Механични свойства на целулозен етер, модифициран за циментов разтвор

Приготвен е модифицираният циментов разтвор със съотношение вода-цимент 0,45, съотношение вар-пясък 1:2,5 и целулозен етер с различен вискозитет 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% и 1,0%. . Чрез измерване на механичните свойства на циментовия разтвор и наблюдение на микроскопската морфология беше изследван ефектът на HEMC върху якостта на натиск, якостта на огъване и якостта на свързване на модифицирания циментов разтвор. Резултатите от изследването показват, че: с увеличаване на съдържанието на HEMC, якостта на натиск на модифициран хоросан при различни възрасти намалява непрекъснато, а обхватът на намаление намалява и има тенденция да бъде лек; когато се добави същото съдържание на целулозен етер, якостта на натиск на модифицирания с целулозен етер хоросан с различен вискозитет е: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

Ключови думи:целулозен етер; циментов разтвор; якост на натиск; якост на огъване; здравина на връзката

1 Въведение

На този етап годишното търсене на хоросан в света надхвърля 200 милиона тона, а индустриалното търсене продължава да расте. Понастоящем традиционният циментов разтвор има дефекти като кървене, разслояване, голямо свиване при сушене, лоша непропускливост, ниска якост на свързване на опън и непълна хидратация поради загуба на вода, които са трудни за разрешаване, не само причинявайки строителни дефекти, но и водещи до втвърдяване Възникват явления като напукване на хоросан, разпрашаване, отделяне и вдлъбване.

Като една от най-често използваните добавки за търговски разтвори, целулозният етер има функциите на задържане на вода, сгъстяване и забавяне и може да се използва за подобряване на физичните свойства на циментовия разтвор, като обработваемост, задържане на вода, ефективност на свързване и време на втвърдяване , като значително увеличаване на цимента. Якостта на свързване на опън на разтвора ще бъде намалена, но якостта на натиск, якостта на огъване и модулът на еластичност на циментовия разтвор ще бъдат намалени. Zhang Yishun и други изследват ефекта на метилцелулозен етер и хидроксипропил метилцелулозен етер върху свойствата на хоросана. Резултатите показват, че: както целулозните етери могат да подобрят задържането на вода на хоросана, така и якостта на огъване и якостта на натиск намаляват в различни степени, докато съотношението на сгъване и якостта на свързване на хоросана се увеличават в различни степени, а ефективността на свиване на хоросана може бъде подобрена. AJenni, R.Zurbriggen и др. използваха съвременни техники за тестване и анализ, за ​​да изследват взаимодействието на различни материали в тънкослойната адхезивна хоросанна система, модифицирана с целулозен етер, и наблюдаваха, че целулозен етер и Ca(OH) се появяват близо до повърхността на хоросана . 2, показваща миграцията на целулозни етери в материали на циментова основа.

В тази статия, използвайки методи за изпитване на хоросан като устойчивост на натиск, устойчивост на огъване, свързване и SEM микроскопичен външен вид, се изследва влиянието на целулозен етер циментов разтвор върху механичните свойства като якост на натиск, устойчивост на огъване и якост на свързване при различни възрасти, и се излага. неговия механизъм на действие.

2. Суровини и методи за изпитване

2.1 Суровини

2.1.1 Цимент

Обикновеният лаурат цимент, произведен от Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., модел P 042.5 (GB175-2007), има плътност от 3,25 g/cm³ и специфична площ от 4200 cm²/g.

2.1.2 Хидроксипропил метилцелулозен етер

Theхидроксиетил метилцелулозен етерпроизведен от Hercules Group от Съединените щати има вискозитет от 50000MPa/s, 100000MPa/s и 200000MPa/s в 2% разтвор при 25°C, а следните съкращения са HEMC5, HEMC10 и HEMC20.

2.2 Метод на изпитване

а. Якост на натиск на модифициран хоросан

Якостта на натиск на образците със зелено тяло беше тествана с машина за якост на натиск TYE-300 от Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Скоростта на натоварване е 0,5 kN/s. Тестът за якост на натиск се извършва съгласно GB/T17671-1999 „Метод за изпитване на якост на циментов разтвор (ISO метод)“.

По дефиниция формулата за изчисляване на якостта на натиск на зеленото тяло е:

Rc=F/S

Където Rc—якост на натиск, MPa;

F—натоварването при разрушаване, действащо върху образеца, kN;

S—площ на налягането, m².

