Mekaniske egenskaber ved cellulosether modificeret til cementmørtel

Den modificerede cementmørtel med et vandcementforhold på 0,45, et kalk-sandforhold på 1: 2,5, og celluloseether med forskellige viskositeter på 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%og 1,0%blev forberedt . Ved at måle de mekaniske egenskaber ved cementmørtel og observere den mikroskopiske morfologi blev virkningen af ​​HEMC på trykstyrken, bøjningsstyrke og bindingsstyrke af modificeret cementmørtel undersøgt. Forskningsresultaterne viser, at: med stigningen i HEMC -indhold falder trykstyrken af ​​modificeret mørtel i forskellige aldre kontinuerligt, og faldområdet falder og har en tendens til at være blid; Når det samme indhold af celluloseether tilsættes, er trykstyrken af ​​cellulosethermodificeret mørtel med forskellige viskositeter: HEMC20 HEMC10> HEMC5.

Nøgleord:Celluloseether; cementmørtel; trykstyrke; bøjningsstyrke; Obligationsstyrke

1 Introduktion

På dette tidspunkt overstiger den årlige efterspørgsel efter mørtel i verden 200 millioner tons, og den industrielle efterspørgsel stiger stadig. På nuværende tidspunkt har den traditionelle cementmørteldefekter såsom blødning, delaminering, stor tørringskrympning, dårlig uigennemtrængelighed, lav trækbindingsstyrke og ufuldstændig hydrering på grund af vandtab, som er vanskelige at løse, ikke kun forårsage konstruktionsfejl, men også førende til hærdning af fænomener, såsom mørtelkrakning, pulverisering, kaste og hulning forekommer.

Som en af ​​de mest almindeligt anvendte blandinger til kommerciel mørtel har celluloseether funktionerne af vandopbevaring, fortykning og retardering og kan bruges til at forbedre de fysiske egenskaber ved cementmørtel, såsom brugbarhed, vandopbevaring, bindingsydelse og indstillingstid , såsom markant stigende cement. Trækbindingsstyrken på mørtel reduceres, men trykstyrken, bøjningsstyrken og elastisk modul af cementmørtel reduceres. Zhang Yishun og andre studerede effekten af ​​methylcelluloseether og hydroxypropylmethylcelluloseether på mørtelens egenskaber. Resultaterne viste, at: begge celluloseethere kan forbedre vandopbevaring af mørtel, og bøjningsstyrken og trykstyrken falder i forskellige grader, mens foldningsforholdet og bindingsstyrken for mørtelforøgelse i forskellige grader, og krympningsydelsen af ​​mørtel kan forbedres. Ajenni, R.Zurbriggen osv. Brugte moderne test- og analyseteknikker til at studere interaktionen mellem forskellige materialer i celluloseether modificeret tyndtlags klæbemørtelsystem, og observerede, at celluloseether og Ca (OH) optrådte nær overfladen af ​​mørtelen . 2, der angiver migration af celluloseethere i cementbaserede materialer.

I dette dokument ved hjælp af mørtelsestningsmetoder såsom trykresistens, bøjningsmodstand, binding og SEM -mikroskopisk udseende studeres påvirkningen af ​​celluloseethercementmørtel på mekaniske egenskaber såsom trykstyrke, bøjningsmodstand og bindingsstyrke i forskellige aldre, der studeres, Og det uddyber. dens virkningsmekanisme.

2. Råmaterialer og testmetoder

2.1 Råmaterialer

2.1.1 Cement

Almindelig Laurate-cement produceret af Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., Model P 042.5 (GB175-2007), har en densitet på 3,25 g/cm³ og et specifikt overfladeareal på 4200 cm²/g.

2.1.2 Hydroxypropylmethylcelluloseether

DeHydroxyethylmethylcelluloseetherProduceret af Hercules -gruppen i De Forenede Stater har viskositeter på 50000MPa/s, 100000MPa/s og 200000MPa/s i 2% opløsning ved 25°C og følgende forkortelser er HEMC5, HEMC10 og HEMC20.

2.2 Testmetode

en. Trykstyrke af modificeret mørtel

Trykstyrken på de grønne kropsprøver blev testet med en TYE-300 trykstyrkemaskine fra Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Lastningshastigheden er 0,5 kN/s. Test på trykstyrke udføres i henhold til GB/T17671-1999 “Metode for cementmørtelstyrke (ISO-metode)”.

Per definition er formlen til beregning af den grønne krops trykstyrke:

RC = f/s

Hvor RC—trykstyrke, MPA;

F—Fejlbelastningen, der virker på prøven, KN;

S—trykområde, m².

