Èter de cel·lulosa sobre morter autonivellant

Els efectes dehidroxipropil metil cel·lulosa èterS'ha estudiat la fluïdesa, la retenció d'aigua i la força d'adherència del morter autonivellant. Els resultats mostren que HPMC pot millorar eficaçment la retenció d'aigua del morter autonivellant i reduir la consistència del morter. La introducció de HPMC pot millorar la força d'unió del morter, però la resistència a la compressió, la resistència a la flexió i la fluïdesa es redueixen. Es va realitzar una prova de contrast SEM a les mostres i l'efecte de l'HPMC sobre l'efecte retardador, l'efecte de retenció d'aigua i la resistència del morter es va explicar més a partir del curs d'hidratació del ciment als 3 i 28 dies.

Paraules clau:morter autonivellant; Èter de cel·lulosa; Fluidesa; Retenció d'aigua

0. Introducció

El morter autonivellant pot dependre del seu propi pes per formar una base plana, llisa i forta sobre el substrat, per tal de col·locar o unir altres materials, i pot dur a terme una gran àrea de construcció d'alta eficiència, per tant, una gran liquiditat és un característica molt significativa del morter autonivellant; Especialment com a gran volum, reforçat dens o buit inferior a 10 mm de farciment o reforç de l'ús de material de rejuntat. A més d'una bona fluïdesa, el morter autonivellant ha de tenir una certa retenció d'aigua i força d'unió, no hi ha cap fenomen de segregació de sagnat i té les característiques d'un augment adiabàtic i de baixa temperatura.

En general, el morter autonivellant requereix una bona fluïdesa, però la fluïdesa real del purí de ciment sol ser de només 10 ~ 12 cm. El morter autonivellant pot ser autocompactant, i el temps de fraguat inicial és llarg i el temps de fraguat final és curt. L'èter de cel·lulosa és un dels principals additius del morter preparat, encara que la quantitat d'addició és molt baixa, però pot millorar significativament el rendiment del morter, pot millorar la consistència del morter, el rendiment de treball, el rendiment d'unió i el rendiment de retenció d'aigua, té un paper molt important en el camp dels morters preparats.

1. Matèries primeres i mètodes d'investigació

1.1 Matèries primeres

(1) Ciment ordinari grau P·O 42,5.

(2) Material de sorra: sorra marina rentada Xiamen, la mida de les partícules és de 0,3 ~ 0,6 mm, el contingut d'aigua és de l'1% ~ 2%, assecat artificial.

(3) Èter de cel·lulosa: l'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa és el producte d'hidroxil substituït per metoxi i hidroxipropil, respectivament, amb una viscositat de 300mpa·s. Actualment, la major part de l'èter de cel·lulosa utilitzat és l'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa i l'èter d'hidroxietil metil cel·lulosa.

(4) superplastificant: superplastificant d'àcid policarboxílic.

(5) Pols de làtex redispersable: la sèrie HW5115 produïda per Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. és una pols de làtex redispersable copolimeritzada per VAC/VeoVa.

1.2 Mètodes de prova

La prova es va dur a terme d'acord amb l'estàndard de la indústria JC/T 985-2005 "Mortir autonivellant a base de ciment per a ús a terra". El temps de presa es va determinar fent referència a la consistència estàndard i el temps de presa de la pasta de ciment JC/T 727. Les proves de formació, flexió i resistència a la compressió d'exemplars de morter autonivellants fan referència a GB/T 17671. Mètode de prova de resistència d'unió: el bloc de prova de morter de 80 mm x 80 mm x 20 mm es prepara amb antelació i la seva antiguitat supera els 28 d. La superfície és rugosa i l'aigua saturada de la superfície s'esborra després de 10 minuts d'humectació. La peça de prova de morter s'aboca a la superfície polida amb una mida de 40 mm x 40 mm x 10 mm. La força d'unió es prova a l'edat de disseny.

La microscòpia electrònica d'escaneig (SEM) es va utilitzar per analitzar la morfologia dels materials cementats en purins. En l'estudi, el mètode de barreja de tots els materials en pols és: primer, els materials en pols de cada component es barregen uniformement i després s'afegeixen a l'aigua proposada per a una barreja uniforme. L'efecte de l'èter de cel·lulosa sobre el morter autonivellant es va analitzar mitjançant proves microscòpiques de resistència, retenció d'aigua, fluïdesa i SEM.

