Celulózový éter na samonivelační maltě

Účinkyether hydroxypropylmethylcelulózyna tekutost, retenci vody a pevnost spojení samonivelační malty. Výsledky ukazují, že HPMC může účinně zlepšit zadržování vody u samonivelační malty a snížit konzistenci malty. Zavedení HPMC může zlepšit pevnost spojení malty, ale sníží se pevnost v tlaku, pevnost v ohybu a tekutost. Na vzorcích byl proveden kontrastní test SEM a vliv HPMC na retardační účinek, účinek retence vody a pevnost malty byl dále vysvětlen z průběhu hydratace cementu po 3 a 28 dnech.

klíčová slova:samonivelační malta; ether celulózy; Tekutost; Zadržování vody

0. Úvod

Samonivelační malta se může spolehnout na svou vlastní váhu, aby vytvořila plochý, hladký a pevný základ na podkladu, aby mohla pokládat nebo lepit jiné materiály, a může provádět velkou plochu vysoce účinné konstrukce, proto je vysoká likvidita velmi významná vlastnost samonivelační malty; Zejména jako velkoobjemový, vyztužený hutný nebo spárový zásyp menší než 10 mm nebo zpevňující použití injektážního materiálu. Kromě dobré tekutosti musí mít samonivelační malta určitou retenci vody a pevnost spoje, nesmí docházet k segregačnímu jevu krvácení a musí mít vlastnosti adiabatického a nízkého nárůstu teploty.

Obecně samonivelační malta vyžaduje dobrou tekutost, ale skutečná tekutost cementové kaše je obvykle pouze 10 ~ 12 cm. Samonivelační malta může být samozhutnitelná a počáteční doba tuhnutí je dlouhá a doba konečného tuhnutí je krátká. Éter celulózy je jednou z hlavních přísad do hotové malty, i když množství přidaného množství je velmi nízké, ale může výrazně zlepšit vlastnosti malty, může zlepšit konzistenci malty, pracovní výkon, lepicí výkon a schopnost zadržovat vodu, má velmi důležitou roli v oblasti hotové malty.

1. Suroviny a metody výzkumu

1.1 Suroviny

(1) Obyčejný cement P·O 42,5.

(2) Pískový materiál: Xiamen promytý mořský písek, velikost částic je 0,3 ~ 0,6 mm, obsah vody je 1% ~ 2%, umělé sušení.

(3) ether celulózy: ether hydroxypropyl methyl celulózy je produktem hydroxylu nahrazeného methoxy a hydroxypropylem, v tomto pořadí, s viskozitou 300 mpa·s. V současnosti je většina používaných etherů celulózy ether hydroxypropylmethylcelulózy a ether hydroxyethylmethylcelulózy.

(4) superplastifikátor: superplastifikátor polykarboxylové kyseliny.

(5) Redispergovatelný latexový prášek: Řada HW5115 vyráběná společností Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. je redispergovatelný latexový prášek kopolymerovaný VAC/VeoVa.

1.2 Zkušební metody

Test byl proveden v souladu s průmyslovou normou JC/T 985-2005 „Cementová samonivelační malta pro pozemní použití“. Doba tuhnutí byla stanovena s ohledem na standardní konzistenci a dobu tuhnutí cementové pasty JC/T 727. Zkouška pevnosti při formování, ohybu a tlaku samonivelační malty se vztahuje na GB/T 17671. Metoda zkoušení pevnosti spoje: Zkušební blok malty 80 mm x 80 mm x 20 mm je připraven předem a jeho stáří je starší 28 dnů. Povrch se zdrsní a nasycená voda z povrchu se setře po 10 minutách navlhčení. Zkušební vzorek malty se nalije na vyleštěný povrch o rozměrech 40 mm x 40 mm x 10 mm. Pevnost spoje je testována v konstrukčním věku.