По дефиниция формулата за изчисляване на якостта на огъване на зеленото тяло е:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

Във формулата Rf—якост на огъване, MPa;

P—натоварването при разрушаване, действащо върху образеца, kN;

L—разстоянието между центровете на опорните цилиндри, т.е. 10 cm;

b, h—ширината и височината на напречното сечение на изпитваното тяло, като и двете са 4 cm.

b. Якост на свързване при опън на модифициран циментов разтвор

Използвайте ZQS6-2000 детектор за адхезивна якост на адхезивна тухла, за да измерите якостта на адхезия, а скоростта на опън е 2 mm/min. Тестът за якост на свързване беше извършен съгласно JC/T985-2005 „Саморазливна замазка на циментова основа за земя“.

По дефиниция формулата за изчисляване на силата на свързване на зеленото тяло е:

P=F/S

Във формулата, P—якост на свързване на опън, MPa;

F—максимално натоварване при отказ, N;

S—площ на залепване, mm².

3. Резултати и обсъждане

3.1 Якост на натиск

От якостта на натиск на два вида разтвори, модифицирани с целулозен етер, с различен вискозитет при различни възрасти, може да се види, че с увеличаването на съдържанието на HEMC, якостта на натиск на разтвори, модифицирани с целулозен етер при различни възрасти (3d, 7d и 28d) намалява значително. Значително намаля и постепенно се стабилизира: когато съдържанието на HEMC беше по-малко от 0,4%, якостта на натиск намаля значително в сравнение с празната проба; когато съдържанието на HEMC беше 0,4%~1,0%, тенденцията на намаляване на якостта на натиск се забави. Когато съдържанието на целулозен етер е по-голямо от 0,8%, якостта на натиск на възраст 7d и 28d е по-ниска от тази на празната проба на възраст 3d, докато якостта на натиск на модифицирания хоросан 3d е почти нула и пробата е леко пресован Мигновено смачкан, вътрешността е прахообразна, а плътността е много ниска.

Въздействието на един и същ HEMC върху якостта на натиск на модифициран хоросан при различни възрасти също е различно, което показва, че якостта на натиск на 28d намалява с увеличаване на съдържанието на HEMC повече от това на 7d и 3d. Това показва, че забавящият ефект на HEMC винаги е съществувал с нарастването на възрастта и забавящият ефект на HEMC не е бил повлиян от намаляването на водата в системата или от напредването на реакцията на хидратация, което води до нарастване на якостта на натиск на модифицирания хоросан е много по-малък от този без хоросанни проби, смесени с HEMC.

От кривата на промяна на якостта на натиск на хоросан, модифициран с целулозен етер при различни възрасти, може да се види, че когато се добави същото количество целулозен етер, якостта на натиск на хоросан, модифициран с целулозен етер с различен вискозитет, е: HEMC20 HEMC10>HEMC5. Това е така, защото HEMC с висока степен на полимеризация има по-голям ефект върху намаляването на якостта на натиск на хоросана, отколкото HEMC с ниска степен на полимеризация, но якостта на натиск на модифицирания хоросан, смесен с HEMC, е много по-ниска от тази на празен хоросан без HEMC.

Следните три фактора водят до намаляване на якостта на натиск на модифицирания хоросан: от една страна, тъй като водоразтворимата структура на макромолекулна мрежа HEMC покрива циментовите частици, CSH гел, калциев оксид, калциев алуминат хидрат и други частици и нехидратирани частици На повърхността, особено в ранния етап на хидратация на цимента, адсорбцията между калциевия алуминат хидрат и HEMC забавя реакцията на хидратация на калциевия алуминат, което води до значително намаляване на якостта на натиск. Забавящият ефект на постоянния хоросан е очевиден, което показва, че когато съдържанието на HEMC20 достигне 0,8% ~ 1%, 3d силата на модифицираната проба от хоросан е нула; от друга страна, хидратираният разтвор на HEMC има по-висок вискозитет и По време на процеса на смесване на хоросана той може да се смеси с въздух, за да образува голям брой въздушни мехурчета, което води до голям брой празнини във втвърдения хоросан. , а якостта на натиск на пробата намалява непрекъснато с увеличаване на съдържанието на HEMC и увеличаване на степента на полимеризация; Хоросанната система само увеличава гъвкавостта на хоросана и не може да играе ролята на твърда опора, така че якостта на натиск е намалена.

3.2 Якост на огъване

От якостта на огъване на два различни по вискозитет модифицирани хоросани с целулозен етер при различни възрасти може да се види, че подобно на промяната в якостта на натиск на модифицирания хоросан, якостта на огъване на модифицирания хоросан с целулозен етер постепенно намалява с увеличаване на съдържанието на HEMC.

