Eter celuloze na samorazlivajućem malteru

Efektieter hidroksipropil metil celulozeproučavana je fluidnost, zadržavanje vode i čvrstoća vezivanja samonivelirajućih maltera. Rezultati pokazuju da HPMC može učinkovito poboljšati zadržavanje vode u samorazlivajućem mortu i smanjiti konzistenciju morta. Uvođenje HPMC može poboljšati čvrstoću vezivanja maltera, ali se smanjuje tlačna čvrstoća, čvrstoća na savijanje i fluidnost. Na uzorcima je proveden SEM kontrastni test, a učinak HPMC na usporavanje, učinak zadržavanja vode i čvrstoću morta dodatno je objašnjen iz hidratacije cementa 3 i 28 dana.

Ključne riječi:samorazlivajući mort; Celuloza eter; Fluidity; Zadržavanje vode

0. Uvod

Samorazlivajući malter se može osloniti na sopstvenu težinu da formira ravnu, glatku i čvrstu osnovu na podlozi, kako bi polagao ili vezivao druge materijale, i može da izvede veliku površinu visokoefikasne gradnje, stoga je visoka likvidnost vrlo značajna karakteristika samorazlivajućeg maltera; Pogotovo kao velika zapremina, ojačana gusta ili zazor manji od 10 mm zasipanja ili armaturne upotrebe fug materijala. Osim dobre fluidnosti, samorazlivajući mort mora imati određeno zadržavanje vode i čvrstoću vezivanja, bez pojave segregacije krvarenja, te imati karakteristike adijabatskog i niskog porasta temperature.

Generalno, samorazlivajući malter zahteva dobru tečnost, ali stvarna tečnost cementne suspenzije je obično samo 10 ~ 12 cm. Samorazlivajući malter može biti samozbijajući, a početno vrijeme vezivanja je dugo, a vrijeme konačnog vezivanja kratko. Eter celuloze je jedan od glavnih aditiva gotovog maltera, iako je količina dodatka vrlo mala, ali može značajno poboljšati performanse maltera, može poboljšati konzistenciju maltera, radne performanse, performanse vezivanja i performanse zadržavanja vode, ima veoma važnu ulogu u oblasti gotovih maltera.

1. Sirovine i metode istraživanja

1.1 Sirovine

(1) Običan cement P·O 42.5.

(2) Materijal pijeska: Xiamen ispran morski pijesak, veličina čestica je 0,3 ~ 0,6 mm, sadržaj vode je 1% ~ 2%, umjetno sušenje.

(3) Eter celuloze: etar hidroksipropil metil celuloze je proizvod hidroksila zamenjenog metoksi i hidroksipropil, respektivno, sa viskozitetom od 300mpa·s. Trenutno, većina korištenog celuloznog etera je eter hidroksipropil metil celuloze i eter hidroksietil metil celuloze.

(4) superplastifikator: superplastifikator polikarboksilne kiseline.

(5) Redisperzibilni lateks prah: serija HW5115 koju proizvodi Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. je redisperzibilni lateks u prahu kopolimerizovan pomoću VAC/VeoVa.

1.2 Metode ispitivanja

Ispitivanje je obavljeno u skladu sa industrijskim standardom JC/T 985-2005 „Samonivelirajući malter na bazi cementa za upotrebu u zemlji“. Vrijeme vezivanja je određeno na osnovu standardne konzistencije i vremena vezivanja cementne paste JC/T 727. Test formiranja, savijanja i tlačne čvrstoće uzorka samonivelirnog maltera se odnosi na GB/T 17671. Metoda ispitivanja čvrstoće prianjanja: Blok za ispitivanje maltera 80mmx80mmx20mm pripremljen je unapred, a njegova starost je preko 28d. Površina je hrapava, a zasićena voda sa površine se briše nakon 10 min vlaženja. Ispitni komad maltera se sipa na poliranu površinu veličine 40mmx40mmx10mm. Čvrstoća spoja se testira u projektnoj dobi.

Za analizu morfologije cementiranih materijala u suspenziji korištena je skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM). U studiji je metoda miješanja svih praškastih materijala: prvo se praškasti materijali svake komponente ravnomjerno pomiješaju, a zatim dodaju u predloženu vodu za jednolično miješanje. Učinak celuloznog etera na samorazlivajući mort analiziran je ispitivanjem čvrstoće, zadržavanja vode, fluidnosti i SEM mikroskopskim testovima.

