Zelluloseether auf dem Hüttensandmörtel

Mit P·Zement der Güteklasse II 52,5 als zementhaltiges Material und Stahlhüttensand als Feinzuschlagstoff. Der Stahlhüttensand mit hoher Fließfähigkeit und hoher Festigkeit wird durch Zugabe chemischer Zusätze wie Wasserreduzierer, Latexpulver und Entschäumer, Spezialmörtel und die Wirkung von zwei unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt Viskositäten (2000mPa·s und 6000mPa·s) von Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC) auf seine Wasserretention, Fließfähigkeit und Festigkeit untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass: (1) sowohl HPMC2000 als auch HPMC6000 die Wasserretentionsrate von frisch gemischtem Mörtel deutlich erhöhen und seine Wasserretentionsleistung verbessern können; (2) Wenn der Gehalt an Celluloseether niedrig ist, ist die Auswirkung auf die Fließfähigkeit des Mörtels nicht offensichtlich. Wenn es auf 0,25 % oder mehr erhöht wird, hat es eine gewisse Verschlechterungswirkung auf die Fließfähigkeit des Mörtels, wobei die Verschlechterungswirkung von HPMC6000 offensichtlicher ist; (3) Die Zugabe von Celluloseether hat keinen offensichtlichen Einfluss auf die 28-Tage-Druckfestigkeit des Mörtels, aber die Zugabe von HPMC2000 bei unsachgemäßer Zeit wirkt sich offensichtlich ungünstig auf die Biegefestigkeit verschiedener Altersgruppen aus und verringert sie gleichzeitig erheblich die frühe (3 Tage und 7 Tage) Druckfestigkeit des Mörtels; (4) Die Zugabe von HPMC6000 hat einen gewissen Einfluss auf die Biegefestigkeit verschiedener Altersgruppen, die Verringerung war jedoch deutlich geringer als die von HPMC2000. In diesem Artikel wird davon ausgegangen, dass HPMC6000 bei der Herstellung von Stahlschlackensand-Spezialmörtel mit hoher Fließfähigkeit, hoher Wasserretentionsrate und hoher Festigkeit ausgewählt werden sollte und die Dosierung nicht mehr als 0,20 % betragen sollte.

Schlüsselwörter:Stahlhüttensand; Celluloseether; Viskosität; Arbeitsleistung; Stärke

