Propietats mecàniques de l'èter de cel·lulosa modificat per al morter de ciment
Es va preparar el morter de ciment modificat amb una relació aigua-ciment de 0,45, una relació calç-sorra d'1:2,5 i èter de cel·lulosa amb diferents viscositats de 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% i 1,0% . Mitjançant la mesura de les propietats mecàniques del morter de ciment i l'observació de la morfologia microscòpica, es va estudiar l'efecte de l'HEMC sobre la resistència a la compressió, la resistència a la flexió i la força d'unió del morter de ciment modificat. Els resultats de la investigació mostren que: amb l'augment del contingut en HEMC, la resistència a la compressió del morter modificat a diferents edats disminueix contínuament, i el rang de disminució disminueix i tendeix a ser suau; quan s'afegeix el mateix contingut d'èter de cel·lulosa, la resistència a la compressió del morter modificat amb èter de cel·lulosa amb diferents viscositats és: HEMC20
Paraules clau:èter de cel·lulosa; morter de ciment; resistència a la compressió; resistència a la flexió; força d'unió
1 Introducció
En aquesta etapa, la demanda anual de morter al món supera els 200 milions de tones, i la demanda industrial segueix augmentant. En l'actualitat, el morter de ciment tradicional té defectes com ara sagnat, delaminació, gran contracció d'assecat, mala impermeabilitat, baixa resistència a la tracció i hidratació incompleta a causa de la pèrdua d'aigua, que són difícils de resoldre, no només causant defectes de construcció, sinó que també condueixen. a l'enduriment Es produeixen fenòmens com el trencament del morter, la polverització, el despreniment i el buidament.
Com a un dels additius més utilitzats per al morter comercial, l'èter de cel·lulosa té les funcions de retenció d'aigua, espessiment i retard, i es pot utilitzar per millorar les propietats físiques del morter de ciment, com ara la treballabilitat, la retenció d'aigua, el rendiment d'unió i el temps de presa. , com ara augmentar significativament el ciment. Es reduirà la resistència a la tracció del morter, però es reduirà la resistència a la compressió, la resistència a la flexió i el mòdul elàstic del morter de ciment. Zhang Yishun i altres van estudiar l'efecte de l'èter de metil cel·lulosa i l'èter d'hidroxipropil metil cel·lulosa sobre les propietats del morter. Els resultats van mostrar que: tant els èters de cel·lulosa poden millorar la retenció d'aigua del morter com la resistència a la flexió i la resistència a la compressió disminueix en diferents graus, mentre que la relació de plegat i la força d'unió del morter augmenten en diferents graus i el rendiment de contracció del morter pot augmentar. ser millorat. AJenni, R.Zurbriggen, etc. van utilitzar tècniques modernes de prova i anàlisi per estudiar la interacció de diversos materials en el sistema de morter adhesiu de capa fina modificat amb èter de cel·lulosa, i van observar que l'èter de cel·lulosa i el Ca (OH) apareixien a prop de la superfície del morter. . 2, que indica la migració d'èters de cel·lulosa en materials a base de ciment.
En aquest article, utilitzant mètodes de prova de morter com la resistència a la compressió, la resistència a la flexió, l'enllaç i l'aspecte microscòpic SEM, s'estudia la influència del morter de ciment d'èter de cel·lulosa en propietats mecàniques com ara la resistència a la compressió, la resistència a la flexió i la força d'unió a diferents edats, i s'exposa. el seu mecanisme d'acció.
2. Matèries primeres i mètodes d'assaig
2.1 Matèries primeres
2.1.1 Ciment
El ciment laurat ordinari produït per Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., model P 042.5 (GB175-2007), té una densitat de 3,25 g/cm³ i una superfície específica de 4200cm²/g.
2.1.2 Èter d'hidroxipropil metilcel·lulosa
Elhidroxietil metil cel·lulosa èterproduït pel Grup Hercules dels Estats Units té viscositats de 50000MPa/s, 100000MPa/s i 200000MPa/s en una solució al 2% a 25°C, i les abreviatures següents són HEMC5, HEMC10 i HEMC20.
2.2 Mètode de prova
a. Resistència a la compressió del morter modificat
La resistència a la compressió de les mostres de cos verd es va provar amb una màquina de resistència a la compressió TYE-300 de Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. La velocitat de càrrega és de 0,5 kN/s. La prova de resistència a la compressió es realitza segons GB/T17671-1999 "Mètode de prova de resistència del morter de ciment (mètode ISO)".
Per definició, la fórmula per calcular la resistència a la compressió del cos verd és:
Rc=F/S
On Rc—resistència a la compressió, MPa;
F—la càrrega de fallada que actua sobre la mostra, kN;
S—àrea de pressió, m².
