إيثر السليلوز على ملاط ​​ذاتي التسوية

آثارهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز الأثيرتمت دراسة السيولة، احتباس الماء وقوة الترابط لمونة التسوية الذاتية. أظهرت النتائج أن HPMC يمكن أن يحسن بشكل فعال احتباس الماء في الملاط ذاتي التسوية ويقلل من تماسك الملاط. يمكن أن يؤدي إدخال HPMC إلى تحسين قوة ربط الملاط، ولكن يتم تقليل قوة الضغط وقوة الانثناء والسيولة. تم إجراء اختبار التباين SEM على العينات، وتم توضيح تأثير HPMC على تأثير التثبيط وتأثير احتباس الماء وقوة الملاط من مسار ترطيب الأسمنت عند 3 و28 يومًا.

الكلمات الرئيسية:ملاط التسوية الذاتية الأثير السليلوز. سيولة؛ احتباس الماء

0. مقدمة

يمكن لملاط التسوية الذاتية أن يعتمد على وزنه لتشكيل أساس مسطح وسلس وقوي على الركيزة، وذلك لوضع أو ربط مواد أخرى، ويمكنه تنفيذ مساحة كبيرة من البناء عالي الكفاءة، وبالتالي فإن السيولة العالية هي ميزة مهمة جدًا لملاط التسوية الذاتية ؛ خاصة إذا كانت ذات حجم كبير، أو كثيفة معززة أو فجوة أقل من 10 مم، أو تستخدم مواد الحشو في الردم. بالإضافة إلى السيولة الجيدة، يجب أن تتمتع الملاط ذاتية التسوية بقدرة معينة على احتباس الماء وقوة الارتباط، ولا توجد ظاهرة فصل النزيف، ولها خصائص ارتفاع الحرارة وانخفاض درجة الحرارة.

بشكل عام، يتطلب الملاط ذاتي التسوية سيولة جيدة، ولكن السيولة الفعلية لملاط الأسمنت عادة ما تكون فقط 10 ~ 12 سم. يمكن لملاط التسوية الذاتية أن يتم ضغطه ذاتيًا، ويكون وقت الإعداد الأولي طويلًا ووقت الإعداد النهائي قصيرًا. يعد إيثر السليلوز أحد المضافات الرئيسية للملاط الجاهز، على الرغم من أن كمية الإضافة منخفضة جدًا، إلا أنه يمكن أن يحسن أداء الملاط بشكل كبير، ويمكنه تحسين اتساق الملاط وأداء العمل وأداء الترابط وأداء الاحتفاظ بالماء، وله دور مهم جداً في مجال الملاط الجاهز.

1. المواد الخام وطرق البحث

1.1 المواد الخام

(1) أسمنت عادي P·O 42.5 درجة.

(2) مادة الرمل: رمل البحر المغسول شيامن، حجم الجسيمات 0.3 ~ 0.6 مم، محتوى الماء 1٪ ~ 2٪، التجفيف الاصطناعي.

(3) إيثر السليلوز: إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز هو منتج الهيدروكسيل المستبدل بالميثوكسي والهيدروكسي بروبيل، على التوالي، بلزوجة تبلغ 300 مللي باسكال · ثانية. في الوقت الحاضر، معظم إيثر السليلوز المستخدم هو إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز وإيثر هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز.

(4) الملدن الفائق: الملدن الفائق بحمض متعدد الكربوكسيل.

(5) مسحوق اللاتكس القابل لإعادة التشتت: سلسلة HW5115 التي تنتجها شركة Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. عبارة عن مسحوق لاتكس قابل لإعادة التشتت تمت بلمرته بواسطة VAC/VeoVa.

