Mechanické vlastnosti éteru celulózy upraveného pro cementovou maltu
Byla připravena modifikovaná cementová malta s poměrem voda-cement 0,45, poměrem vápenec-písek 1:2,5 a ether celulózy s různými viskozitami 0 %, 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, 0,8 % a 1,0 %. . Měřením mechanických vlastností cementové malty a pozorováním mikroskopické morfologie byl studován vliv HEMC na pevnost v tlaku, ohybu a soudržnost modifikované cementové malty. Výsledky výzkumu ukazují, že: s nárůstem obsahu HEMC pevnost v tlaku modifikované malty v různém stáří plynule klesá a rozsah poklesu klesá a bývá mírný; když se přidá stejný obsah éteru celulózy Pevnost v tlaku malty modifikované éterem celulózy s různými viskozitami je: HEMC20
klíčová slova:ether celulózy; cementová malta; pevnost v tlaku; pevnost v ohybu; pevnost vazby
1 Úvod
V této fázi roční poptávka po maltě ve světě přesahuje 200 milionů tun a průmyslová poptávka stále roste. V současnosti má tradiční cementová malta vady, jako je krvácení, delaminace, velké smrštění při vysychání, špatná nepropustnost, nízká pevnost spoje v tahu a neúplná hydratace v důsledku ztráty vody, které jsou obtížně řešitelné, což nejen způsobuje konstrukční vady, ale také vede k tvrdnutí Dochází k jevům, jako je praskání malty, pulverizace, odlupování a prohlubování.
Jako jedna z nejběžněji používaných přísad do komerčních malt má éter celulózy funkci zadržování vody, zahušťování a zpomalování a lze jej použít ke zlepšení fyzikálních vlastností cementové malty, jako je zpracovatelnost, zadržování vody, lepivost a doba tuhnutí. , jako je výrazně rostoucí cement. Sníží se pevnost spoje malty v tahu, ale sníží se pevnost v tlaku, ohybu a modul pružnosti cementové malty. Zhang Yishun a další studovali vliv etheru methylcelulózy a éteru hydroxypropylmethylcelulózy na vlastnosti malty. Výsledky ukázaly, že: oba étery celulózy mohou zlepšit zadržování vody v maltě a pevnost v ohybu a pevnost v tlaku klesá v různých stupních, zatímco poměr ohybu a lepicí pevnost malty se zvyšuje v různých stupních a smršťovací vlastnosti malty mohou být vylepšen. AJenni, R. Zurbriggen atd. použili moderní testovací a analytické techniky ke studiu interakce různých materiálů v systému tenkovrstvých lepicích malt modifikovaných éterem celulózy a pozorovali, že éter celulózy a Ca(OH) se objevily blízko povrchu malty. . 2, ukazující migraci etherů celulózy v materiálech na bázi cementu.
V tomto článku je pomocí metod testování malty, jako je odolnost v tlaku, odolnost v ohybu, lepivost a mikroskopický vzhled SEM, studován vliv cementové malty na bázi celulózového éteru na mechanické vlastnosti, jako je pevnost v tlaku, odolnost v ohybu a pevnost vazby v různém stáří. a je to vysvětleno. jeho mechanismu účinku.
2. Suroviny a zkušební metody
2.1 Suroviny
2.1.1 Cement
Obyčejný laurátový cement vyráběný Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., model P 042.5 (GB175-2007), má hustotu 3,25 g/cm³ a měrný povrch 4200 cm²/G.
2.1.2 Ether hydroxypropylmethylcelulózy
Theether hydroxyethylmethylcelulózyvyrobený společností Hercules Group ze Spojených států má viskozity 50 000 MPa/s, 100 000 MPa/s a 200 000 MPa/s ve 2% roztoku při 25°C a následující zkratky jsou HEMC5, HEMC10 a HEMC20.
2.2 Zkušební metoda
A. Pevnost v tlaku modifikované malty
Pevnost v tlaku vzorků surového tělesa byla testována na stroji pro pevnost v tlaku TYE-300 od Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Rychlost zatěžování je 0,5 kN/s. Zkouška pevnosti v tlaku se provádí podle GB/T17671-1999 „Metoda zkoušky pevnosti cementové malty (metoda ISO)“.
Podle definice je vzorec pro výpočet pevnosti v tlaku zeleného tělesa:
Rc=F/S
Kde Rc—pevnost v tlaku, MPa;
F—zatížení při porušení působící na vzorek, kN;
S—tlaková plocha, m².