K analýze morfologie cementovaných materiálů v suspenzi byla použita rastrovací elektronová mikroskopie (SEM). Ve studii je metoda míchání všech práškových materiálů: nejprve se práškové materiály každé složky rovnoměrně promísí a poté se přidají do navrhované vody pro rovnoměrné promíchání. Účinek éteru celulózy na samonivelační maltu byl analyzován pevností, zadržováním vody, tekutostí a mikroskopickými testy SEM.

2. Výsledky a analýza

2.1 Mobilita

Éter celulózy má důležitý vliv na zadržování vody, konzistenci a konstrukční vlastnosti samonivelační malty. Zejména jako samonivelační malta je tekutost jedním z hlavních ukazatelů pro hodnocení výkonnosti samonivelační malty. Za předpokladu zajištění normálního složení malty lze tekutost malty upravit změnou obsahu éteru celulózy.

S nárůstem obsahu éteru celulózy. Tekutost malty se postupně snižuje. Při dávkování 0,06 % se tekutost malty sníží o více než 8 % a při dávkování 0,08 % se tekutost sníží o více než 13,5 %. Zároveň s prodlužujícím se stářím vysoké dávkování naznačuje, že množství éteru celulózy je nutné kontrolovat v určitém rozmezí, příliš vysoké dávkování bude mít negativní vliv na tekutost malty. Voda a cement v maltě tvoří čistou kaši, která vyplňuje mezeru v písku, a obaluje písek, aby hrála mazací roli, takže malta má určitou tekutost. Zavedením éteru celulózy se relativně sníží obsah volné vody v systému a sníží se povlaková vrstva na vnější stěně písku, čímž se sníží tečení malty. Vzhledem k požadavku na samonivelační maltu s vysokou tekutostí by množství éteru celulózy mělo být řízeno v rozumném rozmezí.

2.2 Zadržování vody

Zadržování vody v maltě je důležitým ukazatelem pro měření stability složek v čerstvě namíchané cementové maltě. Přidání vhodného množství éteru celulózy může zlepšit zadržování vody v maltě. Aby byla plně provedena hydratační reakce cementového materiálu, může přiměřené množství éteru celulózy udržet vodu v maltě po dlouhou dobu, aby bylo zajištěno, že hydratační reakce cementového materiálu může být plně provedena.

Éter celulózy lze použít jako činidlo zadržující vodu, protože atomy kyslíku na hydroxylových a etherových vazbách jsou spojeny s molekulami vody za vzniku vodíkových vazeb, díky čemuž se volná voda stává kombinovanou vodou. Ze vztahu mezi obsahem éteru celulózy a mírou retence vody v maltě lze vidět, že míra retence vody v maltě se zvyšuje se zvyšováním obsahu éteru celulózy. Účinek éteru celulózy zadržující vodu může zabránit tomu, aby substrát absorboval příliš mnoho a příliš rychle vody, a zabránit odpařování vody, čímž se zajistí, že prostředí kejdy poskytuje dostatek vody pro hydrataci cementu. Existují i ​​studie, které ukazují, že kromě množství éteru celulózy má větší vliv na zadržování vody malty také jeho viskozita (molekulová hmotnost), čím větší viskozita, tím lepší zadržování vody. Éter celulózy s viskozitou 400 MPa·S se obecně používá pro samonivelační maltu, která může zlepšit vyrovnávací vlastnosti malty a zlepšit kompaktnost malty. Když viskozita překročí 40 000 MPa·S, schopnost zadržování vody se již výrazně nezlepší a není vhodná pro samonivelační maltu.

V této studii byly odebrány vzorky malty s éterem celulózy a malty bez éteru celulózy. Část vzorků byly vzorky 3D stáří a druhá část vzorků 3D stáří byla standardně vytvrzena po dobu 28 dní a poté byla pomocí SEM testována tvorba produktů hydratace cementu ve vzorcích.

