تأثير اثير السليولوز على خواص الملاط

تمت دراسة تأثير نوعين من اثيرات السليولوز على أداء الملاط. أظهرت النتائج أن كلا النوعين من إثيرات السليلوز يمكن أن يحسن بشكل كبير احتباس الماء في الملاط ويقلل من تماسك الملاط؛ يتم تقليل قوة الضغط بدرجات مختلفة، ولكن يتم زيادة نسبة الطي وقوة الترابط للملاط بدرجات مختلفة، وبالتالي تحسين بناء الملاط.

الكلمات الرئيسية:الأثير السليلوز. عامل الاحتفاظ بالمياه؛ قوة الترابط

إيثر السليلوز (MC)هو مشتق من مادة السليلوز الطبيعية. يمكن استخدام إيثر السليلوز كعامل لاحتجاز الماء، أو كمكثف، أو رابط، أو مشتت، أو مثبت، أو عامل تعليق، أو مستحلب، أو مساعد في تشكيل الفيلم، وما إلى ذلك. نظرًا لأن إيثر السليلوز له قدرة جيدة على احتباس الماء وتأثير سماكة على الملاط، فإنه يمكن أن يحسن بشكل كبير من قابلية التشغيل من الملاط، لذا فإن إيثر السليلوز هو البوليمر القابل للذوبان في الماء الأكثر استخدامًا في الملاط.

1. اختبار المواد وطرق الاختبار

1.1 المواد الخام

الأسمنت: أسمنت بورتلاند عادي تنتجه شركة Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd.، بدرجة قوة 42.5. الرمال: رمل نانيانغ الأصفر، معامل النعومة 2.75، الرمال المتوسطة. إيثر السليلوز (MC): C9101 من إنتاج شركة Beijing Luojian وHPMC من إنتاج شركة Shanghai Huiguang.

1.2 طريقة الاختبار

في هذه الدراسة، كانت نسبة الرمل إلى الجير 1:2، وكانت نسبة الماء إلى الأسمنت 0.45؛ تم خلط إيثر السليلوز مع الأسمنت أولاً، ثم تمت إضافة الرمل وتقليبه بالتساوي. يتم حساب جرعة إيثر السليلوز وفقًا لنسبة كتلة الأسمنت.

يتم إجراء اختبار قوة الضغط واختبار الاتساق بالرجوع إلى JGJ 70-90 "طرق اختبار الخصائص الأساسية لملاط البناء". يتم إجراء اختبار قوة الانثناء وفقًا للمواصفة GB/T 17671–1999 "اختبار قوة ملاط ​​الأسمنت".

تم إجراء اختبار احتباس الماء وفقًا لطريقة ورق الترشيح المستخدمة في شركات إنتاج الخرسانة الخلوية الفرنسية. العملية المحددة هي كما يلي: (1) وضع 5 طبقات من ورق الترشيح البطيء على لوحة دائرية بلاستيكية، ووزن كتلتها؛ (2) ضع واحدة على اتصال مباشر بالملاط. ضع ورق الترشيح عالي السرعة على ورق الترشيح البطيء السرعة، ثم اضغط على أسطوانة بقطر داخلي 56 مم وارتفاع 55 مم على ورق الترشيح السريع؛ (3) صب الملاط في الاسطوانة؛ (4) بعد ملامسة الملاط وورق الترشيح لمدة 15 دقيقة، قم بوزن جودة ورق الترشيح البطيء والقرص البلاستيكي مرة أخرى؛ (5) احسب كتلة الماء التي يمتصها ورق الترشيح البطيء لكل مساحة متر مربع، وهو معدل امتصاص الماء؛ (6) معدل امتصاص الماء هو الوسط الحسابي لنتائج الاختبارين. إذا تجاوز الفرق بين قيم المعدل 10%، يجب إعادة الاختبار؛ (7) يتم التعبير عن احتباس الماء في المونة بمعدل امتصاص الماء.

تم إجراء اختبار قوة الرابطة بالرجوع إلى الطريقة الموصى بها من قبل الجمعية اليابانية لعلوم المواد، وتميزت قوة الرابطة بقوة الانثناء. يعتمد الاختبار على عينة منشورية يبلغ حجمها 160 مم×40 ملم×40 ملم. تم معالجة عينة الملاط العادية المصنوعة مسبقًا حتى عمر 28 يومًا، ثم تم تقطيعها إلى نصفين. تم تحويل نصفي العينة إلى عينات باستخدام ملاط ​​عادي أو ملاط ​​بوليمر، ثم يتم معالجتهما بشكل طبيعي في الداخل إلى عمر معين، ثم يتم اختبارهما وفقًا لطريقة اختبار قوة الانحناء لملاط الأسمنت.

