工的喷射砂浆，由于搅拌时间较短，对

HPMC细度的要求更高。故综合考虑后，用于水泥砂浆的纤维素醚的粒度应小于

80μm。

由此可见，羟丙基甲基纤维素HPMC是干拌砂浆的高效保水剂，它使砂浆泌

水率、分层度降低，而使砂浆粘聚性、抗流挂性提高。HPMC虽使砂浆抗折、抗

压强度稍有降低，但可显著提高砂浆抗拉强度和粘结强度，HPMC在干混砂浆中

的适宜掺量为0.1%~0.3%。此外，HPMC可有效抑制砂浆塑性裂缝的形成，降低砂

浆塑性开裂指数。砂浆的保水性随HPMC粘度增加而提高，而当粘度超过

40000MPa•s后，保水性就不再明显增加。HPMC细度对砂浆保水率也有一定影

响，颗粒较细时，砂浆的保水率有所提高。通常用于水泥砂浆的HPMC粒度应

小于80μm。