Per definició, la fórmula per calcular la resistència a la flexió del cos verd és:
Rf = (3P× L)/(2b× h²) = 0,234×P
En la fórmula, Rf—resistència a la flexió, MPa;
P—la càrrega de fallada que actua sobre la mostra, kN;
L—la distància entre els centres dels cilindres de suport, és a dir, 10 cm;
b, h—l'amplada i l'alçada de la secció transversal del cos de prova, ambdues de 4 cm.
b. Resistència a la tracció del morter de ciment modificat
Utilitzeu el detector de resistència adhesiva de maó adhesiu ZQS6-2000 per mesurar la força adhesiva i la velocitat de tracció és de 2 mm/min. La prova de força d'unió s'ha realitzat segons JC/T985-2005 “Morter autonivellant per terra a base de ciment”.
Per definició, la fórmula per calcular la força d'unió del cos verd és:
P=F/S
En la fórmula, P—resistència a la tracció, MPa;
F—càrrega màxima de fallada, N;
S—àrea d'unió, mm².
3. Resultats i discussió
3.1 Resistència a la compressió
A partir de la resistència a la compressió de dos tipus de morters modificats amb èter de cel·lulosa amb diferents viscositats a diferents edats, es pot veure que amb l'augment del contingut d'HEMC, la resistència a la compressió dels morters modificats amb èter de cel·lulosa a diferents edats (3d, 7d i 28d) va disminuir. significativament. Va disminuir significativament i es va estabilitzar gradualment: quan el contingut d'HEMC era inferior al 0,4%, la resistència a la compressió va disminuir significativament en comparació amb la mostra en blanc; quan el contingut d'HEMC era del 0,4% ~ 1,0%, la tendència a la disminució de la resistència a la compressió es va alentir. Quan el contingut d'èter de cel·lulosa és superior al 0,8%, la resistència a la compressió de l'edat 7d i 28d és inferior a la de la mostra en blanc a l'edat 3d, mentre que la resistència a la compressió del morter modificat 3d és gairebé zero, i la mostra és lleugerament premsat Triturat a l'instant, l'interior és en pols i la densitat és molt baixa.
L'impacte del mateix HEMC sobre la resistència a la compressió del morter modificat a diferents edats també és diferent, demostrant que la resistència a la compressió de 28d disminueix amb l'augment del contingut de HEMC més que la de 7d i 3d. Això demostra que l'efecte retardador de l'HEMC sempre ha existit amb l'augment de l'edat, i l'efecte retardador de l'HEMC no s'ha vist afectat per la reducció de l'aigua al sistema o el progrés de la reacció d'hidratació, donant lloc al creixement de la resistència a la compressió. del morter modificat és molt més petit que el sense mostres de morter barrejades amb HEMC.
A partir de la corba de canvi de resistència a la compressió del morter modificat amb èter de cel·lulosa a diferents edats, es pot veure que quan s'afegeix la mateixa quantitat d'èter de cel·lulosa, la resistència a la compressió del morter modificat amb èter de cel·lulosa amb diferents viscositats és: HEMC20
Els tres factors següents condueixen a la disminució de la resistència a la compressió del morter modificat: d'una banda, perquè l'estructura de la xarxa macromolecular HEMC soluble en aigua cobreix les partícules de ciment, gel CSH, òxid de calci, aluminat de calci hidrat i altres partícules no hidratades. partícules A la superfície, especialment en les primeres fases d'hidratació del ciment, l'adsorció entre l'hidrat d'aluminat de calci i l'HEMC alenteix la reacció d'hidratació de l'aluminat de calci, donant lloc a una disminució significativa de la resistència a la compressió. L'efecte retardador del morter permanent és obvi, cosa que demostra que quan el contingut de HEMC20 arriba al 0,8% ~ 1%, la força 3d de la mostra de morter modificada és zero; d'altra banda, la solució HEMC hidratada té una viscositat més alta, i durant el procés de mescla del morter, es pot barrejar amb aire per formar un gran nombre de bombolles d'aire, donant lloc a un gran nombre de buits en el morter endurit. , i la resistència a la compressió de la mostra disminueix contínuament amb l'augment del contingut de HEMC i l'augment del seu grau de polimerització; El sistema de morter només augmenta la flexibilitat del morter i no pot jugar el paper de suport rígid, de manera que es redueix la resistència a la compressió.
3.2 Resistència a la flexió
A partir de la resistència a la flexió de dos morters modificats amb èter de cel·lulosa de viscositat diferents a diferents edats, es pot veure que, de manera similar al canvi en la resistència a la compressió del morter modificat, la resistència a la flexió del morter modificat amb èter de cel·lulosa disminueix gradualment amb l'augment del contingut en HEMC.