2. نتائج الاختبار والتحليل

2.1 الاتساق

من تأثير إيثر السليلوز على اتساق الملاط، يمكن ملاحظة أنه مع زيادة محتوى إيثر السليلوز، يظهر اتساق الملاط بشكل أساسي اتجاهًا تنازليًا، ويكون انخفاض اتساق الملاط الممزوج بـ HPMC أسرع من الملاط الممزوج بـ C9101. وذلك لأن لزوجة إيثر السليلوز تعيق تدفق الملاط، ولزوجة HPMC أعلى من لزوجة C9101.

2.2 احتباس الماء

في الملاط، تحتاج المواد الأسمنتية مثل الأسمنت والجبس إلى ترطيبها بالماء حتى تتماسك. يمكن لكمية معقولة من إيثر السليلوز أن تحافظ على الرطوبة في الملاط لفترة طويلة بما فيه الكفاية، بحيث يمكن أن تستمر عملية الإعداد والتصلب.

من تأثير محتوى إيثر السليلوز على احتباس الماء في الملاط، يمكن ملاحظة ما يلي: (1) مع زيادة محتوى إيثر السليلوز C9101 أو HPMC، انخفض معدل امتصاص الماء في الملاط بشكل ملحوظ، أي احتباس الماء في الملاط. تم تحسين الملاط بشكل ملحوظ، خاصة عند خلطه مع ملاط ​​HPMC. ويمكن تحسين احتفاظه بالمياه بشكل أكبر؛ (2) عندما تكون كمية HPMC من 0.05% إلى 0.10%، فإن الملاط يلبي تمامًا متطلبات الاحتفاظ بالمياه في عملية البناء.

كلا إيثرات السليلوز عبارة عن بوليمرات غير أيونية. يمكن لمجموعات الهيدروكسيل الموجودة في السلسلة الجزيئية لإيثر السليلوز وذرات الأكسجين الموجودة على روابط الأثير أن تشكل روابط هيدروجينية مع جزيئات الماء، مما يحول الماء الحر إلى ماء مرتبط، وبالتالي يلعب دورًا جيدًا في احتباس الماء.

يعتمد احتباس الماء في إيثر السليلوز بشكل أساسي على اللزوجة وحجم الجسيمات ومعدل الذوبان وكمية الإضافة. بشكل عام، كلما زادت الكمية المضافة، زادت اللزوجة، وكلما زادت النعومة، زاد احتباس الماء. يحتوي كل من C9101 وإيثر السليلوز HPMC على مجموعات ميثوكسي وهيدروكسي بروبوكسي في السلسلة الجزيئية، لكن محتوى الميثوكسي في إيثر السليلوز HPMC أعلى من محتوى C9101، ولزوجة HPMC أعلى من لزوجة C9101، وبالتالي فإن احتباس الماء في الملاط الممزوج بملاط HPMC أعلى من الملاط الممزوج بملاط HPMC C9101 الكبير. ومع ذلك، إذا كانت اللزوجة والوزن الجزيئي النسبي لإيثر السليلوز مرتفعين جدًا، فسوف تنخفض قابلية ذوبانه وفقًا لذلك، مما سيكون له تأثير سلبي على قوة الملاط وقابليته للتشغيل. القوة الهيكلية لتحقيق تأثير الترابط الممتاز.

2.3 قوة الانثناء وقوة الضغط

من تأثير إيثر السليلوز على قوة الانثناء والضغط للملاط، يمكن ملاحظة أنه مع زيادة محتوى إيثر السليلوز، أظهرت قوة الانثناء والضغط للملاط عند 7 و 28 يومًا اتجاهًا هبوطيًا. ويرجع ذلك أساسًا إلى ما يلي: (1) عند إضافة إيثر السليلوز إلى الملاط، تزداد البوليمرات المرنة في مسام الملاط، ولا يمكن لهذه البوليمرات المرنة توفير دعم صلب عند ضغط المصفوفة المركبة. ونتيجة لذلك، يتم تقليل قوة الانثناء والضغط للملاط. (2) مع زيادة محتوى إيثر السليلوز، يصبح تأثير الاحتفاظ بالماء أفضل وأفضل، بحيث بعد تشكيل كتلة اختبار الملاط، تزداد المسامية في كتلة اختبار الملاط، وسيتم تقليل قوة الانثناء والضغط ; (3) عندما يتم خلط الملاط الجاف مع الماء، يتم امتصاص جزيئات اللاتكس السليلوز الأثير أولاً على سطح جزيئات الأسمنت لتشكيل فيلم لاتكس، مما يقلل من ترطيب الأسمنت، وبالتالي يقلل أيضًا من قوة الهاون.