Einführung

Stahlschlacke ist ein Nebenprodukt bei der Stahlproduktion. Mit der Entwicklung der Eisen- und Stahlindustrie ist der jährliche Ausstoß von Stahlschlacke in den letzten Jahren um etwa 100 Millionen Tonnen gestiegen, und das Problem der Bevorratung aufgrund der nicht rechtzeitigen Ressourcennutzung ist sehr ernst. Daher ist die Ressourcennutzung und Entsorgung von Stahlschlacke durch wissenschaftliche und wirksame Methoden ein Problem, das nicht ignoriert werden kann. Stahlschlacke zeichnet sich durch hohe Dichte, harte Textur und hohe Druckfestigkeit aus und kann als Ersatz für Natursand in Zementmörtel oder Beton verwendet werden. Auch Stahlschlacke weist eine gewisse Reaktivität auf. Stahlschlacke wird zu Pulver einer bestimmten Feinheit (Stahlschlackenpulver) gemahlen. Nach dem Einmischen in Beton kann es eine puzzolanische Wirkung entfalten, die dazu beiträgt, die Festigkeit der Aufschlämmung zu erhöhen und den Grenzflächenübergang zwischen Betonzuschlagstoff und Aufschlämmung zu verbessern. Bereich und erhöht dadurch die Festigkeit des Betons. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die ohne Maßnahmen ausgetragene Stahlschlacke, ihre innere freie Calciumoxid-, freie Magnesiumoxid- und RO-Phase zu einer schlechten Volumenstabilität der Stahlschlacke führt, was die Verwendung von Stahlschlacke als grobe und grobe Schlacke weitgehend einschränkt feine Aggregate. Anwendung in Zementmörtel oder Beton. Wang Yuji et al. fasste verschiedene Stahlschlackenbehandlungsverfahren zusammen und stellte fest, dass die mit der Heißstopfmethode behandelte Stahlschlacke eine gute Stabilität aufweist und ihr Ausdehnungsproblem in Zementbeton beseitigen kann. Das Heißstopfbehandlungsverfahren wurde tatsächlich im Eisen- und Stahlwerk Nr. 3 in Shanghai implementiert Zum ersten Mal. Neben dem Stabilitätsproblem weisen Stahlschlackenaggregate auch die Eigenschaften rauer Poren, Mehrfachwinkel und einer geringen Menge an Hydratationsprodukten auf der Oberfläche auf. Wenn sie als Zuschlagstoffe zur Herstellung von Mörtel und Beton verwendet werden, wird ihre Arbeitsleistung häufig beeinträchtigt. Unter der Voraussetzung der Gewährleistung der Volumenstabilität ist die Verwendung von Stahlschlacke als Feinzuschlagstoff zur Herstellung von Spezialmörtel derzeit eine wichtige Richtung für die Ressourcennutzung von Stahlschlacke. Die Studie ergab, dass die Zugabe von Wasserreduzierer, Latexpulver, Celluloseether, Luftporenbildner und Entschäumer zum Stahlhüttensandmörtel die Mischungsleistung und die Aushärtungsleistung des Stahlhüttensandmörtels je nach Bedarf verbessern kann. Der Autor hat die Maßnahmen der Zugabe von Latexpulver und anderen Zusatzmitteln verwendet, um hochfesten Reparaturmörtel aus Stahlhüttensand herzustellen. Bei der Herstellung und Anwendung von Mörtel ist Celluloseether das am häufigsten verwendete chemische Zusatzmittel. Die am häufigsten in Mörtel verwendeten Celluloseether sind Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC) und Hydroxyethylmethylcelluloseether (HEMC). )Warten. Celluloseether kann die Arbeitsleistung von Mörtel erheblich verbessern, indem er dem Mörtel beispielsweise durch die Verdickung eine hervorragende Wasserspeicherung verleiht. Die Zugabe von Celluloseether beeinflusst jedoch auch die Fließfähigkeit, den Luftgehalt, die Abbindezeit und die Aushärtung des Mörtels. Verschiedene Eigenschaften.

Um die Entwicklung und Anwendung von Stahlschlackensandmörtel besser steuern zu können, werden in diesem Dokument auf der Grundlage früherer Forschungsarbeiten zu Stahlschlackensandmörtel zwei Arten von Viskositäten (2000 mPa) verwendet·s und 6000mPa·s) von Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC) Führen Sie experimentelle Untersuchungen zum Einfluss von hochfestem Mörtel aus Stahlhüttensand auf die Arbeitsleistung (Fließfähigkeit und Wasserretention) sowie die Druck- und Biegefestigkeit durch.

1. Experimenteller Teil

1.1 Rohstoffe

Zement: Onoda P·II 52,5-Zement.

Stahlschlackensand: Die von Shanghai Baosteel hergestellte Konverterstahlschlacke wird im Heißstopfverfahren mit einer Schüttdichte von 1910 kg/m verarbeitet³, zu mittlerem Sand gehörend, und einem Feinheitsmodul von 2,3.

Wasserreduzierer: Polycarboxylat-Wasserreduzierer (PC), hergestellt von Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., in Pulverform.

Latexpulver: Modell 5010N, bereitgestellt von Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Entschäumer: Code P803, Produkt der German Mingling Chemical Group, Pulver, Dichte 340 kg/m³, Graustufen 34 % (800°C), pH-Wert 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1 % IN DIST, Wasser).

Celluloseether: Hydroxypropylmethylcelluloseether, bereitgestellt vonKima Chemical Co., Ltd., der mit einer Viskosität von 2000 mPa·s wird als HPMC2000 bezeichnet und hat eine Viskosität von 6000 mPa·s wird als HPMC6000 bezeichnet.

