Focus on Cellulose ethers

Efecte de la hidroxietil metilcel·lulosa sobre el morter de ciment

S'ha estudiat la influència de factors com el canvi de viscositat de la hidroxietil metilcel·lulosa (HEMC), tant si es modifica com si no, i el canvi de contingut en la tensió de fluència i la viscositat plàstica del morter de ciment fresc. Per a l'HEMC no modificat, com més gran sigui la viscositat, menor serà la tensió de fluència i la viscositat plàstica del morter; es debilita la influència del canvi de viscositat de l'HEMC modificat sobre les propietats reològiques del morter; independentment de si es modifica o no, com més gran sigui la viscositat de HEMC, menor serà l'efecte de retard de l'estrès de fluència i el desenvolupament de la viscositat plàstica del morter és més evident. Quan el contingut d'HEMC és superior al 0,3%, la tensió de fluència i la viscositat plàstica del morter augmenten amb l'augment del contingut; quan el contingut d'HEMC és gran, la tensió de fluència del morter disminueix amb el temps i el rang de viscositat plàstica augmenta amb el temps.

Paraules clau: hidroxietil metilcel·lulosa, morter fresc, propietats reològiques, límit de fluència, viscositat plàstica

I. Introducció

Amb el desenvolupament de la tecnologia de construcció de morter, s'ha prestat cada cop més atenció a la construcció mecanitzada. El transport vertical de llarga distància planteja nous requisits per al morter bombat: s'ha de mantenir una bona fluïdesa durant tot el procés de bombeig. Cal estudiar els factors que influeixen i les condicions restrictives de la fluïdesa del morter, i el mètode comú és observar els paràmetres reològics del morter.

Les propietats reològiques del morter depenen principalment de la naturalesa i la quantitat de matèries primeres. L'èter de cel·lulosa és una barreja molt utilitzada en morter industrial, que té una gran influència en les propietats reològiques del morter, per la qual cosa els estudiosos nacionals i estrangers han dut a terme algunes investigacions al respecte. En resum, es poden extreure les següents conclusions: un augment de la quantitat d'èter de cel·lulosa comportarà un augment del parell inicial del morter, però després d'un període d'agitació, la resistència al flux del morter disminuirà en canvi (1) ; quan la fluïdesa inicial és bàsicament la mateixa, primer es perdrà la fluïdesa del morter. augmentat després de disminuir (2); el límit elàstic i la viscositat plàstica del morter van mostrar una tendència de disminució primer i després d'augment, i l'èter de cel·lulosa va promoure la destrucció de l'estructura del morter i va allargar el temps des de la destrucció fins a la reconstrucció (3); L'èter i la pols espessa tenen una major viscositat i estabilitat, etc. (4). Tanmateix, els estudis anteriors encara tenen deficiències:

Els estàndards i procediments de mesura de diferents estudiosos no són uniformes i els resultats de les proves no es poden comparar amb precisió; el rang de prova de l'instrument és limitat i els paràmetres reològics del morter mesurat tenen un petit rang de variació, que no és àmpliament representatiu; manca de proves comparatives sobre èters de cel·lulosa amb diferents viscositats; Hi ha molts factors que influeixen i la repetibilitat no és bona. En els últims anys, l'aparició del reòmetre de morter Viskomat XL ha proporcionat una gran comoditat per a la determinació precisa de les propietats reològiques del morter. Té els avantatges d'un alt nivell de control automàtic, una gran capacitat, un ampli rang de proves i els resultats de les proves més d'acord amb les condicions reals. En aquest treball, a partir de l'ús d'aquest tipus d'instruments, es sintetitzen els resultats de la investigació dels estudiosos existents, i es formula el programa d'assaig per estudiar l'efecte de diferents tipus i viscositats de la hidroxietil metilcel·lulosa (HEMC) sobre la reologia del morter en un rang de dosificació més gran. impacte en el rendiment.

2. Model reològic de morter de ciment fresc

Atès que la reologia es va introduir a la ciència del ciment i del formigó, un gran nombre d'estudis han demostrat que el formigó i el morter frescos es poden considerar com un fluid de Bingham, i Banfill va elaborar encara més la viabilitat d'utilitzar el model de Bingham per descriure les propietats reològiques del morter (5). A l'equació reològica τ=τ0+μγ del model de Bingham, τ és la tensió de tall, τ0 és la tensió de fluència, μ és la viscositat plàstica i γ és la velocitat de cisalla. Entre ells, τ0 i μ són els dos paràmetres més importants: τ0 és l'esforç de cisalla mínima que pot fer fluir el morter de ciment, i només quan τ>τ0 actua sobre el morter, el morter pot fluir; μ reflecteix la resistència viscosa quan flueix el morter Com més gran sigui μ, més lent és el flux del morter [3]. En el cas en què tant τ0 com μ són desconeguts, l'esforç de cisalla s'ha de mesurar almenys amb dues velocitats de cisalla diferents abans que es pugui calcular (6).

