Influència de l'èter de cel·lulosa en la retenció d'aigua

S'ha utilitzat el mètode de simulació ambiental per estudiar l'efecte dels èters de cel·lulosa amb diferents graus de substitució i substitució molar sobre la retenció d'aigua del morter en condicions de calor. L'anàlisi dels resultats de les proves mitjançant eines estadístiques mostra que l'èter hidroxietil metil cel·lulosa amb un grau de substitució baix i un grau de substitució molar alt mostra la millor retenció d'aigua al morter.

Paraules clau: èter de cel·lulosa: retenció d'aigua; morter; mètode de simulació ambiental; condicions de calor

A causa dels seus avantatges en el control de qualitat, la comoditat d'ús i transport i la protecció del medi ambient, actualment el morter mesclat en sec s'utilitza cada cop més en la construcció d'edificis. El morter mesclat en sec s'utilitza després d'afegir aigua i barrejar a l'obra. L'aigua té dues funcions principals: una és garantir el rendiment constructiu del morter, i l'altra és assegurar la hidratació del material cimentós perquè el morter pugui assolir les propietats físiques i mecàniques necessàries després de l'enduriment. Des de la finalització d'afegir aigua al morter fins a la finalització de la construcció fins a l'obtenció de propietats físiques i mecàniques suficients, l'aigua lliure migrarà en dues direccions a més d'hidratar el ciment: absorció de la capa base i evaporació superficial. En condicions de calor o a la llum solar directa, la humitat s'evapora ràpidament de la superfície. En condicions de calor o sota la llum solar directa, és fonamental que el morter retingui ràpidament la humitat de la superfície i redueixi la seva pèrdua d'aigua lliure. La clau per avaluar la retenció d'aigua del morter és determinar el mètode d'assaig adequat. Li Wei et al. va estudiar el mètode de prova de retenció d'aigua del morter i va trobar que, en comparació amb el mètode de filtració al buit i el mètode del paper de filtre, el mètode de simulació ambiental pot caracteritzar eficaçment la retenció d'aigua del morter a diferents temperatures ambient.

L'èter de cel·lulosa és l'agent de retenció d'aigua més utilitzat en productes de morter mesclat en sec. Els èters de cel·lulosa més utilitzats en el morter mesclat en sec són l'èter d'hidroxietil metil cel·lulosa (HEMC) i l'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa (HPMC). Els grups substituents corresponents són hidroxietil, metil i hidroxipropil, metil. El grau de substitució (DS) de l'èter de cel·lulosa indica el grau en què el grup hidroxil de cada unitat d'anhidroglucosa està substituït, i el grau de substitució molar (MS) indica que si el grup substitutiu conté un grup hidroxil, la reacció de substitució continua. dur a terme la reacció d'eterificació a partir del nou grup hidroxil lliure. grau. L'estructura química i el grau de substitució de l'èter de cel·lulosa són factors importants que afecten el transport d'humitat en el morter i la microestructura del morter. L'augment del pes molecular de l'èter de cel·lulosa augmentarà la retenció d'aigua del morter, i el diferent grau de substitució també afectarà la retenció d'aigua del morter.

Els principals factors de l'entorn de construcció de morter en sec inclouen la temperatura ambient, la humitat relativa, la velocitat del vent i la pluja. Pel que fa als climes càlids, el Comitè 305 de l'ACI (American Concrete Institute) el defineix com qualsevol combinació de factors com l'alta temperatura atmosfèrica, la baixa humitat relativa i la velocitat del vent, que perjudica la qualitat o el rendiment del formigó fresc o endurit d'aquest tipus de clima. L'estiu al meu país és sovint la temporada alta per a la construcció de diversos projectes de construcció. La construcció en un clima càlid amb alta temperatura i poca humitat, especialment la part del morter darrere de la paret pot estar exposada a la llum solar, la qual cosa afectarà la barreja fresca i l'enduriment del morter mesclat en sec. Efectes significatius sobre el rendiment, com ara la reducció de la treballabilitat, la deshidratació i la pèrdua de força. Com garantir la qualitat del morter barrejat en sec en la construcció de clima càlid ha atret l'atenció i la investigació dels tècnics de la indústria del morter i del personal de construcció.