A partir de la corba de canvi de resistència a la flexió del morter modificat amb èter de cel·lulosa a diferents edats, es pot veure que quan el contingut d'èter de cel·lulosa és el mateix, la resistència a la flexió de la mostra de morter modificada HEMC20 és lleugerament inferior a la de la mostra de morter modificada HEMC10, mentre que quan el contingut d'HEMC és del 0,4% ~ 0,8%, les corbes de canvi de resistència a la flexió 28d de les dues gairebé coincideixen.
A partir de la corba de canvi de la resistència a la flexió del morter modificat amb èter de cel·lulosa a diferents edats, també es pot veure que el canvi en la resistència a la flexió del morter modificat és: HEMC5
3.3 Força d'unió
A partir de les corbes de variació de la força d'unió dels tres morters modificats amb èter de cel·lulosa a diferents edats, es pot veure que la força d'unió del morter modificat augmenta amb l'augment del contingut d'HEMC i tendeix a ser estable gradualment. Amb l'extensió de l'edat, la força d'unió del morter modificat també va mostrar una tendència creixent.
A partir de les corbes de canvi de força d'unió de 28 dies dels tres morters modificats amb èter de cel·lulosa, es pot veure que la força d'unió del morter modificat augmenta amb l'augment del contingut d'HEMC i tendeix a ser estable gradualment. Al mateix temps, amb l'augment del grau de polimerització de l'èter de cel·lulosa, el canvi de força d'unió del morter modificat és: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
Això es deu a la introducció d'un gran nombre de porus al morter modificat amb un alt contingut en HEMC, el que resulta en l'augment de la porositat del cos endurit, la disminució de la densitat de l'estructura i el lent creixement de la força de l'enllaç. ; a la prova de tracció, la fractura es va produir al morter modificat. A l'interior, no hi ha fractura a la superfície de contacte entre el morter modificat i el substrat, la qual cosa indica que la força d'unió entre el morter modificat i el substrat és més gran que la del morter endurit. morter modificat. Tanmateix, quan la quantitat d'HEMC és baixa (0% ~ 0,4%), les molècules d'HEMC solubles en aigua poden cobrir i embolicar les partícules de ciment hidratat i formar una pel·lícula de polímer entre les partícules de ciment, que augmenta la flexibilitat i flexibilitat de el morter modificat. Plasticitat, i a causa de l'excel·lent retenció d'aigua de HEMC, el morter modificat té aigua suficient per a la reacció d'hidratació, la qual cosa garanteix el desenvolupament de la resistència del ciment, i la força d'unió del morter de ciment modificat augmenta linealment.
3.4 SEM
A partir de les imatges de comparació SEM abans i després del morter modificat amb èter de cel·lulosa, es pot veure que els buits entre els grans de cristall del morter no modificat són relativament grans i es formen una petita quantitat de cristalls. En el morter modificat, els cristalls creixen completament, la incorporació d'èter de cel·lulosa millora el rendiment de retenció d'aigua del morter, el ciment està completament hidratat i els productes d'hidratació són evidents.
Això es deu al fet que l'èter de cel·lulosa ha estat tractat amb un procés d'eterificació especial, que té una excel·lent dispersió i retenció d'aigua. L'aigua s'allibera gradualment durant un llarg període de temps, només una petita quantitat d'aigua s'escapa dels porus capil·lars a causa de l'assecat i l'evaporació, i la majoria de l'aigua s'hidrata amb el ciment per garantir la resistència del morter de ciment modificat.
4 Conclusió
a. A mesura que augmenta el contingut d'HEMC, la resistència a la compressió del morter modificat a diferents edats disminueix contínuament, i el rang de reducció disminueix i tendeix a ser pla; quan el contingut d'èter de cel·lulosa és superior al 0,8%, el 7d i el 28d La resistència a la compressió de la mostra en blanc envellida en 3D és inferior a la de la mostra en blanc, mentre que la resistència a la compressió envellida en 3D del morter modificat és gairebé zero. La mostra es trenca quan es pressiona lleugerament, i l'interior és en pols amb baixa densitat.
b. Quan s'afegeix la mateixa quantitat d'èter de cel·lulosa, la resistència a la compressió del morter modificat amb èter de cel·lulosa amb diferents viscositats canvia de la següent manera: HEMC20
c. La resistència a la flexió del morter modificat amb èter de cel·lulosa disminueix gradualment amb l'augment del contingut d'HEMC. El canvi de resistència a la flexió del morter modificat és: HEMC5
d. La força d'unió del morter modificat augmenta amb l'augment del contingut d'HEMC i gradualment tendeix a ser estable. Al mateix temps, amb l'augment del grau de polimerització de l'èter de cel·lulosa, el canvi de força d'unió del morter modificat és: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
e. Després de barrejar l'èter de cel·lulosa amb el morter de ciment, el cristall creix completament, els porus entre els grans de cristall es redueixen i el ciment està completament hidratat, cosa que garanteix la resistència a la compressió, flexió i unió del morter de ciment.
Hora de publicació: 30-gen-2023