Mischwasser: Leitungswasser.

1.2 Experimentelles Verhältnis

Das Zement-Sand-Verhältnis des in der frühen Testphase hergestellten Stahlhütten-Sand-Mörtels betrug 1:3 (Massenverhältnis), das Wasser-Zement-Verhältnis betrug 0,50 (Massenverhältnis) und die Dosierung des Polycarboxylat-Fließmittels betrug 0,25 %. (Zementmasseanteil, siehe unten), der Latexpulvergehalt beträgt 2,0 % und der Entschäumergehalt beträgt 0,08 %. Für Vergleichsversuche betrugen die Dosierungen der beiden Celluloseether HPMC2000 und HPMC6000 0,15 %, 0,20 %, 0,25 % bzw. 0,30 %.

1.3 Testmethode

Testmethode für die Fließfähigkeit von Mörtel: Bereiten Sie den Mörtel gemäß GB/T 17671-1999 „Zementmörtel-Festigkeitstest (ISO-Methode)“ vor, verwenden Sie die Testform in GB/T2419-2005 „Testmethode für die Fließfähigkeit von Zementmörtel“ und rühren Sie um. Gießen Sie den guten Mörtel zügig in die Testform einfüllen, den überschüssigen Mörtel mit einem Schaber abwischen, die Testform senkrecht nach oben heben und, wenn der Mörtel nicht mehr fließt, den maximalen Durchmesser der Ausbreitungsfläche des Mörtels und den Durchmesser in vertikaler Richtung messen und Nehmen Sie den Durchschnittswert, das Ergebnis ist auf 5 mm genau.

Die Prüfung der Wasserretentionsrate von Mörtel erfolgt nach der in JGJ/T 70-2009 „Prüfmethoden für grundlegende Eigenschaften von Baumörtel“ festgelegten Methode.

Der Test der Druckfestigkeit und Biegefestigkeit von Mörtel wird gemäß der in GB/T 17671-1999 festgelegten Methode durchgeführt, und das Testalter beträgt 3 Tage, 7 Tage bzw. 28 Tage.

2. Ergebnisse und Diskussion

2.1 Einfluss von Celluloseether auf die Verarbeitungsleistung von Stahlhüttensandmörtel

Aus der Auswirkung unterschiedlicher Celluloseethergehalte auf die Wasserretention von Stahlhüttensandmörtel lässt sich erkennen, dass die Zugabe von HPMC2000 oder HPMC6000 die Wasserretention von frisch gemischtem Mörtel deutlich verbessern kann. Mit der Erhöhung des Celluloseethergehalts stieg die Wasserretentionsrate des Mörtels stark an und blieb dann stabil. Wenn beispielsweise der Gehalt an Celluloseether nur 0,15 % beträgt, erhöht sich die Wasserrückhalterate des Mörtels im Vergleich zu dem ohne Zusatz um fast 10 % und erreicht 96 %; Bei einer Erhöhung des Gehalts auf 0,30 % beträgt die Wasserrückhalterate des Mörtels sogar 98,5 %. Es zeigt sich, dass durch den Zusatz von Celluloseether das Wasserhaltevermögen von Mörtel deutlich verbessert werden kann.

Aus dem Einfluss unterschiedlicher Dosierungen von Celluloseether auf die Fließfähigkeit von Stahlschlackensandmörtel geht hervor, dass eine Dosierung von Celluloseether von 0,15 % und 0,20 % keinen offensichtlichen Einfluss auf die Fließfähigkeit von Mörtel hat; Wenn die Dosierung auf 0,25 % oder mehr erhöht wird, hat dies einen größeren Einfluss auf die Fließfähigkeit, aber die Fließfähigkeit kann immer noch bei 260 mm und mehr aufrechterhalten werden; Wenn die beiden Celluloseether im Vergleich zu HPMC2000 in der gleichen Menge vorliegen, ist der negative Einfluss von HPMC6000 auf die Fließfähigkeit des Mörtels deutlicher.