En aquest article, s'utilitza el mètode de simulació ambiental per avaluar la retenció d'aigua del morter barrejat amb èter hidroxietil metil cel·lulosa i èter hidroxipropil metil cel·lulosa amb diferents graus de substitució i substitució molar a 45ºC.℃, i s'utilitza el programari estadístic JMP8.02 analitza les dades de la prova per estudiar la influència de diferents èters de cel·lulosa en la retenció d'aigua del morter en condicions de calor.

1. Matèries primeres i mètodes d'assaig

1.1 Matèries primeres

Conch P. 042.5 Ciment, sorra de quars de malla 50-100, èter hidroxietil metilcel·lulosa (HEMC) i èter hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) amb una viscositat de 40000 mPa·s. Per evitar la influència d'altres components, la prova adopta una fórmula de morter simplificada, que inclou un 30% de ciment, un 0,2% d'èter de cel·lulosa i un 69,8% de sorra de quars, i la quantitat d'aigua afegida és del 19% de la fórmula total del morter. Tots dos són relacions de massa.

1.2 Mètode de simulació ambiental

El dispositiu de prova del mètode de simulació ambiental utilitza làmpades, ventiladors i cambres ambientals iode-tungstè per simular la temperatura exterior, la humitat i la velocitat del vent, etc., per provar la diferència de qualitat del morter acabat de barrejar en diferents condicions i per provar la retenció d'aigua del morter. En aquest experiment, s'ha millorat el mètode de prova de la literatura i l'ordinador està connectat a la balança per a la gravació i la prova automàtica, reduint així l'error experimental.

La prova es va dur a terme en un laboratori estàndard [temperatura (23±2)°C, humitat relativa (50±3)%] utilitzant una capa base no absorbent (plat de plàstic amb un diàmetre interior de 88 mm) a una temperatura d'irradiació de 45°C. El mètode de prova és el següent:

(1) Amb el ventilador apagat, enceneu la làmpada de tungstè iode i col·loqueu el plat de plàstic en una posició fixa verticalment per sota de la làmpada de tungstè iode per preescalfar-lo durant 1 h;

(2) Peseu el plat de plàstic, després col·loqueu el morter remenat al plat de plàstic, alliseu-lo segons el gruix requerit i després peseu-lo;

(3) Torneu a posar el plat de plàstic a la seva posició original i el programari controla la balança perquè pesi automàticament una vegada cada 5 minuts i la prova finalitza al cap d'1 hora.

2. Resultats i discussió

Resultats del càlcul de la taxa de retenció d'aigua R0 del morter barrejat amb diferents èters de cel·lulosa després de la irradiació a 45°C durant 30 min.

Les dades de les proves anteriors es van analitzar mitjançant el producte JMP8.02 del grup de programari estadístic SAS Company, per tal d'obtenir resultats d'anàlisi fiables. El procés d'anàlisi és el següent.

2.1 Anàlisi de regressió i ajustament

L'ajustament del model es va realitzar mitjançant mínims quadrats estàndard. La comparació entre el valor mesurat i el valor previst mostra l'avaluació de l'ajust del model i es mostra completament gràficament. Les dues corbes discontinues representen l'"interval de confiança del 95%", i la línia horitzontal discontínua representa el valor mitjà de totes les dades. La corba discontinua i La intersecció de línies horitzontals discontínues indiquen que la pseudo-etapa del model és típica.

Valors específics per al resum d'ajust i ANOVA. En el resum adequat, el R² va arribar al 97% i el valor P a l'anàlisi de la variància va ser molt inferior a 0,05. La combinació de les dues condicions demostra a més que l'ajust del model és important.

