Abstrakt:Celluloseether ist der Hauptzusatzstoff in Fertigmörtel. Die Arten und strukturellen Eigenschaften von Celluloseether werden vorgestellt und Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC) als Zusatzstoff ausgewählt, um den Einfluss auf verschiedene Eigenschaften von Mörtel systematisch zu untersuchen. . Studien haben gezeigt, dass HPMC die Wasserretention von Mörtel erheblich verbessern kann und eine wasserreduzierende Wirkung hat. Gleichzeitig kann es auch die Dichte der Mörtelmischung verringern, die Abbindezeit des Mörtels verlängern und die Biege- und Druckfestigkeit des Mörtels verringern.
Schlüsselwörter:Fertigmörtel; Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC); Leistung
0.Vorwort
Mörtel ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien in der Bauindustrie. Mit der Entwicklung der Materialwissenschaft und der Verbesserung der Anforderungen der Menschen an die Bauqualität hat sich Mörtel ebenso wie die Förderung und Entwicklung von Transportbeton nach und nach in Richtung Kommerzialisierung entwickelt. Im Vergleich zu Mörtel, der mit herkömmlicher Technologie hergestellt wird, hat kommerziell hergestellter Mörtel viele offensichtliche Vorteile: (a) hohe Produktqualität; (b) hohe Produktionseffizienz; (c) geringere Umweltverschmutzung und bequem für zivilisiertes Bauen. Derzeit fördern Guangzhou, Shanghai, Peking und andere Städte in China Fertigmörtel, und relevante Industriestandards und nationale Standards wurden herausgegeben oder werden bald herausgegeben.
Aus Sicht der Zusammensetzung besteht ein großer Unterschied zwischen Fertigmörtel und herkömmlichem Mörtel in der Zugabe chemischer Zusatzmittel, wobei Celluloseether das am häufigsten verwendete chemische Zusatzmittel ist. Als Wasserrückhaltemittel wird üblicherweise Celluloseether verwendet. Ziel ist es, die Verarbeitbarkeit von Fertigmörtel zu verbessern. Die Menge an Celluloseether ist gering, hat aber einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Mörtels. Es ist ein wichtiger Zusatzstoff, der die Bauleistung des Mörtels beeinflusst. Daher wird ein besseres Verständnis der Auswirkungen der Arten und strukturellen Eigenschaften von Celluloseether auf die Leistung von Zementmörtel dabei helfen, Celluloseether richtig auszuwählen und zu verwenden und eine stabile Leistung des Mörtels sicherzustellen.
1. Arten und strukturelle Eigenschaften von Celluloseethern
Celluloseether ist ein wasserlösliches Polymermaterial, das aus natürlicher Cellulose durch alkalische Auflösung, Pfropfreaktion (Veretherung), Waschen, Trocknen, Mahlen und andere Prozesse verarbeitet wird. Celluloseether werden in ionische und nichtionische unterteilt, und ionische Cellulose enthält ein Carboxymethylcellulosesalz. Nichtionische Cellulose umfasst Hydroxyethylcelluloseether, Hydroxypropylmethylcelluloseether, Methylcelluloseether und dergleichen. Da ionischer Celluloseether (Carboxymethylcellulosesalz) in Gegenwart von Calciumionen instabil ist, wird er selten in Trockenpulverprodukten mit Zement, gelöschtem Kalk und anderen Zementmaterialien verwendet. Die in Trockenpulvermörtel verwendeten Celluloseether sind hauptsächlich Hydroxyethylmethylcelluloseether (HEMC) und Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC), die mehr als 90 % des Marktanteils ausmachen.
HPMC wird durch die Veretherungsreaktion der Cellulose-Alkali-Aktivierungsbehandlung mit dem Veretherungsmittel Methylchlorid und Propylenoxid gebildet. Bei der Veretherungsreaktion wird die Hydroxylgruppe am Cellulosemolekül durch Methoxy und Hydroxypropyl ersetzt, um HPMC zu bilden. Die Anzahl der durch die Hydroxylgruppe am Cellulosemolekül substituierten Gruppen kann durch den Veretherungsgrad (auch Substitutionsgrad genannt) ausgedrückt werden. Der Ether von HPMC Der Grad der chemischen Umwandlung liegt zwischen 12 und 15. Daher gibt es in der HPMC-Struktur wichtige Gruppen wie Hydroxyl (-OH), Etherbindung (-o-) und Anhydroglucosering, und diese Gruppen haben eine bestimmte Einfluss auf die Leistung des Mörtels.