Hydroxypropylmethylcelluloseether ist ein nichtionisches Polymer mit guter Wasserretention. Innerhalb eines bestimmten Bereichs gilt: Je höher die Viskosität, desto besser die Wasserretention und desto offensichtlicher der Verdickungseffekt. Der Grund dafür ist, dass die Hydroxylgruppe an seiner Molekülkette und das Sauerstoffatom an der Etherbindung Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen bilden können, wodurch freies Wasser in gebundenes Wasser umgewandelt wird. Daher kann HPMC6000 bei gleicher Dosierung die Viskosität des Mörtels stärker erhöhen als HPMC2000, die Fließfähigkeit des Mörtels verringern und die Wasserretentionsrate deutlicher erhöhen. Dokument 10 erklärt das obige Phänomen, indem es nach dem Auflösen von Celluloseether in Wasser eine viskoelastische Lösung bildet und die Fließeigenschaften durch Verformung charakterisiert. Daraus lässt sich schließen, dass der in diesem Artikel hergestellte Stahlschlackenmörtel eine große Fließfähigkeit aufweist, die ohne Vermischung 295 mm erreichen kann, und dass seine Verformung relativ groß ist. Wenn Celluloseether hinzugefügt wird, wird die Aufschlämmung viskos fließen und ihre Fähigkeit, ihre Form wiederherzustellen, ist gering, was zu einer Verringerung der Mobilität führt.

2.2 Einfluss von Celluloseether auf die Festigkeit von Stahlhüttensandmörtel

Der Zusatz von Celluloseether beeinflusst nicht nur die Verarbeitungsleistung von Stahlhüttensandmörtel, sondern beeinflusst auch dessen mechanische Eigenschaften.

Aus der Wirkung unterschiedlicher Dosierungen von Celluloseether auf die Druckfestigkeit von Stahlhüttensandmörtel lässt sich erkennen, dass nach Zugabe von HPMC2000 und HPMC6000 die Druckfestigkeit des Mörtels bei jeder Dosierung mit zunehmendem Alter zunimmt. Die Zugabe von HPMC2000 hat keinen offensichtlichen Einfluss auf die 28-Tage-Druckfestigkeit des Mörtels und die Festigkeitsschwankung ist nicht groß; Während HPMC2000 eine größere Auswirkung auf die frühe (3- und 7-tägige) Festigkeit hat, zeigt sich ein deutlicher Rückgangstendenz. Obwohl die Dosierung auf 0,25 % und mehr ansteigt, stieg die frühe Druckfestigkeit leicht an, war aber immer noch niedriger als ohne hinzufügen. Wenn der Gehalt an HPMC6000 weniger als 0,20 % beträgt, ist der Einfluss auf die 7-Tage- und 28-Tage-Druckfestigkeit nicht offensichtlich und die 3-Tage-Druckfestigkeit nimmt langsam ab. Wenn der Gehalt an HPMC6000 auf 0,25 % und mehr anstieg, stieg die 28-Tage-Festigkeit bis zu einem gewissen Grad an und nahm dann ab; die 7-Tage-Stärke nahm ab und blieb dann stabil; die 3-Tage-Festigkeit nahm stabil ab. Daher kann davon ausgegangen werden, dass die Celluloseether mit den beiden Viskositäten HPMC2000 und HPMC6000 keinen offensichtlichen Verschlechterungseffekt auf die 28-Tage-Druckfestigkeit des Mörtels haben, die Zugabe von HPMC2000 jedoch einen offensichtlicheren negativen Effekt auf die Frühfestigkeit des Mörtels hat.

HPMC2000 beeinträchtigt die Biegefestigkeit des Mörtels unterschiedlich stark, unabhängig davon, ob es sich um ein frühes Stadium (3 Tage und 7 Tage) oder ein spätes Stadium (28 Tage) handelt. Auch die Zugabe von HPMC6000 hat einen gewissen negativen Einfluss auf die Biegefestigkeit des Mörtels, allerdings ist der Grad der Auswirkung geringer als der von HPMC2000.

