Einfluss von Celluloseether auf Mörteleigenschaften

Es wurden die Auswirkungen zweier Arten von Celluloseethern auf die Leistung von Mörtel untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass beide Arten von Celluloseethern die Wasserretention des Mörtels deutlich verbessern und die Konsistenz des Mörtels verringern konnten; Die Druckfestigkeit wird unterschiedlich stark reduziert, das Faltverhältnis und die Verbundfestigkeit des Mörtels jedoch unterschiedlich stark erhöht und so die Konstruktion des Mörtels verbessert.

Schlüsselwörter:Celluloseether; Wasserrückhaltemittel; Bindungsstärke

Celluloseether (MC)ist ein Derivat des Naturstoffes Zellulose. Celluloseether kann als Wasserrückhaltemittel, Verdickungsmittel, Bindemittel, Dispergiermittel, Stabilisator, Suspendiermittel, Emulgator und Filmbildungshilfsmittel usw. verwendet werden. Da Celluloseether eine gute Wasserrückhalte- und Verdickungswirkung auf Mörtel hat, kann er die Verarbeitbarkeit erheblich verbessern Daher ist Celluloseether das am häufigsten verwendete wasserlösliche Polymer in Mörtel.

1. Testmaterialien und Testmethoden

1.1 Rohstoffe

Zement: Gewöhnlicher Portlandzement, hergestellt von Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd., mit einem Festigkeitsgrad von 42,5. Sand: Gelber Nanyang-Sand, Feinheitsmodul 2,75, mittlerer Sand. Celluloseether (MC): C9101, hergestellt von der Beijing Luojian Company und HPMC, hergestellt von der Shanghai Huiguang Company.

1.2 Testmethode

In dieser Studie betrug das Kalk-Sand-Verhältnis 1:2 und das Wasser-Zement-Verhältnis 0,45; Der Celluloseether wurde zuerst mit Zement vermischt, dann wurde Sand hinzugefügt und gleichmäßig gerührt. Die Dosierung von Celluloseether wird nach dem Anteil der Zementmasse berechnet.

Die Prüfung der Druckfestigkeit und Konsistenzprüfung erfolgt in Anlehnung an JGJ 70-90 „Prüfverfahren für grundlegende Eigenschaften von Baumörtel“. Der Biegefestigkeitstest wird gemäß GB/T 17671–1999 „Cement Mortar Strength Test“ durchgeführt.

Der Wasserretentionstest wurde nach der Filterpapiermethode durchgeführt, die in französischen Porenbetonproduktionsunternehmen verwendet wird. Der spezifische Prozess ist wie folgt: (1) 5 Schichten langsames Filterpapier auf eine kreisförmige Kunststoffplatte legen und deren Masse abwiegen; (2) einen in direkten Kontakt mit dem Mörtel bringen, das Hochgeschwindigkeitsfilterpapier auf das langsame Filterpapier legen und dann einen Zylinder mit einem Innendurchmesser von 56 mm und einer Höhe von 55 mm auf das schnelle Filterpapier drücken; (3) Gießen Sie den Mörtel in den Zylinder; (4) Nachdem der Mörtel und das Filterpapier 15 Minuten lang in Kontakt gekommen sind, wird die Qualität des langsamen Filterpapiers und der Kunststoffscheibe erneut gewogen. (5) Berechnen Sie die vom langsamen Filterpapier pro Quadratmeter Fläche absorbierte Wassermasse, also die Wasserabsorptionsrate. (6) Die Wasseraufnahmerate ist das arithmetische Mittel der beiden Testergebnisse. Wenn die Differenz zwischen den Ratenwerten 10 % übersteigt, sollte der Test wiederholt werden; (7) Die Wasserretention des Mörtels wird durch die Wasseraufnahmerate ausgedrückt.

Der Haftfestigkeitstest wurde unter Bezugnahme auf die von der Japan Society for Materials Science empfohlene Methode durchgeführt und die Haftfestigkeit wurde durch die Biegefestigkeit charakterisiert. Für den Test wird eine Prismenprobe mit einer Größe von 160 mm verwendet×40mm×40mm. Die im Voraus hergestellte gewöhnliche Mörtelprobe wurde auf ein Alter von 28 Tagen ausgehärtet und dann in zwei Hälften geschnitten. Die beiden Hälften der Probe wurden mit gewöhnlichem Mörtel oder Polymermörtel zu Proben verarbeitet und dann in Innenräumen bis zu einem bestimmten Alter natürlich ausgehärtet und dann gemäß der Testmethode auf die Biegefestigkeit von Zementmörtel getestet.