Per definition er formlen til beregning af den grønne krops bøjningsstyrke:

Rf = (3p× L)/(2b× h²) = 0,234×P

I formlen, RF—Bøjningsstyrke, MPA;

P—Fejlbelastningen, der virker på prøven, KN;

L—Afstanden mellem centre for understøttende cylindre, det vil sige 10 cm;

b, h—Bredden og højden af ​​tværsnittet af testlegemet, som begge er 4 cm.

b. Trækbindingsstyrke af modificeret cementmørtel

Brug ZQS6-2000 klæbende mursten klæbemiddelstyrke detektor til at måle klæbemiddelstyrken, og trækhastigheden er 2 mm/min. Bindingsstyrketest blev udført i henhold til JC/T985-2005 “Cement-baseret selvniveau-mørtel for jorden”.

Per definition er formlen til beregning af den grønne krops bindingsstyrke:

P = f/s

I formlen, s—Trækbindingsstyrke, MPA;

F—maksimal fejlbelastning, n;

S—Bindingsområde, mm².

3. Resultater og diskussion

3.1 Trykstyrke

Fra trykstyrken af ​​to slags celluloseethermodificerede mørtler med forskellige viskositeter i forskellige aldre, kan det ses, at med stigningen i HEMC -indholdet faldt trykstyrken af ​​cellulosether modificerede mørtler i forskellige aldre (3D, 7D og 28D) markant. Markant nedsat og stabiliserede gradvist: når indholdet af HEMC var mindre end 0,4%, faldt trykstyrken markant sammenlignet med den tomme prøve; Når indholdet af HEMC var 0,4%~ 1,0%, bremsede tendensen med faldende trykstyrke. Når celluloseetherindholdet er større end 0,8%, er trykstyrken i 7D og 28D -alderen lavere end den tomme prøve i 3D -alderen, mens trykstyrken for den modificerede Mortel 3D er næsten nul, og prøven er let presset øjeblikkeligt knust, indersiden er pulveriseret, og densiteten er meget lav.

Virkningen af ​​den samme HEMC på trykstyrken af ​​modificeret mørtel i forskellige aldre er også forskellig, hvilket viser, at trykstyrken på 28D falder med stigningen i HEMC -indholdet mere end for 7D og 3D. Dette viser, at den forsinkende virkning af HEMC altid har eksisteret med stigningen i alderen, og den forsinkende virkning af HEMC ikke er blevet påvirket af reduktion af vand i systemet eller fremskridt med hydratiseringsreaktion, hvilket resulterer i væksten af ​​trykstyrken af den modificerede mørtel, der er meget mindre end den uden mørtelprøver blandet med HEMC.

Fra ændringskurven for kompressionsstyrke af cellulosethermodificeret mørtel i forskellige aldre, kan det ses, at når den samme mængde celluloseether tilsættes, er trykstyrken af ​​cellulosethermodificeret mørtel med forskellige viskositeter: HEMC20 HEMC10> HEMC5. Dette skyldes, at HEMC med en høj grad af polymerisation har en større effekt på reduktionen af ​​trykstyrken af ​​mørtel end HEMC med en lav grad af polymerisation, men trykstyrken af ​​den modificerede mørtel blandet med HEMC er meget lavere end for den for den for den for den blank mørtel uden HEMC.

De følgende tre faktorer fører til faldet i den modificerede mørtels trykstyrke: på den ene side, fordi det vandopløselige HEMC-makromolekylære netværksstruktur dækker cementpartikler, CSH-gel, calciumoxid, calciumaluminathydrat og andre partikler og uhydreret Partikler på overfladen, især i den tidlige fase af cementhydrering, sænker adsorptionen mellem calciumaluminathydrat og HEMC hydratiseringsreaktionen af ​​calciumaluminat, hvilket resulterer i et signifikant fald i trykstyrke. Den retarderende virkning af den permanente mørtel er åbenlyst, hvilket viser, at når indholdet af HEMC20 når 0,8%~ 1%, er 3D -styrken af ​​den modificerede mørtelprøve nul; På den anden side har den hydratiserede HEMC -opløsning en højere viskositet, og under mørtelens blandingsproces kan den blandes med luft for at danne et stort antal luftbobler, hvilket resulterer i et stort antal hulrum i den hærdede mørtel , og trykstyrken af ​​prøven falder kontinuerligt med stigningen i HEMC -indhold og stigningen i dens polymerisationsgrad; Mørtelsystemet øger kun mørtelens fleksibilitet og kan ikke spille rollen som stiv støtte, så trykstyrken reduceres.

3.2 Bøjningsstyrke

Fra bøjningsstyrken for to forskellige viskositetscelluloseethermodificerede mørtler i forskellige aldre kan det ses, at det svarende til ændringen i trykstyrken af ​​modificeret mørtel, bøjningsstyrken for cellulosethermodificeret mørtel gradvist falder med stigningen i HEMC -indholdet.

Fra ændringskurven for bøjningsstyrke af cellulosethermodificeret mørtel i forskellige aldre kan det ses, at når indholdet af celluloseether er det samme, er bøjningsstyrken for HEMC20 -modificeret mørtelprøve lidt lavere end for HEMC10 -modificeret mørtelprøve, Mens indholdet af HEMC er 0,4%~ 0,8%, ændrer 28D bøjningsstyrkeforløbskurverne for de to næsten de to.

