Celluloseether på selvnivellerende mørtel

Virkningerne afhydroxypropylmethylcelluloseetherpå fluiditeten, vandretentionen og bindingsstyrken af ​​selvnivellerende mørtel blev undersøgt. Resultaterne viser, at HPMC effektivt kan forbedre vandretentionen af ​​selvnivellerende mørtel og reducere mørtelens konsistens. Introduktionen af ​​HPMC kan forbedre bindingsstyrken af ​​mørtel, men trykstyrken, bøjningsstyrken og fluiditeten er reduceret. SEM-kontrasttest blev udført på prøverne, og effekten af ​​HPMC på den retarderende effekt, vandtilbageholdelseseffekt og styrke af mørtel blev yderligere forklaret ud fra cementens hydreringsforløb efter 3 og 28 dage.

Nøgleord:selvnivellerende mørtel; Celluloseether; Fluiditet; Vandophobning

0. Indledning

Selvnivellerende mørtel kan stole på sin egen vægt for at danne et fladt, glat og stærkt fundament på underlaget for at lægge eller binde andre materialer og kan udføre et stort område med højeffektiv konstruktion, derfor er høj likviditet en meget væsentlig egenskab ved selvnivellerende mørtel; Især som et stort volumen, forstærket tæt eller spalte mindre end 10 mm tilbagefyldning eller forstærkende brug af fugemateriale. Ud over god flydeevne skal selvnivellerende mørtel have en vis vandretention og bindingsstyrke, ingen blødende segregationsfænomen og have karakteristika af adiabatisk og lav temperaturstigning.

Generelt kræver selvnivellerende mørtel god flydeevne, men den faktiske flydeevne af cementopslæmning er normalt kun 10 ~ 12 cm. Selvnivellerende mørtel kan være selvkomprimerende, og den indledende hærdetid er lang, og den endelige hærdetid er kort. Celluloseether er et af de vigtigste tilsætningsstoffer i færdigblandet mørtel, selv om tilsætningsmængden er meget lav, men kan forbedre mørtelens ydeevne betydeligt, den kan forbedre mørtelens konsistens, arbejdsydelse, limningsydelse og vandretentionsevne, har en meget vigtig rolle inden for færdigblandet mørtel.

1. Råvarer og forskningsmetoder

1.1 Råvarer

(1) Almindelig P·O 42.5 cement.

(2) Sandmateriale: Xiamen vasket havsand, partikelstørrelsen er 0,3 ~ 0,6 mm, vandindholdet er 1% ~ 2%, kunstig tørring.

(3) Celluloseether: hydroxypropylmethylcelluloseether er produktet af hydroxyl erstattet med henholdsvis methoxy og hydroxypropyl med en viskositet på 300 mpa·s. På nuværende tidspunkt er det meste af den anvendte celluloseether hydroxypropylmethylcelluloseether og hydroxyethylmethylcelluloseether.

(4) superplastificeringsmiddel: polycarboxylsyre superplastificeringsmiddel.

(5) Redispergerbart latexpulver: HW5115-serien produceret af Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. er et redispergerbart latexpulver copolymeriseret af VAC/VeoVa.

1.2 Testmetoder

Testen blev udført i overensstemmelse med industristandarden JC/T 985-2005 "Cementbaseret selvnivellerende mørtel til jordbrug". Hærdningstiden blev bestemt ved at henvise til standardkonsistensen og hærdetiden for JC/T 727 cementpasta. Selvnivellerende mørtelprøveformning, bøjning og trykstyrketest henvises til GB/T 17671. Testmetode for bindingsstyrke: 80mmx80mmx20mm mørteltestblokken er forberedt på forhånd, og dens alder er over 28d. Overfladen gøres ru, og det mættede vand på overfladen tørres af efter 10 min befugtning. Mørtelprøvestykket hældes på den polerede overflade med størrelsen 40mmx40mmx10mm. Vedhæftningsstyrken testes ved designalderen.

Scanning elektronmikroskopi (SEM) blev brugt til at analysere morfologien af ​​cementificerede materialer i gylle. I undersøgelsen er blandingsmetoden for alle pulvermaterialer: Først blandes pulvermaterialerne i hver komponent jævnt og tilsættes derefter det foreslåede vand for ensartet blanding. Virkningen af ​​celluloseether på selvnivellerende mørtel blev analyseret ved styrke, vandretention, fluiditet og SEM mikroskopiske test.