От кривата на промяна на якостта на огъване на модифицирания хоросан с целулозен етер при различни възрасти може да се види, че когато съдържанието на целулозен етер е еднакво, якостта на огъване на пробата от модифициран хоросан HEMC20 е малко по-ниска от тази на пробата от модифициран хоросан HEMC10, докато когато съдържанието на HEMC е 0,4% ~ 0,8%, 28d кривите на промяна на якостта на огъване на двете почти съвпадат.

От кривата на промяна на якостта на огъване на модифицирания хоросан с целулозен етер при различни възрасти може също да се види, че промяната в якостта на огъване на модифицирания хоросан е: HEMC5

3.3 Сила на свързване

Може да се види от вариационните криви на якостта на свързване на трите модифицирани с целулозен етер хоросана при различни възрасти, че якостта на сцепление на модифицирания хоросан се увеличава с увеличаване на съдържанието на HEMC и постепенно има тенденция да бъде стабилна. С увеличаването на възрастта силата на свързване на модифицирания хоросан също показва нарастваща тенденция.

Може да се види от 28-дневните криви на промяна на якостта на свързване на трите разтвора, модифицирани с целулозен етер, че силата на свързване на модифицирания разтвор се увеличава с увеличаването на съдържанието на HEMC и постепенно има тенденция да бъде стабилна. В същото време, с увеличаване на степента на полимеризация на целулозния етер, промяната на силата на свързване на модифицирания разтвор е: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Това се дължи на въвеждането на голям брой пори в модифицирания разтвор с високо съдържание на HEMC, което води до увеличаване на порьозността на втвърденото тяло, намаляване на плътността на структурата и бавно нарастване на якостта на връзката ; при теста за опън счупването е настъпило в модифицирания хоросан. Отвътре няма счупване на контактната повърхност между модифицирания хоросан и субстрата, което показва, че якостта на връзката между модифицирания хоросан и субстрата е по-голяма от тази на втвърдения модифициран хоросан. Въпреки това, когато количеството на HEMC е ниско (0% ~ 0,4%), водоразтворимите HEMC молекули могат да покрият и увият върху хидратираните циментови частици и да образуват полимерен филм между циментовите частици, което увеличава гъвкавостта и гъвкавостта на модифицираният хоросан. Пластичност и поради отличното задържане на вода на HEMC, модифицираният разтвор има достатъчно вода за реакция на хидратация, което осигурява развитието на якост на цимента, а якостта на свързване на модифицирания циментов разтвор се увеличава линейно.

3.4 SEM

От SEM сравнителните изображения преди и след модифицирания с целулозен етер хоросан може да се види, че празнините между кристалните зърна в немодифицирания хоросан са относително големи и се образува малко количество кристали. В модифицирания хоросан кристалите растат напълно, включването на целулозен етер подобрява ефективността на задържане на вода на хоросана, циментът е напълно хидратиран и продуктите на хидратация са очевидни.

Това е така, защото целулозният етер е обработен със специален процес на етерификация, който има отлична дисперсия и задържане на вода. Водата се освобождава постепенно за дълъг период от време, само малко количество вода излиза от капилярните пори поради изсъхване и изпаряване и по-голямата част от водата се хидратира с цимента, за да се осигури здравината на модифицирания циментов разтвор.

4 Заключение

а. Тъй като съдържанието на HEMC се увеличава, якостта на натиск на модифициран хоросан при различни възрасти намалява непрекъснато и обхватът на редукция намалява и има тенденция да бъде равен; когато съдържанието на целулозен етер е по-голямо от 0,8%, 7d и 28d Якостта на натиск на отлежалата 3d празна проба е по-ниска от тази на празната проба, докато якостта на натиск при 3d на модифицирания хоросан е почти нула. Мострата се чупи при лек натиск, а вътрешността е прахообразна с ниска плътност.

b. Когато се добави същото количество целулозен етер, якостта на натиск на модифицирания с целулозен етер разтвор с различен вискозитет се променя, както следва: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

c. Якостта на огъване на хоросан, модифициран с целулозен етер, намалява постепенно с увеличаване на съдържанието на HEMC. Промяната на якостта на огъване на модифициран хоросан е: HEMC5

d. Силата на свързване на модифицирания разтвор се увеличава с увеличаване на съдържанието на HEMC и постепенно се стреми да бъде стабилна. В същото време, с увеличаване на степента на полимеризация на целулозния етер, промяната на силата на свързване на модифицирания разтвор е: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

д. След като целулозният етер се смеси с циментовия разтвор, кристалът нараства напълно, порите между кристалните зърна се намаляват и циментът е напълно хидратиран, което гарантира якостта на натиск, огъване и свързване на циментовия разтвор.