2. Testergebnisse und Analyse

2.1 Konsistenz

Aus der Wirkung von Celluloseether auf die Mörtelkonsistenz lässt sich erkennen, dass mit zunehmendem Celluloseethergehalt die Mörtelkonsistenz grundsätzlich einen Abwärtstrend aufweist und die Abnahme der Konsistenz von mit HPMC vermischtem Mörtel schneller erfolgt als der von mit C9101 gemischtem Mörtel. Dies liegt daran, dass die Viskosität von Celluloseether das Fließen des Mörtels behindert und die Viskosität von HPMC höher ist als die von C9101.

2.2 Wassereinlagerungen

In Mörtel müssen zementhaltige Materialien wie Zement und Gips zum Abbinden mit Wasser angefeuchtet werden. Eine angemessene Menge Celluloseether kann die Feuchtigkeit lange genug im Mörtel halten, sodass der Abbinde- und Aushärtungsprozess fortgesetzt werden kann.

Aus der Wirkung des Celluloseethergehalts auf die Wasserretention des Mörtels geht hervor, dass: (1) Mit der Erhöhung des C9101- oder HPMC-Celluloseethergehalts die Wasserabsorptionsrate des Mörtels deutlich abnahm, d. h. die Wasserretention von Der Mörtel wurde erheblich verbessert, insbesondere beim Mischen mit Mörtel aus HPMC. Seine Wasserretention kann weiter verbessert werden; (2) Wenn der HPMC-Anteil 0,05 % bis 0,10 % beträgt, erfüllt der Mörtel vollständig die Wasserrückhalteanforderungen im Bauprozess.

Bei beiden Celluloseethern handelt es sich um nichtionische Polymere. Die Hydroxylgruppen an der Molekülkette des Celluloseethers und die Sauerstoffatome an den Etherbindungen können Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen bilden, wodurch freies Wasser in gebundenes Wasser umgewandelt wird und so eine gute Rolle bei der Wasserretention spielt.

Die Wasserretention von Celluloseether hängt hauptsächlich von seiner Viskosität, Partikelgröße, Auflösungsgeschwindigkeit und Zugabemenge ab. Generell gilt: Je größer die Zugabemenge, desto höher die Viskosität und je feiner die Feinheit, desto höher die Wasserretention. Sowohl C9101 als auch HPMC-Celluloseether haben Methoxy- und Hydroxypropoxygruppen in der Molekülkette, aber der Methoxygehalt in HPMC-Celluloseether ist höher als der von C9101, und die Viskosität von HPMC ist höher als die von C9101, also die Wasserretention von Mörtel gemischt mit HPMC ist höher als der von Mörtel gemischt mit HPMC C9101 Großmörtel. Wenn jedoch die Viskosität und das relative Molekulargewicht des Celluloseethers zu hoch sind, nimmt seine Löslichkeit entsprechend ab, was sich negativ auf die Festigkeit und Verarbeitbarkeit des Mörtels auswirkt. Strukturelle Festigkeit zur Erzielung einer hervorragenden Klebewirkung.

2.3 Biegefestigkeit und Druckfestigkeit

Aus der Wirkung von Celluloseether auf die Biege- und Druckfestigkeit des Mörtels lässt sich erkennen, dass mit zunehmendem Celluloseethergehalt die Biege- und Druckfestigkeit des Mörtels nach 7 und 28 Tagen einen Abwärtstrend zeigte. Dies liegt hauptsächlich daran: (1) Wenn dem Mörtel Celluloseether zugesetzt wird, werden die flexiblen Polymere in den Poren des Mörtels erhöht, und diese flexiblen Polymere können beim Komprimieren der Verbundmatrix keinen starren Halt bieten. Dadurch verringert sich die Biege- und Druckfestigkeit des Mörtels; (2) Mit zunehmendem Gehalt an Celluloseether wird dessen Wasserrückhaltewirkung immer besser, so dass nach der Bildung des Mörteltestblocks die Porosität im Mörteltestblock zunimmt und die Biege- und Druckfestigkeit verringert wird ; (3) Wenn der Trockenmörtel mit Wasser gemischt wird, werden die Celluloseether-Latexpartikel zunächst auf der Oberfläche der Zementpartikel adsorbiert und bilden einen Latexfilm, der die Hydratation des Zements verringert und dadurch auch die Festigkeit verringert der Mörser.

2,4 Faltverhältnis

Die Flexibilität des Mörtels verleiht dem Mörtel eine gute Verformbarkeit, die es ihm ermöglicht, sich an die durch Schrumpfung und Verformung des Untergrunds erzeugten Spannungen anzupassen und so die Haftfestigkeit und Haltbarkeit des Mörtels erheblich zu verbessern.