2. Resultater og analyse

2.1 Mobilitet

Celluloseether har en vigtig effekt på vandretention, konsistens og konstruktionsevne af selvnivellerende mørtel. Især som en selvnivellerende mørtel er flydendehed et af de vigtigste indekser til at evaluere ydeevnen af ​​selvnivellerende mørtel. Ud fra forudsætningen om at sikre den normale sammensætning af mørtel, kan mørtlens flydeevne justeres ved at ændre indholdet af celluloseether.

Med stigning i indholdet af celluloseether. Mørtlens flydeevne falder gradvist. Når doseringen er 0,06 %, falder mørtelens fluiditet med mere end 8 %, og når doseringen er 0,08 %, falder fluiditeten med mere end 13,5 %. Samtidig, med forlængelsen af ​​alderen, indikerer den høje dosering, at mængden af ​​celluloseether skal kontrolleres inden for et vist område, for høj dosering vil medføre negative effekter på mørtlens flydighed. Vandet og cementen i mørtlen udgør den rene opslæmning for at fylde sandspalten, og vikles rundt om sandet for at spille en smørende rolle, så mørtlen har en vis fluiditet. Med introduktionen af ​​celluloseether reduceres indholdet af frit vand i systemet relativt, og belægningslaget på ydervæggen af ​​sand reduceres, hvilket reducerer mørtelstrømmen. På grund af kravet om selvnivellerende mørtel med høj flydeevne, bør mængden af ​​celluloseether kontrolleres inden for et rimeligt område.

2.2 Vandophobning

Vandtilbageholdelse af mørtel er et vigtigt indeks til at måle stabiliteten af ​​komponenter i friskblandet cementmørtel. Tilsætning af passende mængde celluloseether kan forbedre vandtilbageholdelsen af ​​mørtel. For at fuldføre cementeringsmaterialets hydratiseringsreaktion kan en rimelig mængde celluloseether holde vandet i mørtlen i lang tid for at sikre, at cementeringsmaterialets hydratiseringsreaktion kan udføres fuldt ud.

Celluloseether kan bruges som et vandtilbageholdende middel, fordi oxygenatomerne på hydroxyl- og etherbindingerne er forbundet med vandmolekyler for at danne hydrogenbindinger, hvilket får frit vand til at blive kombineret vand. Det kan ses af forholdet mellem indholdet af celluloseether og vandtilbageholdelseshastigheden i mørtel, at vandtilbageholdelseshastigheden for mørtel stiger med stigningen i indholdet af celluloseether. Den vandtilbageholdende effekt af celluloseether kan forhindre substratet i at absorbere for meget og for hurtigt vand og forhindre vandfordampning og dermed sikre, at gyllemiljøet giver tilstrækkeligt vand til cementhydrering. Der er også undersøgelser, der viser, at udover mængden af ​​celluloseether, har dens viskositet (molekylvægt) også større indflydelse på mørtelvandretentionen, jo større viskositeten er, jo bedre er vandretentionen. Celluloseether med en viskositet på 400 MPa·S anvendes generelt til selvnivellerende mørtel, hvilket kan forbedre mørtelens udjævningsevne og forbedre mørtelens kompakthed. Når viskositeten overstiger 40.000 MPa·S, forbedres vandretentionsevnen ikke længere væsentligt, og den er ikke egnet til selvnivellerende mørtel.

I denne undersøgelse blev der taget prøver af mørtel med celluloseether og mørtel uden celluloseether. En del af prøverne var 3d-alderprøver, og den anden del af 3d-alderprøverne blev standardhærdet i 28d, og derefter blev dannelsen af ​​cementhydreringsprodukter i prøverne testet af SEM.