1.2 طرق الاختبار

تم إجراء الاختبار وفقًا لمعايير الصناعة JC/T 985-2005 "ملاط التسوية الذاتية القائم على الأسمنت للاستخدام الأرضي". تم تحديد وقت الإعداد من خلال الرجوع إلى الاتساق القياسي ووقت الإعداد لمعجون الأسمنت JC/T 727. يشير اختبار تشكيل الملاط ذاتي التسوية والانحناء وقوة الضغط إلى GB/T 17671. طريقة اختبار قوة الرابطة: يتم إعداد كتلة اختبار الملاط 80 مم × 80 مم × 20 مم مسبقًا، وعمرها يزيد عن 28 يومًا. يتم خشونة السطح، ويتم مسح الماء المشبع الموجود على السطح بعد ترطيبه لمدة 10 دقائق. تُسكب قطعة اختبار الملاط على السطح المصقول بحجم 40 مم × 40 مم × 10 مم. يتم اختبار قوة السندات في عمر التصميم.

تم استخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) لتحليل مورفولوجية المواد الأسمنتية في الملاط. في الدراسة، طريقة خلط جميع المواد المسحوقة هي: أولا، يتم خلط المواد المسحوقة لكل مكون بالتساوي، ثم تضاف إلى الماء المقترح لخلط موحد. تم تحليل تأثير اثير السليلوز على مونة التسوية الذاتية عن طريق اختبارات القوة والاحتفاظ بالماء والسيولة والاختبارات المجهرية SEM.

2. النتائج والتحليل

2.1 التنقل

لدى إيثر السليلوز تأثير مهم على احتباس الماء، والاتساق والأداء البناء لملاط التسوية الذاتية. تعد السيولة أحد المؤشرات الرئيسية لتقييم أداء الملاط ذاتي التسوية، خاصةً باعتبارها ملاطًا ذاتي التسوية. على أساس ضمان التركيب الطبيعي للملاط، يمكن تعديل سيولة الملاط عن طريق تغيير محتوى إيثر السليلوز.

مع زيادة محتوى الأثير السليلوز. تتناقص سيولة الملاط تدريجياً. عندما تكون الجرعة 0.06%، تنخفض سيولة الملاط بأكثر من 8%، وعندما تكون الجرعة 0.08%، تنخفض السيولة بأكثر من 13.5%. في الوقت نفسه، مع تمديد العمر، تشير الجرعة العالية إلى أنه يجب التحكم في كمية إيثر السليلوز ضمن نطاق معين، والجرعة العالية جدًا ستؤدي إلى آثار سلبية على سيولة الملاط. يشكل الماء والأسمنت الموجود في الملاط الملاط النظيف لملء فجوة الرمل، ويلتف حول الرمل ليلعب دور التشحيم، بحيث يكون للملاط سيولة معينة. مع إدخال إيثر السليلوز، يقل محتوى الماء الحر في النظام نسبيًا، كما تقل طبقة الطلاء الموجودة على الجدار الخارجي للرمل، مما يقلل من تدفق الملاط. نظرًا لمتطلبات الملاط ذاتي التسوية ذو السيولة العالية، يجب التحكم في كمية إيثر السليلوز في نطاق معقول.

2.2 احتباس الماء

يعد احتباس الماء في الملاط مؤشرًا مهمًا لقياس ثبات المكونات في ملاط ​​الأسمنت المخلوط حديثًا. يمكن أن تؤدي إضافة كمية مناسبة من إيثر السليلوز إلى تحسين احتباس الماء في الملاط. من أجل إجراء تفاعل الترطيب لمادة الأسمنت بشكل كامل، يمكن لكمية معقولة من إيثر السليلوز الاحتفاظ بالماء في الملاط لفترة طويلة لضمان إمكانية تنفيذ تفاعل الترطيب لمادة الأسمنت بالكامل.