2. Einfluss von Celluloseether auf die Eigenschaften von Zementmörtel
2.1 Rohstoffe für den Test
Celluloseether: hergestellt von Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd., Viskosität: 75000;
Zement: Verbundzement der Marke Conch 32,5; Sand: mittlerer Sand; Flugasche: Klasse II.
2.2 Testergebnisse
2.2.1 Wasserreduzierende Wirkung von Celluloseether
Aus der Beziehung zwischen der Konsistenz des Mörtels und dem Gehalt an Celluloseether bei gleichem Mischungsverhältnis ist ersichtlich, dass die Konsistenz des Mörtels mit zunehmendem Gehalt an Celluloseether allmählich zunimmt. Bei einer Dosierung von 0,3‰ ist die Konsistenz des Mörtels etwa 50 % höher als ohne Anmischen, was zeigt, dass Celluloseether die Verarbeitbarkeit des Mörtels deutlich verbessern kann. Mit zunehmender Menge an Celluloseether kann der Wasserverbrauch allmählich sinken. Man kann davon ausgehen, dass Celluloseether eine gewisse wasserreduzierende Wirkung hat.
2.2.2 Wassereinlagerungen
Die Wasserretention von Mörtel bezieht sich auf die Fähigkeit des Mörtels, Wasser zurückzuhalten, und ist auch ein Leistungsindex zur Messung der Stabilität der inneren Komponenten von frischem Zementmörtel während des Transports und des Parkens. Die Wasserretention kann anhand von zwei Indikatoren gemessen werden: dem Schichtungsgrad und der Wasserretentionsrate. Durch die Zugabe von Wasserrückhaltemittel wurde die Wasserretention von Fertigmörtel jedoch deutlich verbessert und der Schichtungsgrad ist nicht empfindlich genug um den Unterschied widerzuspiegeln. Beim Wasserretentionstest wird die Wasserretentionsrate berechnet, indem die Massenveränderung des Filterpapiers vor und nach dem Kontakt des Filterpapiers mit der angegebenen Mörtelfläche innerhalb eines bestimmten Zeitraums gemessen wird. Aufgrund der guten Wasseraufnahme des Filterpapiers kann das Filterpapier auch bei hoher Wasserretention des Mörtels die Feuchtigkeit im Mörtel aufnehmen. Die Wasserretentionsrate kann die Wasserretentionsrate des Mörtels genau widerspiegeln. Je höher die Wasserretentionsrate, desto besser die Wasserretentionsrate.
Es gibt viele technische Möglichkeiten, die Wasserspeicherung von Mörtel zu verbessern, aber die Zugabe von Celluloseether ist die effektivste Methode. Die Struktur von Celluloseether enthält Hydroxyl- und Etherbindungen. Die Sauerstoffatome dieser Gruppen verbinden sich mit Wassermolekülen und bilden Wasserstoffbrückenbindungen. Machen Sie freie Wassermoleküle zu gebundenem Wasser, um eine gute Rolle bei der Wasserretention zu spielen. Aus der Beziehung zwischen der Wasserretentionsrate des Mörtels und dem Gehalt an Celluloseether ist ersichtlich, dass im Bereich des Testgehalts die Wasserretentionsrate des Mörtels und der Gehalt an Celluloseether eine gute entsprechende Beziehung aufweisen. Je höher der Gehalt an Celluloseether ist, desto größer ist die Wasserretentionsrate. .