2. Rezultati i analiza

2.1 Mobilnost

Eter celuloze ima važan uticaj na zadržavanje vode, konzistenciju i konstrukcijske performanse samonivelirajućeg maltera. Naročito kao samorazlivajući malter, fluidnost je jedan od glavnih indeksa za procjenu performansi samorazlivajućeg maltera. Polazeći od pretpostavke da se osigura normalan sastav maltera, fluidnost maltera se može podesiti promenom sadržaja celuloznog etra.

Sa povećanjem sadržaja celuloznog etera. Fluidnost maltera se postepeno smanjuje. Kod doziranja od 0,06% tečnost maltera opada za više od 8%, a kada je doza 0,08% tečnost se smanjuje za više od 13,5%. Istovremeno, sa produžavanjem starosti, visoka doza ukazuje da se količina celuloznog etra mora kontrolisati u određenom opsegu, previsoka doza će negativno uticati na tečnost maltera. Voda i cement u malteru čine čistu suspenziju kako bi popunili prazninu od peska i omotali se oko peska da bi imali ulogu podmazivanja, tako da malter ima određenu fluidnost. Uvođenjem celuloznog etra relativno se smanjuje sadržaj slobodne vode u sistemu, a smanjuje se sloj premaza na vanjskom zidu pijeska, čime se smanjuje protok maltera. Zbog zahtjeva za samorazlivajućim malterom visoke tečnosti, količinu celuloznog etra treba kontrolisati u razumnom opsegu.

2.2 Zadržavanje vode

Zadržavanje vode u malteru važan je pokazatelj za mjerenje stabilnosti komponenti u svježe izmiješanom cementnom malteru. Dodavanje odgovarajuće količine etera celuloze može poboljšati zadržavanje vode u malteru. Kako bi reakcija hidratacije cementnog materijala bila potpuna, razumna količina celuloznog etera može zadržati vodu u malteru dugo vremena kako bi se osiguralo da se reakcija hidratacije cementnog materijala može u potpunosti izvesti.

Eter celuloze može se koristiti kao sredstvo za zadržavanje vode jer su atomi kisika na hidroksilnim i eterskim vezama povezani s molekulima vode da formiraju vodikove veze, čineći slobodnu vodu sjedinjenom vodom. Iz odnosa između sadržaja celuloznog etera i stope zadržavanja vode u malteru može se videti da se stopa zadržavanja vode u malteru povećava sa povećanjem sadržaja celuloznog etera. Efekat zadržavanja vode celuloznog etra može spriječiti supstrat da apsorbira previše i prebrzo vode, te spriječi isparavanje vode, čime se osigurava da okruženje suspenzije osigurava dovoljno vode za hidrataciju cementa. Postoje i studije koje pokazuju da osim količine celuloznog etra, njegov viskozitet (molekularna težina) također ima veći utjecaj na zadržavanje vode u malteru, što je veći viskozitet, to je bolje zadržavanje vode. Celulozni etar viskoziteta od 400 MPa·S se uglavnom koristi za samorazlivajući malter, koji može poboljšati performanse izravnavanja maltera i poboljšati kompaktnost maltera. Kada viskozitet pređe 40000 MPa·S, performanse zadržavanja vode se više ne poboljšavaju značajno i nije pogodan za samorazlivajući malter.

U ovom istraživanju uzeti su uzorci maltera sa celuloznim eterom i maltera bez celuloznog etra. Dio uzoraka su bili uzorci 3d starosti, a drugi dio uzoraka 3d starosti standardno je sušen 28d, a zatim je formiranje produkata hidratacije cementa u uzorcima ispitano SEM.