يمكن استخدام إيثر السليلوز كعامل يحتفظ بالماء لأن ذرات الأكسجين الموجودة على روابط الهيدروكسيل والأثير ترتبط بجزيئات الماء لتكوين روابط هيدروجينية، مما يجعل الماء الحر يتحول إلى ماء مدمج. يمكن أن نرى من العلاقة بين محتوى إيثر السليلوز ومعدل احتباس الماء في الملاط أن معدل احتباس الماء في الملاط يزداد مع زيادة محتوى إيثر السليلوز. إن تأثير الاحتفاظ بالماء لإثير السليلوز يمكن أن يمنع الركيزة من امتصاص الكثير من الماء بسرعة كبيرة، ويمنع تبخر الماء، وبالتالي ضمان أن بيئة الملاط توفر الماء الكافي لترطيب الأسمنت. هناك أيضًا دراسات تظهر أنه بالإضافة إلى كمية إيثر السليلوز، فإن لزوجته (الوزن الجزيئي) لها أيضًا تأثير أكبر على احتباس الماء في الملاط، فكلما زادت اللزوجة، كان احتباس الماء أفضل. يتم استخدام إيثر السليلوز ذو اللزوجة 400 MPa·S بشكل عام في الملاط ذاتي التسوية، والذي يمكنه تحسين أداء التسوية للملاط وتحسين ضغط الملاط. عندما تتجاوز اللزوجة 40000 ميجاباسكال، لم يعد أداء الاحتفاظ بالماء يتحسن بشكل ملحوظ، وهو غير مناسب لملاط التسوية الذاتية.

في هذه الدراسة تم أخذ عينات من الملاط المحتوي على اثير السليلوز والملاط بدون اثير السليلوز. كان جزء من العينات عبارة عن عينات عمرية ثلاثية الأبعاد، وتم معالجة الجزء الآخر من عينات العمر ثلاثي الأبعاد بشكل قياسي لمدة 28 يومًا، ثم تم اختبار تكوين منتجات ترطيب الأسمنت في العينات بواسطة SEM.

تكون منتجات ترطيب الأسمنت في العينة الفارغة من عينة الملاط عند عمر ثلاثي الأبعاد أكثر من تلك الموجودة في العينة التي تحتوي على إيثر السليلوز، وفي عمر 28 يومًا، تكون منتجات الترطيب في العينة التي تحتوي على إيثر السليلوز أكبر بكثير من تلك الموجودة في العينة الفارغة. يتأخر الترطيب المبكر للمياه بسبب وجود طبقة غشاء معقدة مكونة من أثير السليلوز على سطح جزيئات الأسمنت في المرحلة المبكرة. ومع ذلك، مع تقدم العمر، تتم عملية الترطيب ببطء. في هذا الوقت، احتباس الماء لإثير السليلوز على الملاط يجعل هناك ما يكفي من الماء في الملاط لتلبية متطلبات تفاعل التميؤ، مما يفضي إلى التقدم الكامل لتفاعل التميه. ولذلك، هناك المزيد من منتجات الترطيب في الملاط في مرحلة لاحقة. نسبيًا، هناك كمية أكبر من الماء الحر في العينة الفارغة، والتي يمكن أن تلبي الماء المطلوب في تفاعل الأسمنت المبكر. ومع ذلك، مع تقدم عملية الترطيب، يتم استهلاك جزء من الماء الموجود في العينة عن طريق تفاعل الترطيب المبكر، ويتم فقدان الجزء الآخر عن طريق التبخر، مما يؤدي إلى عدم كفاية الماء في الملاط اللاحق. ولذلك، فإن منتجات الترطيب ثلاثية الأبعاد في العينة الفارغة أكثر نسبيًا. كمية منتجات الترطيب أقل بكثير من كمية منتجات الترطيب في العينة التي تحتوي على إيثر السليلوز. لذلك، من منظور منتجات الترطيب، تم توضيح مرة أخرى أن إضافة كمية مناسبة من إيثر السليلوز إلى الملاط يمكن أن يؤدي بالفعل إلى تحسين احتباس الماء في الملاط.