2. Resultats i anàlisi

2.1 Mobilitat

L'èter de cel·lulosa té un efecte important sobre la retenció d'aigua, la consistència i el rendiment de construcció del morter autonivellant. Especialment com a morter autonivellant, la fluïdesa és un dels principals índexs per avaluar el rendiment del morter autonivellant. Amb la premissa d'assegurar la composició normal del morter, la fluïdesa del morter es pot ajustar canviant el contingut d'èter de cel·lulosa.

Amb l'augment del contingut d'èter de cel·lulosa. La fluïdesa del morter disminueix gradualment. Quan la dosificació és del 0,06%, la fluïdesa del morter disminueix en més d'un 8%, i quan la dosi és del 0,08%, la fluïdesa disminueix en més d'un 13,5%. Al mateix temps, amb l'ampliació de l'edat, l'alta dosi indica que la quantitat d'èter de cel·lulosa s'ha de controlar dins d'un determinat rang, una dosi massa alta comportarà efectes negatius sobre la fluïdesa del morter. L'aigua i el ciment del morter constitueixen el purí net per omplir el buit de la sorra i s'emboliquen al voltant de la sorra per jugar un paper lubricant, de manera que el morter tingui una certa fluïdesa. Amb la introducció d'èter de cel·lulosa, el contingut d'aigua lliure al sistema es redueix relativament i la capa de recobriment de la paret exterior de sorra es redueix, reduint així el flux de morter. A causa del requisit de morter autonivellant amb alta fluïdesa, la quantitat d'èter de cel·lulosa s'ha de controlar en un rang raonable.

2.2 Retenció d'aigua

La retenció d'aigua del morter és un índex important per mesurar l'estabilitat dels components del morter de ciment acabat de barrejar. L'addició d'una quantitat adequada d'èter de cel·lulosa pot millorar la retenció d'aigua del morter. Per tal que la reacció d'hidratació del material de cimentació sigui completament, una quantitat raonable d'èter de cel·lulosa pot mantenir l'aigua al morter durant molt de temps per garantir que la reacció d'hidratació del material de ciment es pugui dur a terme completament.

L'èter de cel·lulosa es pot utilitzar com a agent de retenció d'aigua perquè els àtoms d'oxigen dels enllaços hidroxil i èter s'associen amb molècules d'aigua per formar enllaços d'hidrogen, fent que l'aigua lliure es converteixi en aigua combinada. Es pot veure a partir de la relació entre el contingut d'èter de cel·lulosa i la taxa de retenció d'aigua del morter que la taxa de retenció d'aigua del morter augmenta amb l'augment del contingut d'èter de cel·lulosa. L'efecte de retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa pot evitar que el substrat absorbeixi aigua massa i massa ràpid, i evitar l'evaporació de l'aigua, assegurant així que l'entorn de purins proporciona aigua suficient per a la hidratació del ciment. També hi ha estudis que demostren que, a més de la quantitat d'èter de cel·lulosa, la seva viscositat (pes molecular) també incideix més en la retenció d'aigua del morter, com més gran és la viscositat, millor és la retenció d'aigua. L'èter de cel·lulosa amb una viscositat de 400 MPa·S s'utilitza generalment per al morter autonivellant, que pot millorar el rendiment d'anivellament del morter i millorar la compacitat del morter. Quan la viscositat supera els 40.000 MPa·S, el rendiment de retenció d'aigua ja no es millora significativament i no és adequat per al morter autonivellant.

En aquest estudi es van prendre mostres de morter amb èter de cel·lulosa i morter sense èter de cel·lulosa. Una part de les mostres eren mostres d'edat 3d, i l'altra part de les mostres d'edat 3d es van curar estàndard durant 28 d, i després es va provar la formació de productes d'hidratació de ciment a les mostres mitjançant SEM.