Produkty hydratace cementu ve slepém vzorku malty ve stáří 3 dní jsou více než ve vzorku s éterem celulózy a ve stáří 28 dní jsou produkty hydratace ve vzorku s éterem celulózy mnohem více než ve slepém vzorku. Časná hydratace vody je zpožděna, protože na povrchu cementových částic je v raném stadiu složitá filmová vrstva tvořená éterem celulózy. S prodlužujícím se věkem však proces hydratace probíhá pomalu. V tomto okamžiku retence vody etheru celulózy v suspenzi způsobí, že v suspenzi je dostatek vody pro uspokojení požadavku hydratační reakce, což vede k plnému průběhu hydratační reakce. Proto je v kaši v pozdější fázi více hydratačních produktů. Relativně řečeno, ve slepém vzorku je více volné vody, což může uspokojit vodu potřebnou pro počáteční reakci cementu. Avšak s postupem hydratačního procesu je část vody ve vzorku spotřebována ranou hydratační reakcí a druhá část je ztracena odpařováním, což má za následek nedostatek vody v pozdější suspenzi. Proto je 3D hydratačních produktů ve slepém vzorku relativně více. Množství hydratačních produktů je mnohem menší než množství hydratačních produktů ve vzorku obsahujícím ether celulózy. Z hlediska hydratačních produktů je tedy znovu vysvětleno, že přidání vhodného množství etheru celulózy do malty může skutečně zlepšit zadržování vody v kaši.

2.3 Čas nastavení

Éter celulózy má určitý retardační účinek na maltu se zvýšením obsahu éteru celulózy. Doba tuhnutí malty se pak prodlužuje. Zpomalující účinek éteru celulózy přímo souvisí s jeho strukturními charakteristikami. Éter celulózy má dehydratovanou glukózovou kruhovou strukturu, která může tvořit molekulární komplex cukru a vápníku s vápenatými ionty v roztoku hydratace cementu, snížit koncentraci iontů vápníku v období indukce hydratace cementu, zabránit tvorbě a srážení Ca(OH)2 a vápenaté soli krystaly, aby se zpomalil proces hydratace cementu. Zpomalovací účinek éteru celulózy na cementovou kaši závisí hlavně na stupni substituce alkylu a má malý vztah k jeho molekulové hmotnosti. Čím menší je stupeň substituce alkylu, tím větší je obsah hydroxylu, tím je retardační účinek zjevnější. L. Semitz a kol. věřili, že molekuly éteru celulózy byly adsorbovány hlavně na hydratačních produktech, jako jsou C-S-H a Ca(OH)2, a zřídka byly adsorbovány na původní minerály slínku. V kombinaci s SEM analýzou procesu hydratace cementu bylo zjištěno, že éter celulózy má určitý zpomalující účinek a čím vyšší je obsah éteru celulózy, tím je zpomalující účinek komplexní filmové vrstvy na časnou hydrataci cementu zjevnější. zřejmější retardační účinek.

2.4 Pevnost v ohybu a v tlaku

Obecně platí, že pevnost je jedním z důležitých hodnotících indexů vytvrzovacího účinku směsí cementových materiálů na bázi cementu. Samonivelační malta by měla mít kromě vysoké tekutosti také určitou pevnost v tlaku a ohybu. V této studii byla testována 7 a 28denní pevnost v tlaku a pevnost v ohybu malty smíchané s éterem celulózy.

S nárůstem obsahu éteru celulózy se snižuje pevnost malty v tlaku a pevnost v ohybu v různé amplitudě, obsah je malý, vliv na pevnost není zřejmý, ale s obsahem vyšším než 0,02% je nárůst rychlosti ztráty pevnosti zřetelnější , tedy při použití éteru celulózy ke zlepšení zadržování vody maltou, ale také vzít v úvahu změnu pevnosti.