Podle definice je vzorec pro výpočet pevnosti v ohybu zeleného tělesa:
Rf= (3P× L)/(2b× h²) = 0,234×P
Ve vzorci je Rf—pevnost v ohybu, MPa;
P—zatížení při porušení působící na vzorek, kN;
L—vzdálenost mezi středy podpěrných válců, tj. 10 cm;
b, h—šířka a výška průřezu zkušebního tělesa, obě jsou 4 cm.
b. Pevnost v tahu modifikované cementové malty
Použijte ZQS6-2000 Adhesive Brick Adhesive Strength Detector k měření adhezivní síly a rychlost v tahu je 2 mm/min. Zkouška pevnosti spojení byla provedena podle JC/T985-2005 „Cementová samonivelační malta pro zem“.
Podle definice je vzorec pro výpočet pevnosti vazby zeleného tělesa:
P=F/S
Ve vzorci P—pevnost vazby v tahu, MPa;
F—maximální zatížení při selhání, N;
S—lepicí plocha, mm².
3. Výsledky a diskuse
3.1 Pevnost v tlaku
Z pevnosti v tlaku dvou druhů malt modifikovaných etherem celulózy s různými viskozitami v různém stáří lze vidět, že se zvýšením obsahu HEMC se pevnost v tlaku malt modifikovaných etherem celulózy v různém stáří (3d, 7d a 28d) snižovala. výrazně. Výrazně se snížila a postupně se stabilizovala: když byl obsah HEMC nižší než 0,4 %, pevnost v tlaku výrazně poklesla ve srovnání se slepým vzorkem; když byl obsah HEMC 0,4 %~1,0 %, trend klesající pevnosti v tlaku se zpomalil. Když je obsah etheru celulózy větší než 0,8 %, pevnost v tlaku stáří 7d a 28d je nižší než u slepého vzorku ve stáří 3d, zatímco pevnost v tlaku modifikované malty 3d je téměř nulová a vzorek je lehce lisovaný Okamžitě drcený, vnitřek je práškový a hustota je velmi nízká.
Vliv stejného HEMC na pevnost v tlaku modifikované malty v různém stáří je také odlišný, což ukazuje, že pevnost v tlaku 28d klesá s nárůstem obsahu HEMC více než u 7d a 3d. To ukazuje, že retardační účinek HEMC vždy existoval s přibývajícím věkem a retardační účinek HEMC nebyl ovlivněn snížením vody v systému nebo postupem hydratační reakce, což má za následek růst pevnosti v tlaku. modifikovaná malta je mnohem menší než ta bez vzorků malty smíchaných s HEMC.
Z křivky změny pevnosti v tlaku malty modifikované éterem celulózy při různém stáří lze vidět, že když se přidá stejné množství éteru celulózy, pevnost v tlaku malty modifikované éterem celulózy s různými viskozitami je: HEMC20
Ke snížení pevnosti v tlaku modifikované malty vedou následující tři faktory: na jedné straně proto, že ve vodě rozpustná makromolekulární síťová struktura HEMC pokrývá částice cementu, CSH gel, oxid vápenatý, hydrát hlinitanu vápenatého a další částice a nehydratovaný částice Na povrchu, zejména v rané fázi hydratace cementu, adsorpce mezi hydrátem hlinitanu vápenatého a HEMC zpomaluje hydratační reakci hlinitanu vápenatého, což má za následek výrazné snížení pevnosti v tlaku. Zpomalující účinek trvalé malty je zřejmý, což ukazuje, že když obsah HEMC20 dosáhne 0,8%~1%, je 3d pevnost upraveného vzorku malty nulová; na druhé straně má hydratovaný roztok HEMC vyšší viskozitu a během procesu míchání malty může být smíchán se vzduchem za vzniku velkého množství vzduchových bublin, což má za následek velké množství dutin ve vytvrzené maltě. a pevnost vzorku v tlaku plynule klesá se zvyšováním obsahu HEMC a zvyšováním jeho polymeračního stupně; Maltový systém pouze zvyšuje pružnost malty a nemůže hrát roli tuhé podpory, takže se snižuje pevnost v tlaku.
3.2 Pevnost v ohybu
Z pevnosti v ohybu dvou různých malt modifikovaných etherem celulózy v různém stáří je vidět, že podobně jako u změny pevnosti v tlaku modifikované malty, pevnost v ohybu u malty modifikované etherem celulózy postupně klesá s nárůstem obsahu HEMC .