نسبة 2.4 أضعاف

مرونة الملاط تمنح الملاط قابلية جيدة للتشوه، مما يمكنه من التكيف مع الضغط الناتج عن انكماش وتشوه الركيزة، وبالتالي تحسين قوة الرابطة ومتانة الملاط بشكل كبير.

من تأثير محتوى إيثر السليلوز على نسبة طي الملاط (ff/fo)، يمكن ملاحظة أنه مع زيادة محتوى إيثر السليلوز C9101 ومحتوى HPMC، أظهرت نسبة طي الملاط بشكل أساسي اتجاهًا متزايدًا، مما يشير إلى أن مرونة الملاط كانت تحسين.

عندما يذوب إيثر السليلوز في الملاط، لأن الميثوكسيل والهيدروكسي بروبوكسيل الموجود في السلسلة الجزيئية سوف يتفاعل مع Ca2+ وAl3+ في الملاط، يتم تشكيل هلام لزج وملء فجوة الملاط الأسمنتي، وبالتالي يلعب دور الحشو المرن. والتعزيز المرن، مما يحسن من تماسك الملاط، ويظهر أن مرونة الملاط المعدل قد تحسنت بشكل مجهري.

2.5 قوة السندات

من تأثير محتوى اثير السليلوز على قوة رابطة الملاط يمكن ملاحظة أن قوة رابطة الملاط تزداد بزيادة محتوى اثير السليلوز.

يمكن أن تشكل إضافة إيثر السليلوز طبقة رقيقة من فيلم بوليمر مقاوم للماء بين إيثر السليلوز وجزيئات الأسمنت المائي. هذا الغشاء له تأثير مانع للتسرب ويحسن ظاهرة "جفاف السطح" للملاط. بسبب احتباس الماء الجيد لإيثر السليلوز، يتم تخزين كمية كافية من الماء داخل الملاط، وبالتالي ضمان تصلب الأسمنت بالترطيب والتطور الكامل لقوته، وتحسين قوة رابطة عجينة الأسمنت. بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة إيثر السليلوز يحسن تماسك الملاط، ويجعل الملاط يتمتع بلدونة ومرونة جيدة، مما يجعل الملاط قادرًا أيضًا على التكيف بشكل جيد مع تشوه الانكماش للركيزة، وبالتالي تحسين قوة ربط الملاط. .

2.6 الانكماش

يمكن ملاحظة ذلك من تأثير محتوى إيثر السليلوز على انكماش الملاط: (1) قيمة الانكماش لملاط إيثر السليلوز أقل بكثير من قيمة الملاط الفارغ. (2) مع زيادة محتوى C9101، انخفضت قيمة الانكماش للملاط تدريجياً، ولكن عندما وصل المحتوى إلى 0.30%، زادت قيمة الانكماش للملاط. وذلك لأنه كلما زادت كمية إيثر السليلوز، زادت لزوجته، مما يؤدي إلى زيادة الطلب على المياه. (3) مع زيادة محتوى HPMC، انخفضت قيمة الانكماش للملاط تدريجياً، ولكن عندما وصل محتواه إلى 0.20%، زادت قيمة الانكماش للملاط ثم انخفضت. وذلك لأن لزوجة HPMC أكبر من لزوجة C9101. كلما زادت لزوجة إيثر السليلوز. كلما كان احتباس الماء أفضل، زاد محتوى الهواء، وعندما يصل محتوى الهواء إلى مستوى معين، ستزداد قيمة انكماش الملاط. لذلك، من حيث قيمة الانكماش، فإن الجرعة المثالية لـ C9101 هي 0.05%~0.20%. الجرعة المثلى من HPMC هي 0.05%~0.10%.

3. الاستنتاج

1. يمكن لإيثر السليلوز أن يحسن احتباس الماء في الملاط ويقلل من تماسك الملاط. يمكن أن يؤدي ضبط كمية إيثر السليلوز إلى تلبية احتياجات الملاط المستخدم في المشاريع المختلفة.

2. إن إضافة إيثر السليلوز يقلل من قوة الانحناء وقوة الضغط للملاط، ولكنه يزيد من نسبة الطي وقوة الترابط إلى حد ما، وبالتالي تحسين متانة الملاط.

3. إن إضافة إيثر السليلوز يمكن أن يحسن أداء الانكماش للملاط، ومع زيادة محتواه، تصبح قيمة الانكماش للملاط أصغر وأصغر. ولكن عندما تصل كمية إيثر السليولوز إلى مستوى معين، فإن قيمة انكماش الملاط تزداد إلى حد معين بسبب زيادة كمية الهواء الداخلة.