Neben der Funktion der Wasserspeicherung und Verdickung verzögert Celluloseether auch den Hydratationsprozess von Zement. Dies ist hauptsächlich auf die Adsorption von Celluloseethermolekülen an Zementhydratationsprodukten wie Calciumsilikathydratgel und Ca(OH)2 zurückzuführen, wodurch eine Deckschicht entsteht. außerdem erhöht sich die Viskosität der Porenlösung und Celluloseether behindert die Migration von Ca2+ und SO42- in die Porenlösung verzögert den Hydratationsprozess. Daher war die Frühfestigkeit (3 Tage und 7 Tage) des mit HPMC vermischten Mörtels verringert.

Durch die Zugabe von Celluloseether zum Mörtel bilden sich aufgrund der luftporenbildenden Wirkung von Celluloseether viele große Blasen mit einem Durchmesser von 0,5–3 mm, und die Celluloseether-Membranstruktur wird auf der Oberfläche dieser Blasen adsorbiert, was zu einer spielt in gewissem Maße eine Rolle bei der Stabilisierung der Blasen. Rolle und schwächt dadurch die Wirkung des Entschäumers im Mörtel. Obwohl die gebildeten Luftblasen wie Kugellager im frisch gemischten Mörtel wirken, was die Verarbeitbarkeit verbessert, bleiben die meisten Luftblasen nach dem Erstarren und Aushärten des Mörtels im Mörtel und bilden unabhängige Poren, was die scheinbare Dichte des Mörtels verringert . Die Druckfestigkeit und Biegefestigkeit nehmen entsprechend ab.

Es ist ersichtlich, dass bei der Herstellung von Stahlhüttensand-Spezialmörtel mit hoher Fließfähigkeit, hoher Wasserretentionsrate und hoher Festigkeit die Verwendung von HPMC6000 empfohlen wird und die Dosierung nicht größer als 0,20 % sein sollte.

abschließend

Die Auswirkungen zweier Viskositäten von Celluloseethern (HPMC200 und HPMC6000) auf die Wasserretention, Fließfähigkeit, Druck- und Biegefestigkeit von Stahlhüttensandmörtel wurden durch Experimente untersucht und der Wirkungsmechanismus von Celluloseether in Stahlhüttensandmörtel analysiert. Die folgenden Schlussfolgerungen:

(1) Unabhängig von der Zugabe von HPMC2000 oder HPMC6000 kann die Wasserretentionsrate von frisch gemischtem Stahlhüttensandmörtel deutlich verbessert und seine Wasserretentionsleistung verbessert werden.

(2) Wenn die Dosierung weniger als 0,20 % beträgt, ist die Auswirkung der Zugabe von HPMC2000 und HPMC6000 auf die Fließfähigkeit von Stahlhüttensandmörtel nicht offensichtlich. Wenn der Gehalt auf 0,25 % und mehr steigt, haben HPMC2000 und HPMC6000 einen gewissen negativen Einfluss auf die Fließfähigkeit von Stahlhüttensandmörtel, und der negative Einfluss von HPMC6000 ist offensichtlicher.

(3) Die Zugabe von HPMC2000 und HPMC6000 hat keinen offensichtlichen Einfluss auf die 28-Tage-Druckfestigkeit von Stahlhüttensandmörtel, HPMC2000 wirkt sich jedoch stärker negativ auf die frühe Druckfestigkeit von Mörtel aus, und auch die Biegefestigkeit ist offensichtlich ungünstig. Der Zusatz von HPMC6000 hat in jedem Alter einen gewissen negativen Einfluss auf die Biegefestigkeit von Stahlhütten-Sand-Mörteln, der Wirkungsgrad ist jedoch deutlich geringer als der von HPMC2000.