Z křivky změny pevnosti v ohybu malty modifikované etherem celulózy v různém stáří lze vidět, že když je obsah etheru celulózy stejný, pevnost v ohybu vzorku malty modifikované HEMC20 je o něco nižší než pevnost vzorku malty modifikované HEMC10, zatímco když je obsah HEMC 0,4%~0,8%, křivky změny pevnosti v ohybu 28d se téměř shodují.
Z křivky změny pevnosti v ohybu malty modifikované celulózou etherem v různém stáří lze také vidět, že změna pevnosti v ohybu modifikované malty je: HEMC5
3.3 Pevnost spoje
Z variačních křivek pevnosti spojení tří malt modifikovaných celulózovým etherem v různém stáří lze vidět, že pevnost spojení modifikované malty se zvyšuje se zvyšováním obsahu HEMC a postupně má tendenci být stabilní. S prodlužujícím se stářím vykazovala stoupající trend i pevnost vazby modifikované malty.
Z 28denních křivek změny pevnosti vazby tří malt modifikovaných celulózovým etherem je vidět, že pevnost vazby modifikované malty se zvyšuje se zvyšováním obsahu HEMC a postupně má tendenci být stabilní. Současně se zvýšením stupně polymerace éteru celulózy je změna pevnosti vazby modifikované malty: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
To je způsobeno zavedením velkého množství pórů do modifikované malty s vysokým obsahem HEMC, což má za následek zvýšení pórovitosti vytvrzeného tělesa, snížení hustoty struktury a pomalý růst pevnosti spoje. ; při tahové zkoušce došlo k lomu v modifikované maltě Uvnitř není na styčné ploše mezi modifikovanou maltou a podkladem žádný lom, což ukazuje, že pevnost vazby mezi modifikovanou maltou a podkladem je větší než pevnost ztvrdlé upravená malta. Pokud je však množství HEMC nízké (0%~0,4%), molekuly HEMC rozpustné ve vodě mohou pokrýt a obalit se na hydratovaných částicích cementu a vytvořit polymerní film mezi částicemi cementu, což zvyšuje pružnost a flexibilitu upravená malta. Plastičnost a díky vynikající retenci vody HEMC má modifikovaná malta dostatek vody pro hydratační reakci, která zajišťuje vývoj pevnosti cementu, a pevnost vazby modifikované cementové malty lineárně roste.
3,4 SEM
Ze srovnávacích snímků SEM před a po maltě modifikované etherem celulózy je vidět, že mezery mezi krystalovými zrny v nemodifikované maltě jsou relativně velké a tvoří se malé množství krystalů. V modifikované maltě krystaly plně rostou, začlenění éteru celulózy zlepšuje schopnost malty zadržovat vodu, cement je plně hydratovaný a hydratační produkty jsou zřejmé.
Éter celulózy byl totiž ošetřen speciálním etherifikačním procesem, který má vynikající disperzi a retenci vody. Voda se po dlouhou dobu postupně uvolňuje, vysycháním a odpařováním uniká z kapilárních pórů jen malé množství vody a většina vody se hydratuje s cementem, aby byla zajištěna pevnost modifikované cementové malty.
4 Závěr
A. Jak se obsah HEMC zvyšuje, pevnost v tlaku modifikované malty v různém stáří plynule klesá a rozsah redukce se snižuje a má tendenci být plochý; když je obsah éteru celulosy větší než 0,8 %, 7d a 28d Pevnost v tlaku slepého vzorku s 3d stárnutím je nižší než u slepého vzorku, zatímco pevnost v tlaku po 3d stárnutí modifikované malty je téměř nulová. Vzorek se při lehkém stlačení rozbije a uvnitř je práškový s nízkou hustotou.
b. Když se přidá stejné množství éteru celulózy, pevnost v tlaku malty modifikované éterem celulózy s různými viskozitami se změní následovně: HEMC20
C. Pevnost v ohybu malty modifikované celulózovým etherem postupně klesá se zvyšováním obsahu HEMC. Změna pevnosti v ohybu modifikované malty je: HEMC5
d. Síla vazby modifikované malty se zvyšuje se zvyšováním obsahu HEMC a postupně má tendenci být stabilní. Současně se zvýšením stupně polymerace éteru celulózy je změna pevnosti vazby modifikované malty: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
E. Po vmíchání éteru celulózy do cementové malty krystal plně doroste, póry mezi krystalovými zrny se zmenší a cement je plně hydratován, což zajišťuje pevnost v tlaku, ohybu a přilnavosti cementové malty.
Čas odeslání: 30. ledna 2023