2.2.3 Dichte der Mörtelmischung
Aus dem Änderungsgesetz der Dichte der Mörtelmischung mit dem Gehalt an Celluloseether ist ersichtlich, dass die Dichte der Mörtelmischung mit zunehmendem Gehalt an Celluloseether allmählich abnimmt und die Nassdichte des Mörtels mit zunehmendem Gehalt an Celluloseether allmählich abnimmt beträgt 0,3‰o. Um etwa 17 % verringert (im Vergleich zu keiner Mischung). Für die Abnahme der Mörteldichte gibt es zwei Gründe: Zum einen ist die luftporenbildende Wirkung des Celluloseethers verantwortlich. Der Celluloseether enthält Alkylgruppen, die die Oberflächenenergie der wässrigen Lösung reduzieren können und eine luftporenbildende Wirkung auf Zementmörtel haben, wodurch der Luftgehalt des Mörtels steigt und auch die Zähigkeit des Blasenfilms höher ist aus reinen Wasserblasen, und es ist nicht leicht, sie zu entladen; Andererseits dehnt sich der Celluloseether nach der Wasseraufnahme aus und nimmt ein bestimmtes Volumen ein, was einer Vergrößerung der inneren Poren des Mörtels gleichkommt, so dass die Dichte des Mörtels abnimmt.
Durch die luftporenbildende Wirkung von Celluloseether wird einerseits die Verarbeitbarkeit des Mörtels verbessert, andererseits kommt es durch die Erhöhung des Luftanteils zu einer Auflockerung des Gefüges des ausgehärteten Körpers, wodurch der negative Effekt abnimmt die mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit.
2.2.4 Gerinnungszeit
Aus dem Zusammenhang zwischen der Abbindezeit des Mörtels und der Ethermenge lässt sich deutlich erkennen, dass Celluloseether eine verzögernde Wirkung auf den Mörtel hat. Je höher die Dosierung, desto deutlicher ist die retardierende Wirkung.
Die retardierende Wirkung von Celluloseether hängt eng mit seinen strukturellen Eigenschaften zusammen. Celluloseether behält die Grundstruktur von Cellulose bei, das heißt, die Anhydroglucose-Ringstruktur ist immer noch in der Molekülstruktur von Celluloseether vorhanden, und der Anhydroglucose-Ring ist die Ursache für die Hauptgruppe der Zementverzögerung, die Zucker-Kalzium-Moleküle bilden kann Verbindungen (oder Komplexe) mit Calciumionen in der wässrigen Lösung der Zementhydratation, wodurch die Calciumionenkonzentration in der Induktionsphase der Zementhydratation verringert und Ca(OH) verhindert wird: Und die Bildung von Calciumsalzkristallen, die Ausfällung und die Verzögerung des Prozesses der Zementhydratation.
2.2.5 Stärke
Aus dem Einfluss von Celluloseether auf die Biege- und Druckfestigkeit des Mörtels lässt sich erkennen, dass mit zunehmendem Celluloseethergehalt die 7-Tage- und 28-Tage-Biege- und Druckfestigkeit des Mörtels einen Abwärtstrend aufweisen.
Der Grund für die Abnahme der Mörtelfestigkeit kann auf den Anstieg des Luftgehalts zurückgeführt werden, der die Porosität des ausgehärteten Mörtels erhöht und die innere Struktur des ausgehärteten Körpers lockerer macht. Durch die Regressionsanalyse der Nassdichte und der Druckfestigkeit von Mörtel lässt sich erkennen, dass zwischen beiden eine gute Korrelation besteht: Die Nassdichte ist niedrig, die Festigkeit ist gering und umgekehrt ist die Festigkeit hoch. Huang Liangen nutzte die von Ryskewith abgeleitete Beziehungsgleichung zwischen Porosität und mechanischer Festigkeit, um die Beziehung zwischen der Druckfestigkeit von mit Celluloseether vermischtem Mörtel und dem Gehalt an Celluloseether abzuleiten.
3. Fazit
(1) Celluloseether ist ein Derivat der Cellulose, das Hydroxyl enthält,
Etherbindungen, Anhydroglucoseringe und andere Gruppen beeinflussen die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Mörtel.
(2) HPMC kann die Wasserretention des Mörtels erheblich verbessern, die Abbindezeit des Mörtels verlängern, die Dichte der Mörtelmischung und die Festigkeit des ausgehärteten Körpers verringern.
(3) Bei der Herstellung von Fertigmörtel sollte sinnvollerweise Celluloseether verwendet werden. Lösen Sie den widersprüchlichen Zusammenhang zwischen der Verarbeitbarkeit des Mörtels und den mechanischen Eigenschaften.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20. Februar 2023