2.3 تحديد الوقت

يمتلك إيثر السليولوز تأثيرًا مثبطًا معينًا على الملاط، مع زيادة محتوى إيثر السليلوز. يتم بعد ذلك إطالة وقت إعداد الملاط. يرتبط التأثير المثبط لإثير السليلوز ارتباطًا مباشرًا بخصائصه الهيكلية. يحتوي إيثر السليلوز على بنية حلقة الجلوكوز المجففة، والتي يمكن أن تشكل بوابة معقدة جزيئية من السكر والكالسيوم مع أيونات الكالسيوم في محلول ترطيب الأسمنت، مما يقلل من تركيز أيونات الكالسيوم في فترة تحريض ترطيب الأسمنت، ويمنع تكوين وترسيب Ca(OH)2 وملح الكالسيوم. البلورات، وذلك لتأخير عملية ترطيب الأسمنت. يعتمد التأثير المثبط لإثير السليلوز على ملاط ​​الأسمنت بشكل أساسي على درجة استبدال الألكيل وليس له علاقة تذكر بوزنه الجزيئي. كلما كانت درجة استبدال الألكيل أصغر، كلما زاد محتوى الهيدروكسيل، وكان التأثير المثبط أكثر وضوحًا. لام سميتز وآخرون. يعتقد أن جزيئات إيثر السليلوز تمتز بشكل رئيسي على منتجات الترطيب مثل C — S — H و Ca(OH)2، ونادرًا ما تمتز على معادن الكلنكر الأصلية. بالاشتراك مع تحليل SEM لعملية ترطيب الأسمنت، وجد أن إيثر السليلوز له تأثير مثبط معين، وكلما زاد محتوى إيثر السليلوز، كلما كان تأثير التثبيط لطبقة الغشاء المعقدة على الترطيب المبكر للأسمنت أكثر وضوحًا، وبالتالي، أكثر وضوحا تأثير التثبيط.

2.4 قوة الانثناء وقوة الضغط

بشكل عام، تعتبر القوة أحد مؤشرات التقييم المهمة للمواد الأسمنتية ذات الأساس العلاجي للتأثير العلاجي للمخاليط. بالإضافة إلى أداء التدفق العالي، يجب أن تتمتع الملاط ذاتية التسوية أيضًا بقوة ضغط معينة وقوة انثناء. في هذه الدراسة تم اختبار مقاومة الضغط وقوة الانحناء لمدة 7 و 28 يوم للملاط الفارغ المخلوط مع اثير السليلوز.

مع زيادة محتوى إيثر السليلوز، يتم تقليل قوة ضغط الملاط وقوة الانحناء بسعة مختلفة، والمحتوى صغير، والتأثير على القوة غير واضح، ولكن مع محتوى أكثر من 0.02٪، يكون نمو معدل فقدان القوة أكثر وضوحًا. لذلك، في استخدام الأثير السليلوز لتحسين احتباس الماء هاون، ولكن أيضا تأخذ في الاعتبار تغير القوة.

أسباب انخفاض قوة الضغط والانحناء للملاط. ويمكن تحليلها من الجوانب التالية. أولاً، لم يتم استخدام الأسمنت ذو القوة المبكرة وسرعة التصلب في الدراسة. عندما تم خلط الملاط الجاف بالماء، تم امتصاص بعض جزيئات مسحوق مطاط إيثر السليلوز لأول مرة على سطح جزيئات الأسمنت لتكوين طبقة لاتكس، مما أدى إلى تأخير ترطيب الأسمنت وتقليل القوة المبكرة لمصفوفة الملاط. ثانياً، من أجل محاكاة بيئة العمل لتحضير مونة التسوية الذاتية في الموقع، لم تتعرض جميع العينات في الدراسة للاهتزاز في عملية التحضير والقولبة، واعتمدت على التسوية الذاتية للوزن. نظرًا للأداء القوي لإثير السليلوز في الاحتفاظ بالمياه في الملاط، فقد تم ترك عدد كبير من المسام في المصفوفة بعد تصلب الملاط. تعد زيادة المسامية في الملاط أيضًا سببًا مهمًا لتقليل قوة الضغط والانحناء للملاط. بالإضافة إلى ذلك، بعد إضافة إيثر السليلوز إلى الملاط، يزداد محتوى البوليمر المرن في مسام الملاط. عند الضغط على المصفوفة، يصعب على البوليمر المرن أن يلعب دورًا داعمًا جامدًا، مما يؤثر أيضًا على أداء قوة المصفوفة إلى حد ما.