2.2 Anàlisi dels factors d'influència

Dins de l'àmbit d'aquest experiment, sota la condició de 30 minuts d'irradiació, els factors d'influència d'ajust són els següents: en termes de factors individuals, els valors de p obtinguts pel tipus d'èter de cel·lulosa i el grau de substitució molar són tots inferiors a 0,05. , que demostra que el segon Aquest últim té un impacte important en la retenció d'aigua del morter. Pel que fa a la interacció, a partir dels resultats experimentals de l'anàlisi d'ajust els resultats de l'impacte del tipus d'èter de cel·lulosa, el grau de substitució (Ds) i el grau de substitució molar (MS) sobre la retenció d'aigua del morter, el tipus d'èter de cel·lulosa i el grau de substitució, La interacció entre el grau de substitució i el grau de substitució molar té un efecte significatiu en la retenció d'aigua del morter, perquè els valors p d'ambdós són inferiors a 0,05. La interacció de factors indica que la interacció de dos factors es descriu de manera més intuïtiva. La creu indica que els dos tenen una correlació forta, i el paral·lelisme indica que els dos tenen una correlació feble. En el diagrama d'interacció de factors, pren l'àreaα on el tipus vertical i el grau de substitució lateral interactuen com a exemple, els dos segments de línia es tallen, indicant que la correlació entre el tipus i el grau de substitució és forta, i a l'àrea b on el tipus vertical i el grau de substitució lateral molar interactuen, els dos segments de línia tendeixen a ser paral·lels, cosa que indica que la correlació entre el tipus i la substitució molar és feble.

2.3 Predicció de retenció d'aigua

Segons el model d'ajust, d'acord amb la influència integral dels diferents èters de cel·lulosa en la retenció d'aigua del morter, el programari JMP preveu la retenció d'aigua del morter i es troba la combinació de paràmetres per a la millor retenció d'aigua del morter. La predicció de retenció d'aigua mostra la combinació de la millor retenció d'aigua de morter i la seva tendència de desenvolupament, és a dir, HEMC és millor que HPMC en comparació de tipus, la substitució mitjana i baixa és millor que la substitució alta i la substitució mitjana i alta és millor que la substitució baixa. en substitució molar, però No hi ha cap diferència significativa entre els dos en aquesta combinació. En resum, els èters d'hidroxietil metil cel·lulosa amb un baix grau de substitució i un alt grau de substitució molar van mostrar la millor retenció d'aigua de morter a 45℃. Sota aquesta combinació, el valor previst de retenció d'aigua donat pel sistema és 0,611736±0,014244.

3. Conclusió

(1) Com a factor únic significatiu, el tipus d'èter de cel·lulosa té un impacte significatiu en la retenció d'aigua del morter, i l'èter d'hidroxietil metil cel·lulosa (HEMC) és millor que l'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa (HPMC). Mostra que la diferència en el tipus de substitució comportarà la diferència en la retenció d'aigua. Al mateix temps, el tipus d'èter de cel·lulosa també interacciona amb el grau de substitució.

(2) Com a factor important que influeix en un únic factor, el grau de substitució molar de l'èter de cel·lulosa disminueix i la retenció d'aigua del morter tendeix a disminuir. Això demostra que a mesura que la cadena lateral del grup substituent de l'èter de cel·lulosa continua experimentant una reacció d'eterificació amb el grup hidroxil lliure, també comportarà diferències en la retenció d'aigua del morter.

(3) El grau de substitució dels èters de cel·lulosa va interactuar amb el tipus i el grau molar de substitució. Entre el grau de substitució i el tipus, en el cas de baix grau de substitució, la retenció d'aigua d'HEMC és millor que la de HPMC; en el cas d'alt grau de substitució, la diferència entre HEMC i HPMC no és gran. Per a la interacció entre el grau de substitució i la substitució molar, en el cas de grau de substitució baix, la retenció d'aigua de grau de substitució molar baix és millor que la d'alt grau de substitució molar; La diferència no és gran.

(4) El morter barrejat amb èter d'hidroxietil metil cel·lulosa amb un grau de substitució baix i un grau de substitució molar alt va mostrar la millor retenció d'aigua en condicions de calor. Tanmateix, com s'explica l'efecte del tipus d'èter de cel·lulosa, el grau de substitució i el grau de substitució molar sobre la retenció d'aigua del morter, la qüestió mecanicista en aquest aspecte encara necessita més estudi.