Fra ændringskurven for bøjningsstyrken af ​​cellulosethermodificeret mørtel i forskellige aldre kan det også ses, at ændringen i bøjningsstyrken for modificeret mørtel er: HEMC5

3,3 obligationsstyrke

Det kan ses af variationen af ​​bindingsstyrken for de tre celluloseether modificerede mørtler i forskellige aldre, at bindingsstyrken af ​​den modificerede mørtel øges med stigningen i HEMC -indhold og gradvist har en tendens til at være stabil. Med udvidelsen af ​​alderen viste bindingsstyrken af ​​modificeret mørtel også en stigende tendens.

Det kan ses fra den 28-dages bindingsstyrkeforandringskurver for de tre celluloseether modificerede mørtler, at bindingsstyrken af ​​den modificerede mørtel øges med stigningen i HEMC-indholdet og har gradvist en tendens til at være stabil. På samme tid med stigningen i graden af ​​polymerisation af celluloseether er ændringen af ​​bindingsstyrken for modificeret mørtel: HEMC20> HEMC10> HEMC5.

Dette skyldes indførelsen af ​​et stort antal porer i den modificerede mørtel med højt HEMC -indhold, hvilket resulterer i stigningen i porøsiteten af ​​det hærdede legeme, faldet i strukturens densitet og den langsomme vækst af bindingsstyrken ; I trækprøven forekom bruddet i den modificerede mørtel indeni, der er ingen brud på kontaktoverfladen mellem den modificerede mørtel og underlaget, hvilket indikerer, at bindingsstyrken mellem den modificerede mørtel og underlaget er større end den hærdede Ændret mørtel. Men når mængden af ​​HEMC er lav (0%~ 0,4%), kan de vandopløselige HEMC-molekyler dække og indpakke de hydrerede cementpartikler og danne en polymerfilm mellem cementpartiklerne, hvilket øger fleksibiliteten og fleksibiliteten af den modificerede mørtel. Plasticitet, og på grund af den fremragende vandopbevaring af HEMC, har den modificerede mørtel tilstrækkelig vand til hydratiseringsreaktion, hvilket sikrer udviklingen af ​​cementstyrke, og bindingsstyrken for modificeret cementmørtel øges lineært.

3.4 Sem

Fra SEM -sammenligningsbillederne før og efter den celluloseether modificerede mørtel kan det ses, at hullerne mellem krystalkornene i den umodificerede mørtel er relativt store, og der dannes en lille mængde krystaller. I den modificerede mørtel vokser krystallerne fuldt ud, inkorporeringen af ​​celluloseether forbedrer mørtelens vandopbevaring, cementen er fuldt hydreret, og hydrationsprodukterne er indlysende.

Dette skyldes, at celluloseether er blevet behandlet med en speciel æterificeringsproces, som har fremragende spredning og vandopbevaring. Vandet frigøres gradvist over en lang periode, kun en lille mængde vand slipper ud af kapillære porer på grund af tørring og fordampning, og det meste af vandhydraterne med cementen for at sikre styrken af ​​den modificerede cementmørtel.

4 Konklusion

en. Efterhånden som indholdet af HEMC øges, falder trykstyrken af ​​modificeret mørtel i forskellige aldre kontinuerligt, og reduktionsområdet falder og har en tendens til at være flad; Når indholdet af celluloseether er større end 0,8%, er 7D og 28D trykstyrken for den 3D-alderen tomme prøve lavere end den tomme prøve, mens den 3D-alderen kompressionsstyrke af den modificerede mørtel er næsten nul. Prøven går i stykker, når det let presses, og indersiden er pulveriseret med lav densitet.

b. Når den samme mængde celluloseether tilsættes, kan komprimeringsstyrken af ​​celluloseether modificeret mørtel med forskellige viskositetsændringer som følger: HEMC20 HEMC10> HEMC5.

c. Bøjningsstyrken af ​​cellulosethermodificeret mørtel falder gradvist med stigningen i HEMC -indhold. Ændringen af ​​bøjningsstyrke af modificeret mørtel er: HEMC5

d. Bindingsstyrken af ​​modificeret mørtel øges med stigningen i HEMC -indhold og har gradvist en tendens til at være stabil. På samme tid med stigningen i graden af ​​polymerisation af celluloseether er ændringen af ​​bindingsstyrken for modificeret mørtel: HEMC20> HEMC10> HEMC5.

e. Efter at celluloseetheren er blandet i cementmørtlen, vokser krystallen fuldt ud, porerne mellem krystalkornene reduceres, og cementen er fuldt hydreret, hvilket sikrer den komprimerende, bøjning og bindingsstyrke af cementmørtelen.