Příčiny poklesu pevnosti malty v tlaku a v ohybu. Lze jej analyzovat z následujících hledisek. Za prvé, ve studii nebyl použit cement s ranou pevností a rychle tuhnoucí cement. Když byla suchá malta smíchána s vodou, některé práškové částice celulózového etherového kaučuku byly nejprve adsorbovány na povrch částic cementu za vzniku latexového filmu, který zpomalil hydrataci cementu a snížil počáteční pevnost matrice malty. Za druhé, aby bylo možné simulovat pracovní prostředí při přípravě samonivelační malty na místě, všechny vzorky ve studii nepodléhaly vibracím v procesu přípravy a formování a spoléhaly se na vyrovnávání vlastní tíhou. Vzhledem k silné schopnosti éteru celulózy zadržovat vodu v maltě, zůstalo po vytvrzení malty v matrici velké množství pórů. Zvýšení pórovitosti malty je také důležitým důvodem pro snížení pevnosti malty v tlaku a ohybu. Navíc po přidání éteru celulózy do malty se zvyšuje obsah pružného polymeru v pórech malty. Když je matrice lisována, flexibilní polymer obtížně hraje tuhou podpůrnou roli, což také do určité míry ovlivňuje pevnost matrice.

2.5 Pevnost spoje

Éter celulózy má velký vliv na přilnavost malty a je široce používán při výzkumu a přípravě samonivelačních malt.

Když je obsah éteru celulózy mezi 0,02 % a 0,10 %, pevnost spoje malty je zjevně zlepšena a pevnost spoje po 28 dnech je mnohem vyšší než po 7 dnech. Éter celulózy tvoří uzavřený polymerní film mezi částicemi hydratace cementu a systémem kapalné fáze, který podporuje více vody v polymerním filmu mimo částice cementu, což přispívá k úplné hydrataci cementu, aby se zlepšila pevnost spojení pasty po vytvrzení. Přiměřené množství éteru celulózy zároveň zvyšuje plasticitu a pružnost malty, snižuje tuhost přechodové zóny mezi maltou a rozhraním podkladu, snižuje kluzné napětí mezi rozhraním a zvyšuje vazebný účinek mezi maltou a podkladem v určitý stupeň. Díky přítomnosti éteru celulózy v cementové kaši se mezi částicemi malty a hydratačními produkty vytvoří speciální přechodová zóna a mezifázová vrstva. Tato mezifázová vrstva činí přechodovou zónu pružnější a méně tuhou, takže malta má silnou přilnavost.

3. Závěr a diskuse

Éter celulózy může zlepšit zadržování vody v samonivelační maltě. Se zvyšováním množství éteru celulózy se postupně zvyšuje retence vody maltou a do určité míry se snižuje tekutost malty a doba tuhnutí. Příliš vysoká retence vody zvýší poréznost vytvrzené kaše, což může způsobit zjevnou ztrátu pevnosti v tlaku a ohybu vytvrzené malty. Ve studii se pevnost významně snížila, když byla dávka mezi 0,02 % a 0,04 %, a čím větší bylo množství éteru celulózy, tím byl zpomalující účinek zjevnější. Při použití éteru celulózy je proto nutné komplexně zvážit i mechanické vlastnosti samonivelační malty, rozumnou volbu dávkování a synergický efekt mezi ní a jinými chemickými materiály.

Použití éteru celulózy může snížit pevnost v tlaku a ohybu cementové kaše a zlepšit přilnavost malty. Analýza důvodů změny pevnosti, způsobené především změnou mikroproduktů a struktury, na jedné straně práškové částice celulózového etherového kaučuku nejprve adsorbované na povrchu částic cementu, tvorba latexového filmu, zpomalení hydratace cement, který způsobí ztrátu počáteční pevnosti kejdy; Na druhou stranu díky filmotvornému efektu a efektu zadržování vody přispívá k úplné hydrataci cementu a zlepšení pevnosti spoje. Autor se domnívá, že tyto dva druhy změn pevnosti existují hlavně v limitu doby nastavení a posun a zpoždění tohoto limitu může být kritickým bodem, který způsobuje velikost těchto dvou druhů pevnosti. Hlubší a systematičtější studium tohoto kritického bodu přispěje k lepší regulaci a analýze hydratačního procesu cementovaného materiálu v suspenzi. Je užitečné upravit množství éteru celulózy a dobu vytvrzování podle požadavků na mechanické vlastnosti malty, aby se zlepšily vlastnosti malty.