En un reòmetre de morter determinat, la corba NT obtinguda fixant la velocitat de rotació de la fulla N i mesurant el parell T generat per la resistència a tall del morter també es pot utilitzar per calcular una altra equació T=g+ que s'ajusti al model de Bingham Els dos paràmetres g i h de Nh. g és proporcional a la tensió de fluència τ0, h és proporcional a la viscositat plàstica μ i τ0 = (K/G)g, μ = (l / G) h , on G és una constant relacionada amb l'instrument, i K pot passar pel flux conegut S'obté corregint el fluid les característiques del qual canvien amb la velocitat de cisalla[7]. Per comoditat, aquest article tracta directament g i h, i utilitza la llei canviant de g i h per reflectir la llei canviant de la tensió de fluència i la viscositat plàstica del morter.

3. Prova

3.1 Matèries primeres

3.2 sorra

Sorra de quars: la sorra gruixuda és de malla 20-40, la sorra mitjana és de malla 40-70, la sorra fina és de malla 70-100 i les tres es barregen en una proporció de 2:2:1.

3.3 Èter de cel·lulosa

Hidroxietil metilcel·lulosa HEMC20 (viscositat 20.000 mPa s), HEMC25 (viscositat 25.000 mPa s), HEMC40 (viscositat 40.000 mPa s) i HEMC45 (viscositat 45.000 mPa s), dels quals HEMC25 i HEMC45 èther cel·lulosa modificada.

3.4 Mescla d'aigua

aigua de l'aixeta.

3.5 Pla de proves

La relació calç-sorra és 1:2,5, el consum d'aigua es fixa en el 60% del consum de ciment i el contingut de HEMC és del 0-1,2% del consum de ciment.

Primer barregeu uniformement el ciment pesat amb precisió, l'HEMC i la sorra de quars, a continuació, afegiu l'aigua de barreja segons GB/T17671-1999 i remeneu-lo i, a continuació, utilitzeu el reòmetre de morter Viskomat XL per provar. El procediment de prova és: la velocitat augmenta ràpidament de 0 a 80 rpm a 0 ~ 5 min, 60 rpm a 5 ~ 7 min, 40 rpm a 7 ~ 9 min, 20 rpm a 9 ~ 11 min, 10 rpm a 11 ~ 13 min i 5 rpm a 13 ~ 15 min, 15 ~ 30 min, la velocitat és de 0 rpm i, a continuació, cicle una vegada cada 30 min segons el procediment anterior i el temps total de prova és de 120 min.

4. Resultats i discussió

4.1 Efecte del canvi de viscositat HEMC sobre les propietats reològiques del morter de ciment

(La quantitat d'HEMC és del 0,5% de la massa del ciment), reflectint corresponentment la llei de variació de la tensió de fluència i la viscositat plàstica del morter. Es pot observar que encara que la viscositat de HEMC40 és superior a la de HEMC20, la tensió de fluència i la viscositat plàstica del morter barrejat amb HEMC40 són inferiors a les del morter barrejat amb HEMC20; tot i que la viscositat de HEMC45 és un 80% superior a la de HEMC25, la tensió de fluència del morter és lleugerament inferior i la viscositat plàstica es troba entre Després de 90 minuts, hi va haver un augment. Això es deu al fet que com més gran sigui la viscositat de l'èter de cel·lulosa, més lenta serà la velocitat de dissolució i més temps tardarà el morter preparat amb ell a assolir la viscositat final [8]. A més, en el mateix moment de la prova, la densitat aparent del morter barrejat amb HEMC40 era inferior a la del morter barrejat amb HEMC20, i la del morter barrejat amb HEMC45 era inferior a la del morter barrejat amb HEMC25, indicant que HEMC40 i HEMC45 van introduir més bombolles d'aire, i les bombolles d'aire del morter tenen efecte "Bola", que també redueix la resistència al flux del morter.

Després d'afegir HEMC40, la tensió de fluència del morter estava en equilibri després de 60 minuts i la viscositat plàstica va augmentar; després d'afegir HEMC20, la tensió de fluència del morter va arribar a l'equilibri després de 30 minuts i la viscositat plàstica va augmentar. Mostra que HEMC40 té un efecte retardador més gran sobre el desenvolupament de la tensió de fluència del morter i la viscositat plàstica que l'HEMC20, i triga més a assolir la viscositat final.

La tensió de fluència del morter barrejat amb HEMC45 va disminuir de 0 a 120 minuts i la viscositat plàstica va augmentar després de 90 minuts; mentre que la tensió de fluència del morter barrejat amb HEMC25 va augmentar després de 90 minuts i la viscositat plàstica va augmentar després de 60 minuts. Mostra que HEMC45 té un efecte retardador més gran en el desenvolupament de la tensió de fluència del morter i la viscositat plàstica que HEMC25, i el temps necessari per assolir la viscositat final també és més llarg.

4.2 L'efecte del contingut d'HEMC sobre el límit de fluència del morter de ciment

Durant la prova, els factors que afecten el límit de fluència del morter són: delaminació i sagnat del morter, danys a l'estructura per agitació, formació de productes d'hidratació, reducció de la humitat lliure al morter i efecte retardador de l'èter de cel·lulosa. Per a l'efecte retardador de l'èter de cel·lulosa, la visió més generalment acceptada és explicar-lo mitjançant l'adsorció d'additius.