Els productes d'hidratació del ciment de la mostra en blanc de la mostra de morter a l'edat 3d són més que els de la mostra amb èter de cel·lulosa i, als 28 anys d'edat, els productes d'hidratació de la mostra amb èter de cel·lulosa són molt més que els de la mostra en blanc. La hidratació primerenca de l'aigua es retarda perquè hi ha una capa de pel·lícula complexa formada per èter de cel·lulosa a la superfície de les partícules de ciment en la fase inicial. Tanmateix, amb l'ampliació de l'edat, el procés d'hidratació transcorre lentament. En aquest moment, la retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa a la purín fa que hi hagi prou aigua a la purín per satisfer la demanda de reacció d'hidratació, que afavoreix el progrés total de la reacció d'hidratació. Per tant, hi ha més productes d'hidratació a la pasta en l'etapa posterior. Relativament parlant, hi ha més aigua lliure a la mostra en blanc, que pot satisfer l'aigua requerida per la reacció primerenca del ciment. No obstant això, amb el progrés del procés d'hidratació, una part de l'aigua de la mostra es consumeix per la reacció d'hidratació primerenca, i l'altra part es perd per evaporació, donant lloc a una insuficient aigua en el purí posterior. Per tant, els productes d'hidratació 3D de la mostra en blanc són relativament més grans. La quantitat de productes d'hidratació és molt inferior a la quantitat de productes d'hidratació de la mostra que conté èter de cel·lulosa. Per tant, des de la perspectiva dels productes d'hidratació, s'explica de nou que afegir una quantitat adequada d'èter de cel·lulosa al morter pot millorar la retenció d'aigua del purí.

2.3 Configuració del temps

L'èter de cel·lulosa té cert efecte retardador sobre el morter, amb l'augment del contingut d'èter de cel·lulosa. Aleshores s'allarga el temps de presa del morter. L'efecte retardador de l'èter de cel·lulosa està directament relacionat amb les seves característiques estructurals. L'èter de cel·lulosa té una estructura d'anell de glucosa deshidratat, que pot formar una porta complexa molecular de sucre calci amb ions de calci en una solució d'hidratació de ciment, redueix la concentració d'ions de calci en el període d'inducció d'hidratació de ciment, evita la formació i precipitació de Ca (OH) 2 i sal de calci. cristalls, per tal de retardar el procés d'hidratació del ciment. L'efecte retardador de l'èter de cel·lulosa sobre el purins de ciment depèn principalment del grau de substitució d'alquil i té poca relació amb el seu pes molecular. Com més petit sigui el grau de substitució d'alquil, més gran és el contingut d'hidroxil, més evident serà l'efecte retardador. L. Semitz et al. creia que les molècules d'èter de cel·lulosa s'adsorbien principalment en productes d'hidratació com ara C — S — H i Ca(OH)2, i rarament s'adsorbien en minerals originals de clínquer. En combinació amb l'anàlisi SEM del procés d'hidratació del ciment, es troba que l'èter de cel·lulosa té un cert efecte retardador, i com més gran sigui el contingut d'èter de cel·lulosa, més evident és l'efecte retardador de la capa de pel·lícula complexa sobre la hidratació primerenca del ciment, per tant, el més evident l'efecte retardador.

2.4 Resistència a la flexió i resistència a la compressió

En general, la força és un dels índexs d'avaluació importants de l'efecte de curació de les mescles de materials cimentosos a base de ciment. A més d'un alt rendiment de flux, el morter autonivellant també ha de tenir una certa resistència a la compressió i resistència a la flexió. En aquest estudi, es van provar la resistència a la compressió i la resistència a la flexió de 7 i 28 dies del morter en blanc barrejat amb èter de cel·lulosa.

Amb l'augment del contingut d'èter de cel·lulosa, la resistència a la compressió del morter i la resistència a la flexió es redueixen en diferent amplitud, el contingut és petit, la influència sobre la resistència no és òbvia, però amb un contingut de més del 0,02%, el creixement de la taxa de pèrdua de força és més evident. , per tant, en l'ús de l'èter de cel·lulosa per millorar la retenció d'aigua del morter, però també tenir en compte el canvi de força.