Produkti hidratacije cementa u slijepom uzorku uzorka maltera u starosti 3d su veći od onih u uzorku sa celuloznim eterom, a u dobi od 28d, produkata hidratacije u uzorku sa celuloznim eterom je daleko više od onih u slijepom uzorku. Rana hidratacija vode je odložena jer na površini čestica cementa u ranoj fazi postoji složeni filmski sloj formiran celuloznim eterom. Međutim, sa produžavanjem starosti, proces hidratacije teče sporo. U ovom trenutku, zadržavanje vode celuloznog etera na suspenziji čini da u kaši ima dovoljno vode da zadovolji potrebe reakcije hidratacije, što je pogodno za potpuni napredak reakcije hidratacije. Zbog toga u kasnijoj fazi ima više proizvoda hidratacije u kaši. Relativno govoreći, u slijepom uzorku ima više slobodne vode, koja može zadovoljiti vodu potrebnu za ranu reakciju cementa. Međutim, s napredovanjem procesa hidratacije, dio vode u uzorku se troši u ranoj reakciji hidratacije, a drugi dio se gubi isparavanjem, što rezultira nedostatkom vode u kasnijoj suspenziji. Stoga je 3d proizvoda hidratacije u slijepom uzorku relativno više. Količina produkata hidratacije je mnogo manja od količine hidratacijskih proizvoda u uzorku koji sadrži celulozni eter. Stoga, iz perspektive proizvoda hidratacije, opet se objašnjava da dodavanje odgovarajuće količine celuloznog etera u malter može zaista poboljšati zadržavanje vode u kaši.

2.3 Podešavanje vremena

Eter celuloze ima određeno usporavajuće dejstvo na malter, uz povećanje sadržaja celuloznog etera. Vreme vezivanja maltera se tada produžava. Usporeni efekat celuloznog etra je direktno povezan sa njegovim strukturnim karakteristikama. Celulozni eter ima dehidriranu strukturu glukoznog prstena, koji može formirati kapiju molekularnog kompleksa šećera i kalcija s ionima kalcija u otopini za hidrataciju cementa, smanjiti koncentraciju iona kalcija u periodu indukcije hidratacije cementa, spriječiti stvaranje i taloženje Ca(OH)2 i kalcijeve soli kristala, kako bi se odgodio proces hidratacije cementa. Retardirajući efekat celuloznog etera na cementnu suspenziju uglavnom zavisi od stepena supstitucije alkila i ima malo veze sa njegovom molekulskom težinom. Što je manji stepen supstitucije alkila, veći je sadržaj hidroksila, to je očigledniji efekat usporavanja. L. Semitz i dr. vjerovali da su molekule etera celuloze uglavnom adsorbirane na produktima hidratacije kao što su C—S—H i Ca(OH)2, a rijetko adsorbirane na izvornim mineralima klinkera. U kombinaciji sa SEM analizom procesa hidratacije cementa, utvrđeno je da celulozni eter ima određeno usporavajuće dejstvo, a što je veći sadržaj celuloznog etera, to je očigledniji usporavajući efekat složenog filmskog sloja na ranu hidrataciju cementa, dakle, očigledniji efekat usporavanja.

2.4 Čvrstoća na savijanje i čvrstoća na pritisak

Općenito, čvrstoća je jedan od važnih indeksa ocjenjivanja efekta očvršćavanja mješavina cementnih cementnih materijala. Osim visokih performansi tečenja, samorazlivajući mort treba da ima i određenu čvrstoću na pritisak i čvrstoću na savijanje. U ovoj studiji ispitana je tlačna čvrstoća i čvrstoća na savijanje slijepog maltera pomiješanog s celuloznim eterom u trajanju od 7 i 28 dana.

Sa povećanjem sadržaja celuloznog etera, tlačna čvrstoća maltera i čvrstoća na savijanje se smanjuju u različitim amplitudama, sadržaj je mali, uticaj na čvrstoću nije očigledan, ali sa sadržajem većim od 0,02%, rast brzine gubitka čvrstoće je očigledniji , dakle, pri upotrebi celuloznog etera za poboljšanje zadržavanja vode u malteru, ali i uzeti u obzir promenu čvrstoće.