Aus der Auswirkung des Celluloseethergehalts auf das Mörtelfaltungsverhältnis (ff/fo) ist ersichtlich, dass mit der Erhöhung des Celluloseether-C9101- und HPMC-Gehalts das Mörtelfaltungsverhältnis grundsätzlich einen steigenden Trend zeigte, was darauf hindeutet, dass die Flexibilität des Mörtels zunahm verbessert.

Wenn sich der Celluloseether im Mörtel auflöst, bildet sich ein viskoses Gel, das in den Zementmörtelspalt gefüllt wird, da das Methoxyl und das Hydroxypropoxyl in der Molekülkette mit Ca2+ und Al3+ in der Aufschlämmung reagieren und somit eine flexible Füllung darstellen und flexible Verstärkung, wodurch die Kompaktheit des Mörtels verbessert wird, und es zeigt, dass die Flexibilität des modifizierten Mörtels makroskopisch verbessert wird.

2,5 Haftfestigkeit

Aus der Auswirkung des Celluloseethergehalts auf die Mörtelbindungsfestigkeit ist ersichtlich, dass die Mörtelbindungsfestigkeit mit zunehmendem Celluloseethergehalt zunimmt.

Durch die Zugabe von Celluloseether kann zwischen Celluloseether und hydratisierten Zementpartikeln eine dünne Schicht eines wasserdichten Polymerfilms gebildet werden. Dieser Film hat eine abdichtende Wirkung und verbessert das Phänomen der „Oberflächentrocknung“ des Mörtels. Durch die gute Wasserbindung von Celluloseether wird ausreichend Wasser im Mörtel gespeichert, wodurch die Hydratationserhärtung des Zements und die volle Entfaltung seiner Festigkeit gewährleistet und die Haftfestigkeit des Zementleims verbessert wird. Darüber hinaus verbessert der Zusatz von Celluloseether die Kohäsion des Mörtels und sorgt für eine gute Plastizität und Flexibilität des Mörtels, wodurch sich der Mörtel auch gut an die Schwindverformung des Untergrundes anpassen kann und dadurch die Haftfestigkeit des Mörtels verbessert wird .

2.6 Schrumpfung

Anhand der Auswirkung des Celluloseethergehalts auf die Schrumpfung des Mörtels lässt sich Folgendes erkennen: (1) Der Schrumpfungswert von Celluloseethermörtel ist viel niedriger als der von Rohmörtel. (2) Mit der Erhöhung des C9101-Gehalts nahm der Schrumpfwert des Mörtels allmählich ab, aber als der Gehalt 0,30 % erreichte, stieg der Schrumpfwert des Mörtels. Denn je größer die Menge an Celluloseether ist, desto höher ist seine Viskosität, was zu einem erhöhten Wasserbedarf führt. (3) Mit der Erhöhung des HPMC-Gehalts nahm der Schrumpfwert des Mörtels allmählich ab, aber als sein Gehalt 0,20 % erreichte, stieg der Schrumpfwert des Mörtels an und sank dann ab. Dies liegt daran, dass die Viskosität von HPMC höher ist als die von C9101. Je höher die Viskosität von Celluloseether ist. Je besser die Wasserspeicherung, desto höher der Luftgehalt. Ab einem bestimmten Luftgehalt erhöht sich der Schwindwert des Mörtels. Daher liegt die optimale Dosierung von C9101 im Hinblick auf den Schrumpfwert bei 0,05 % bis 0,20 %. Die optimale Dosierung von HPMC beträgt 0,05 % bis 0,10 %.

3. Fazit

1. Celluloseether kann die Wasserretention des Mörtels verbessern und die Konsistenz des Mörtels verringern. Durch Anpassen der Menge an Celluloseether kann der Bedarf des in verschiedenen Projekten verwendeten Mörtels erfüllt werden.

2. Der Zusatz von Celluloseether verringert die Biegefestigkeit und Druckfestigkeit des Mörtels, erhöht jedoch in gewissem Maße das Faltverhältnis und die Verbundfestigkeit und verbessert dadurch die Haltbarkeit des Mörtels.

3. Der Zusatz von Celluloseether kann die Schrumpfleistung des Mörtels verbessern, und mit zunehmendem Gehalt wird der Schrumpfwert des Mörtels immer kleiner. Wenn jedoch die Menge an Celluloseether ein bestimmtes Niveau erreicht, erhöht sich der Schrumpfwert des Mörtels aufgrund der Erhöhung der Luftporenbildnermenge in gewissem Maße.