Hydratiseringsprodukterne af cement i blindprøven af ​​mørtelprøven ved 3d alder er flere end dem i prøven med celluloseether, og ved 28d alder er hydratiseringsprodukterne i prøven med celluloseether langt flere end dem i blindprøven. Den tidlige hydrering af vand er forsinket, fordi der er et komplekst filmlag dannet af celluloseether på overfladen af ​​cementpartikler i det tidlige stadie. Men med forlængelsen af ​​alderen forløber hydreringsprocessen langsomt. På dette tidspunkt gør vandretentionen af ​​celluloseether på opslæmningen, at der er nok vand i opslæmningen til at imødekomme kravet om hydratiseringsreaktion, hvilket er befordrende for den fulde fremskridt af hydratiseringsreaktionen. Derfor er der flere hydreringsprodukter i gyllen på det senere tidspunkt. Relativt set er der mere frit vand i blindprøven, som kan tilfredsstille det vand, der kræves af den tidlige cementreaktion. Men efterhånden som hydratiseringsprocessen skrider frem, forbruges en del af vandet i prøven af ​​den tidlige hydreringsreaktion, og den anden del går tabt ved fordampning, hvilket resulterer i utilstrækkelig vand i den senere opslæmning. Derfor er 3d-hydreringsprodukterne i blindprøven relativt flere. Mængden af ​​hydratiseringsprodukter er meget mindre end mængden af ​​hydratiseringsprodukter i prøven indeholdende celluloseether. Ud fra hydreringsprodukters perspektiv forklares det igen, at tilsætning af en passende mængde celluloseether til mørtel faktisk kan forbedre gylles vandretention.

2.3 Indstilling af tid

Celluloseether har en vis retarderende effekt på mørtel med stigning i indholdet af celluloseether. Herefter forlænges mørtlens afbindingstid. Den retarderende virkning af celluloseether er direkte relateret til dens strukturelle egenskaber. Celluloseether har en dehydreret glukoseringstruktur, som kan danne sukker-calcium-molekylkompleks-gate med calciumioner i cementhydreringsopløsning, reducere koncentrationen af ​​calciumioner i cementhydreringsinduktionsperioden, forhindre dannelse og udfældning af Ca(OH)2 og calciumsalt krystaller, for at forsinke cementens hydreringsprocessen. Celluloseethers retarderende virkning på cementopslæmning afhænger hovedsageligt af substitutionsgraden af ​​alkyl og har kun ringe sammenhæng med dens molekylvægt. Jo mindre substitutionsgraden af ​​alkyl er, jo større indholdet af hydroxyl, jo mere tydelig er den retarderende virkning. L. Semitz et al. mente, at celluloseethermolekyler hovedsageligt blev adsorberet på hydratiseringsprodukter som C — S — H og Ca(OH)2 og sjældent adsorberet på originale klinkermineraler. Kombineret med SEM-analysen af ​​cementhydratiseringsprocessen viser det sig, at celluloseether har en vis retarderende effekt, og jo højere indholdet af celluloseether er, jo mere tydelig er den retarderende effekt af komplekse filmlag på den tidlige hydratisering af cement, derfor mere tydelig den retarderende effekt.

2.4 Bøjningsstyrke og trykstyrke

Generelt er styrke et af de vigtige evalueringsindekser for blandingers hærdningseffekt af cementbaserede cementholdige materialer. Ud over høj flydeevne bør selvnivellerende mørtel også have en vis trykstyrke og bøjningsstyrke. I denne undersøgelse blev 7 og 28 dages trykstyrke og bøjningsstyrke af råmørtel blandet med celluloseether testet.

Med stigningen i indholdet af celluloseether reduceres mørtlens trykstyrke og bøjningsstyrke i forskellige amplitude, indholdet er lille, indflydelsen på styrken er ikke indlysende, men med indholdet på mere end 0,02% er væksten i styrketabet mere tydelig. , derfor i brugen af ​​cellulose ether til at forbedre mørtel vandretention, men også tage højde for ændringen af ​​styrke.

Årsager til fald i mørtlens tryk- og bøjningsstyrke. Det kan analyseres ud fra følgende aspekter. Først og fremmest blev tidlig styrke og hurtighærdende cement ikke brugt i undersøgelsen. Når den tørre mørtel blev blandet med vand, blev nogle celluloseethergummipulverpartikler først adsorberet på overfladen af ​​cementpartiklerne for at danne en latexfilm, hvilket forsinkede cementens hydrering og reducerede den tidlige styrke af mørtelmatrixen. For det andet, for at simulere arbejdsmiljøet ved fremstilling af selvnivellerende mørtel på stedet, undergik alle prøver i undersøgelsen ikke vibrationer under forberedelse og støbning og var afhængige af selvvægtnivellering. På grund af celluloseetherens stærke vandtilbageholdelsesevne i mørtel var der efter mørtelhærdning et stort antal porer tilbage i matrixen. Forøgelsen af ​​porøsitet i mørtel er også en vigtig årsag til faldet i mørtels tryk- og bøjningsstyrke. Derudover, efter tilsætning af celluloseether til mørtel, øges indholdet af fleksibel polymer i porerne i mørtel. Når matrixen presses, er den fleksible polymer vanskelig at spille en stiv støttende rolle, hvilket også påvirker matrixens styrkeevne til en vis grad.