Uzroci pada čvrstoće maltera na pritisak i savijanje. Može se analizirati sa sljedećih aspekata. Prije svega, u istraživanju nije korišten cement rane čvrstoće i brzog stvrdnjavanja. Kada je suhi malter pomiješan s vodom, neke čestice celuloznog etera gumenog praha su se prvo adsorbirale na površini čestica cementa kako bi se formirao lateks film, što je odgodilo hidrataciju cementa i smanjilo ranu čvrstoću matrice maltera. Drugo, u cilju simulacije radnog okruženja pripreme samorazlivajućeg morta na licu mjesta, svi uzorci u studiji nisu bili podvrgnuti vibracijama u procesu pripreme i oblikovanja, već su se oslanjali na samoniveliranje. Zbog snažnog zadržavanja vode celuloznog etera u malteru, nakon stvrdnjavanja maltera ostao je veliki broj pora u matriksu. Povećanje poroznosti u mortu je također važan razlog za smanjenje tlačne i savojne čvrstoće morta. Osim toga, nakon dodavanja etera celuloze u malter, povećava se sadržaj fleksibilnog polimera u porama maltera. Kada se matrica pritisne, fleksibilni polimer teško može igrati krutu potpornu ulogu, što također u određenoj mjeri utiče na performanse čvrstoće matrice.

2.5 Snaga vezivanja

Eter celuloze ima veliki uticaj na svojstva vezivanja maltera i ima široku primenu u istraživanju i pripremi samorazlivajućih maltera.

Kada je sadržaj celuloznog etra između 0,02% i 0,10%, čvrstoća vezivanja maltera je očigledno poboljšana, a čvrstoća vezivanja na 28 dana je mnogo veća od one na 7 dana. Eter celuloze stvara zatvoreni polimerni film između hidratacijskih čestica cementa i sistema tekuće faze, što potiče više vode u polimernom filmu izvan čestica cementa, što pogoduje potpunoj hidrataciji cementa, kako bi se poboljšala čvrstoća vezivanja paste. nakon stvrdnjavanja. Istovremeno, odgovarajuća količina celuloznog etera poboljšava plastičnost i fleksibilnost maltera, smanjuje krutost prelazne zone između maltera i sučelja podloge, smanjuje naprezanje klizanja između interfejsa i poboljšava efekat vezivanja između maltera i podloge u određeni stepen. Zbog prisustva celuloznog etera u cementnoj suspenziji, između čestica maltera i produkata hidratacije formira se posebna prelazna zona i međufazni sloj. Ovaj međufazni sloj čini međufaznu prelaznu zonu fleksibilnijom i manje krutom, tako da malter ima jaku čvrstoću vezivanja.

3. Zaključak i diskusija

Eter celuloze može poboljšati zadržavanje vode u samorazlivajućem malteru. Sa povećanjem količine celuloznog etera postepeno se povećava zadržavanje vode u malteru, a fluidnost maltera i vreme vezivanja se u izvesnoj meri smanjuju. Previsoko zadržavanje vode će povećati poroznost očvrslog rastvora, što može dovesti do očiglednog gubitka čvrstoće na pritisak i savijanje očvrslog maltera. U studiji, jačina se značajno smanjila kada je doza bila između 0,02% i 0,04%, a što je bila veća količina celuloznog etra, to je očigledniji efekat usporavanja. Stoga je pri korištenju celuloznog etera potrebno sveobuhvatno razmotriti mehanička svojstva samorazlivajućeg maltera, razuman odabir doziranja i sinergijski učinak između njega i drugih kemijskih materijala.

Upotreba celuloznog etera može smanjiti čvrstoću na pritisak i čvrstoću na savijanje cementne suspenzije i poboljšati čvrstoću vezivanja maltera. Analiza razloga za promjenu čvrstoće, uglavnom uzrokovane promjenom mikroproizvoda i strukture, s jedne strane, čestice celuloznog etera gumenog praha koje se prvo adsorbiraju na površini čestica cementa, formiranje lateks filma, odgađaju hidrataciju cement, koji će uzrokovati gubitak rane čvrstoće suspenzije; S druge strane, zbog efekta stvaranja filma i efekta zadržavanja vode, pogoduje potpunoj hidrataciji cementa i poboljšanju čvrstoće veze. Autor smatra da ove dvije vrste promjena snage uglavnom postoje u granici perioda postavljanja, a napredak i kašnjenje ove granice može biti kritična tačka koja uzrokuje veličinu dvije vrste snage. Dublje i sistematičnije proučavanje ove kritične tačke će doprinijeti boljoj regulaciji i analizi procesa hidratacije cementiranog materijala u suspenziji. Korisno je prilagoditi količinu celuloznog etera i vrijeme očvršćavanja prema zahtjevima mehaničkih svojstava maltera, kako bi se poboljšale performanse maltera.