2.5 قوة الترابط

إيثر السليلوز له تأثير كبير على خاصية الترابط للملاط ويستخدم على نطاق واسع في البحث وإعداد الملاط ذاتي التسوية.

عندما يكون محتوى إيثر السليلوز بين 0.02% و0.10%، فإن قوة ربط الملاط تتحسن بشكل واضح، وتكون قوة الرابطة عند 28 يومًا أعلى بكثير من تلك عند 7 أيام. يشكل إيثر السليلوز طبقة بوليمر مغلقة بين جزيئات ترطيب الأسمنت ونظام الطور السائل، مما يعزز المزيد من الماء في طبقة البوليمر خارج جزيئات الأسمنت، مما يفضي إلى الترطيب الكامل للأسمنت، وذلك لتحسين قوة رابطة المعجون. بعد تصلب. في الوقت نفسه، فإن الكمية المناسبة من إيثر السليلوز تعزز اللدونة والمرونة للملاط، وتقلل من صلابة منطقة الانتقال بين الملاط وواجهة الركيزة، وتقلل من ضغط الانزلاق بين الواجهة، وتعزز تأثير الترابط بين الملاط والركيزة في درجة معينة. نظرًا لوجود إيثر السليلوز في ملاط ​​الأسمنت، يتم تشكيل منطقة انتقالية بينية خاصة وطبقة بينية بين جزيئات الملاط ومنتجات الترطيب. هذه الطبقة البينية تجعل منطقة الانتقال البينية أكثر مرونة وأقل صلابة، بحيث يكون للملاط قوة ترابط قوية.

3. الخاتمة والمناقشة

يمكن أن يحسن إيثر السليلوز احتباس الماء في ملاط ​​التسوية الذاتية. مع زيادة كمية إيثر السليلوز، يتم تعزيز احتباس الماء في الملاط تدريجيًا، ويتم تقليل سيولة الملاط ووقت الإعداد إلى حد ما. سيؤدي احتباس الماء المرتفع جدًا إلى زيادة مسامية الملاط المتصلب، مما قد يؤدي إلى فقدان قوة الضغط والانحناء للملاط المتصلب بشكل واضح. وفي الدراسة، انخفضت القوة بشكل ملحوظ عندما كانت الجرعة بين 0.02% و0.04%، وكلما زادت كمية إيثر السليلوز، كان التأثير المثبط أكثر وضوحًا. لذلك، عند استخدام إيثر السليلوز، من الضروري أيضًا النظر بشكل شامل في الخواص الميكانيكية لملاط التسوية الذاتية، والاختيار المعقول للجرعة والتأثير التآزري بينها وبين المواد الكيميائية الأخرى.

استخدام إيثر السليلوز يمكن أن يقلل من قوة الضغط وقوة الانحناء لملاط الأسمنت، ويحسن قوة ربط الملاط. تحليل أسباب تغير القوة، الناجم بشكل رئيسي عن تغيير المنتجات الدقيقة والهيكل، من ناحية، جزيئات مسحوق مطاط السليلوز الأثير تمتز لأول مرة على سطح جزيئات الأسمنت، وتشكيل فيلم اللاتكس، وتأخير ترطيب الأسمنت، الذي سوف يسبب فقدان القوة المبكرة للطين؛ من ناحية أخرى، بسبب تأثير تشكيل الفيلم وتأثير احتباس الماء، فإنه يساعد على الترطيب الكامل للأسمنت وتحسين قوة الرابطة. ويرى المؤلف أن هذين النوعين من تغيرات القوة يوجدان بشكل أساسي في حد فترة الإعداد، وقد يكون تقدم وتأخير هذا الحد هو النقطة الحرجة التي تسبب حجم هذين النوعين من القوة. إن الدراسة الأكثر تعمقًا ومنهجية لهذه النقطة الحرجة ستؤدي إلى تنظيم وتحليل أفضل لعملية ترطيب المادة الأسمنتية في الملاط. من المفيد ضبط كمية إيثر السليلوز ووقت المعالجة وفقًا لمتطلبات الخواص الميكانيكية للملاط، وذلك لتحسين أداء الملاط.