2.5 Vedhæftningsstyrke

Celluloseether har stor effekt på mørtels bindeegenskaber og er meget udbredt til forskning og fremstilling af selvnivellerende mørtel.

Når indholdet af celluloseether er mellem 0,02% og 0,10%, er bindingsstyrken af ​​mørtel tydeligvis forbedret, og bindingsstyrken ved 28 dage er meget højere end ved 7 dage. Celluloseether danner en lukket polymerfilm mellem cementhydratiseringspartikler og væskefasesystemet, hvilket fremmer mere vand i polymerfilmen uden for cementpartiklerne, hvilket er befordrende for fuldstændig hydratisering af cement for at forbedre pastaens bindingsstyrke efter hærdning. Samtidig øger den passende mængde celluloseether plasticiteten og fleksibiliteten af ​​mørtel, reducerer stivheden af ​​overgangszonen mellem mørtel og substratgrænseflade, reducerer skridspændingen mellem grænsefladen og forbedrer bindingseffekten mellem mørtel og substrat i en vis grad. På grund af tilstedeværelsen af ​​celluloseether i cementopslæmning dannes en speciel grænsefladeovergangszone og grænsefladelag mellem mørtelpartikler og hydreringsprodukter. Dette grænsefladelag gør grænsefladeovergangszonen mere fleksibel og mindre stiv, så mørtel har en stærk vedhæftningsstyrke.

3. Konklusion og diskussion

Celluloseether kan forbedre vandretentionen af ​​selvnivellerende mørtel. Med stigningen i mængden af ​​celluloseether øges vandtilbageholdelsen af ​​mørtel gradvist, og mørtlens flydeevne og hærdningstiden reduceres til en vis grad. For høj vandretention vil øge porøsiteten af ​​hærdet gylle, hvilket kan gøre tryk- og bøjningsstyrken af ​​hærdet mørtel tydeligt tab. I undersøgelsen faldt styrken markant, når doseringen var mellem 0,02 % og 0,04 %, og jo mere mængden af ​​celluloseether er, desto tydeligere er den retarderende effekt. Derfor, når du bruger celluloseether, er det også nødvendigt at overveje de mekaniske egenskaber af selvnivellerende mørtel, rimeligt valg af dosering og den synergistiske effekt mellem det og andre kemiske materialer.

Brugen af ​​celluloseether kan reducere trykstyrken og bøjningsstyrken af ​​cementopslæmning og forbedre bindingsstyrken af ​​mørtel. Analyse af årsagerne til ændringen af ​​styrke, hovedsageligt forårsaget af ændringen af ​​mikroprodukter og struktur, på den ene side forsinker celluloseether gummipulverpartikler først adsorberet på overfladen af ​​cementpartikler, dannelsen af ​​latexfilm, forsinker hydreringen af cement, som vil forårsage tab af tidlig styrke af gylle; På den anden side, på grund af den filmdannende effekt og vandtilbageholdelseseffekten, er den befordrende for fuldstændig hydrering af cement og forbedring af bindingsstyrken. Forfatteren mener, at disse to slags styrkeændringer hovedsageligt eksisterer i grænsen for indstillingsperioden, og fremrykningen og forsinkelsen af ​​denne grænse kan være det kritiske punkt, der forårsager størrelsen af ​​de to slags styrke. En mere dybtgående og systematisk undersøgelse af dette kritiske punkt vil være befordrende for bedre regulering og analyse af hydreringsprocessen af ​​det cementificerede materiale i gyllen. Det er nyttigt at justere mængden af ​​celluloseether og hærdetiden i overensstemmelse med behovet for mørtels mekaniske egenskaber for at forbedre mørtelens ydeevne.