Causes de la disminució de la resistència a la compressió i la flexió del morter. Es pot analitzar des dels següents aspectes. En primer lloc, en l'estudi no es va utilitzar ciment de resistència primerenca i d'enduriment ràpid. Quan el morter sec es va barrejar amb aigua, algunes partícules de pols d'èter de cel·lulosa es van adsorbir primer a la superfície de les partícules de ciment per formar una pel·lícula de làtex, que va retardar la hidratació del ciment i va reduir la força inicial de la matriu del morter. En segon lloc, per simular l'entorn de treball de la preparació de morter autonivellant in situ, tots els exemplars de l'estudi no van patir vibracions en el procés de preparació i modelat, i es van basar en l'anivellament d'un mateix pes. A causa del fort rendiment de retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa al morter, es van deixar un gran nombre de porus a la matriu després de l'enduriment del morter. L'augment de la porositat del morter també és un motiu important per a la disminució de la resistència a la compressió i a la flexió del morter. A més, després d'afegir èter de cel·lulosa al morter, augmenta el contingut de polímer flexible als porus del morter. Quan es prem la matriu, és difícil que el polímer flexible tingui un paper de suport rígid, cosa que també afecta el rendiment de resistència de la matriu fins a cert punt.

2.5 Força d'unió

L'èter de cel·lulosa té un gran efecte sobre la propietat d'unió del morter i s'utilitza àmpliament en la investigació i la preparació de morter autonivellant.

Quan el contingut d'èter de cel·lulosa està entre el 0,02% i el 0,10%, la força d'unió del morter millora òbviament i la força d'unió als 28 dies és molt superior a la dels 7 dies. L'èter de cel·lulosa forma una pel·lícula de polímer tancada entre les partícules d'hidratació de ciment i el sistema de fase líquida, que promou més aigua a la pel·lícula de polímer fora de les partícules de ciment, la qual cosa afavoreix la hidratació completa del ciment, per tal de millorar la força d'unió de la pasta. després de l'enduriment. Al mateix temps, la quantitat adequada d'èter de cel·lulosa millora la plasticitat i la flexibilitat del morter, redueix la rigidesa de la zona de transició entre el morter i la interfície del substrat, redueix la tensió de lliscament entre la interfície i millora l'efecte d'unió entre el morter i el substrat en un cert grau. A causa de la presència d'èter de cel·lulosa a la purina de ciment, es forma una zona de transició interfacial especial i una capa interfacial entre les partícules de morter i els productes d'hidratació. Aquesta capa interfacial fa que la zona de transició interfacial sigui més flexible i menys rígida, de manera que el morter té una forta força d'unió.

3. Conclusió i discussió

L'èter de cel·lulosa pot millorar la retenció d'aigua del morter autonivellant. Amb l'augment de la quantitat d'èter de cel·lulosa, la retenció d'aigua del morter es millora gradualment i la fluïdesa del morter i el temps de presa es redueixen fins a cert punt. Una retenció d'aigua massa alta augmentarà la porositat del purí endurit, cosa que pot fer que la resistència a la compressió i la flexió del morter endurit tingui una pèrdua òbvia. En l'estudi, la força va disminuir significativament quan la dosi estava entre el 0,02% i el 0,04%, i com més quantitat d'èter de cel·lulosa, més evident és l'efecte retardador. Per tant, quan s'utilitza èter de cel·lulosa, també cal tenir en compte les propietats mecàniques del morter autonivellant, la selecció raonable de la dosi i l'efecte sinèrgic entre aquest i altres materials químics.

L'ús d'èter de cel·lulosa pot reduir la resistència a la compressió i la resistència a la flexió de la pasta de ciment i millorar la força d'unió del morter. L'anàlisi de les raons del canvi de força, causat principalment pel canvi de microproductes i estructura, d'una banda, les partícules de pols de cautxú d'èter de cel·lulosa adsorbides per primera vegada a la superfície de les partícules de ciment, la formació de pel·lícula de làtex, retarden la hidratació de ciment, que provocarà la pèrdua de força primerenca de purins; D'altra banda, a causa de l'efecte de formació de pel·lícula i l'efecte de retenció d'aigua, és propici per a la hidratació completa del ciment i la millora de la força d'unió. L'autor creu que aquests dos tipus de canvis de força existeixen principalment en el límit del període de fixació, i l'avanç i el retard d'aquest límit poden ser el punt crític que provoca la magnitud dels dos tipus de força. Un estudi més aprofundit i sistemàtic d'aquest punt crític serà propici per a una millor regulació i anàlisi del procés d'hidratació del material cimentat en el purins. És útil ajustar la quantitat d'èter de cel·lulosa i el temps de curat segons la demanda de propietats mecàniques del morter, per tal de millorar el rendiment del morter.