Es pot veure que quan s'afegeix HEMC40 i el seu contingut és inferior al 0,3%, la tensió de fluència del morter disminueix gradualment amb l'augment del contingut de HEMC40; quan el contingut d'HEMC40 és superior al 0,3%, la tensió de fluència del morter augmenta gradualment. A causa del sagnat i la delaminació del morter sense èter de cel·lulosa, no hi ha prou pasta de ciment entre els àrids per lubricar, la qual cosa provoca un augment de la tensió de fluència i la dificultat de fluir. L'addició adequada d'èter de cel·lulosa pot millorar eficaçment el fenomen de delaminació del morter, i les bombolles d'aire introduïdes són equivalents a petites "boles", que poden reduir l'estrès de fluència del morter i facilitar el flux. A mesura que augmenta el contingut d'èter de cel·lulosa, el seu contingut d'humitat fixa també augmenta gradualment. Quan el contingut d'èter de cel·lulosa supera un cert valor, la influència de la reducció de la humitat lliure comença a tenir un paper principal i la tensió de fluència del morter augmenta gradualment.

Quan la quantitat d'HEMC40 és inferior al 0,3%, la tensió de fluència del morter disminueix gradualment en 0-120 minuts, que es relaciona principalment amb la delaminació cada cop més greu del morter, perquè hi ha una certa distància entre la fulla i la part inferior del l'instrument i l'agregat després de la delaminació s'enfonsa a la part inferior, la resistència superior es fa més petita; quan el contingut d'HEMC40 és del 0,3%, el morter gairebé no es delaminarà, l'adsorció d'èter de cel·lulosa és limitada, la hidratació és dominant i la tensió de rendiment té un cert augment; el contingut d'HEMC40 és Quan el contingut d'èter de cel·lulosa és del 0,5% al ​​0,7%, l'adsorció de l'èter de cel·lulosa augmenta gradualment, la taxa d'hidratació disminueix i la tendència de desenvolupament de l'estrès de rendiment del morter comença a canviar; A la superfície, la taxa d'hidratació és menor i la tensió de fluència del morter disminueix amb el temps.

4.3 Efecte del contingut d'HEMC sobre la viscositat plàstica del morter de ciment

Es pot veure que després d'afegir HEMC40, la viscositat plàstica del morter augmenta gradualment amb l'augment del contingut de HEMC40. Això es deu al fet que l'èter de cel·lulosa té un efecte espessidor, que pot augmentar la viscositat del líquid, i com més gran sigui la dosi, més gran serà la viscositat del morter. La raó per la qual la viscositat plàstica del morter disminueix després d'afegir un 0,1% d'HEMC40 també es deu a l'efecte "bola" de la introducció de bombolles d'aire i a la reducció del sagnat i la delaminació del morter.

La viscositat plàstica del morter normal sense afegir èter de cel·lulosa disminueix gradualment amb el temps, cosa que també està relacionada amb la densitat inferior de la part superior causada per la capa del morter; quan el contingut de HEMC40 és del 0,1% al 0,5%, l'estructura del morter és relativament uniforme i l'estructura del morter és relativament uniforme després de 30 minuts. La viscositat plàstica no canvia gaire. En aquest moment, reflecteix principalment l'efecte de viscositat del propi èter de cel·lulosa; després que el contingut de HEMC40 sigui superior al 0,7%, la viscositat plàstica del morter augmenta gradualment amb l'augment del temps, perquè la viscositat del morter també està relacionada amb la de l'èter de cel·lulosa. La viscositat de la solució d'èter de cel·lulosa augmenta gradualment en un període de temps després de l'inici de la barreja. Com més gran sigui la dosi, més significatiu serà l'efecte d'augmentar amb el temps.

V. Conclusió

Factors com el canvi de viscositat de l'HEMC, tant si es modifica com si no, i el canvi de dosificació afectaran significativament les propietats reològiques del morter, que es poden reflectir en els dos paràmetres de tensió de fluència i viscositat plàstica.

Per a HEMC no modificat, com més gran sigui la viscositat, menor serà la tensió de fluència i la viscositat plàstica del morter en 0-120 minuts; la influència del canvi de viscositat de l'HEMC modificat sobre les propietats reològiques del morter és més feble que la de l'HEMC no modificat; independentment de la modificació Tant si és permanent com si no, com més gran sigui la viscositat de l'HEMC, més significatiu serà l'efecte retardant en el desenvolupament de la tensió de fluència del morter i la viscositat plàstica.

Quan s'afegeix HEMC40 amb una viscositat de 40000mPa·s i el seu contingut és superior al 0,3%, la tensió de fluència del morter augmenta gradualment; quan el contingut supera el 0,9%, la tensió de fluència del morter comença a mostrar una tendència de disminució gradual amb el temps; La viscositat plàstica augmenta amb l'augment del contingut d'HEMC40. Quan el contingut és superior al 0,7%, la viscositat plàstica del morter comença a mostrar una tendència a augmentar gradualment amb el temps.


Hora de publicació: 24-nov-2022
Xat en línia de WhatsApp!