Influencia del éter de celulosa en la retención de agua.

Se utilizó el método de simulación ambiental para estudiar el efecto de los éteres de celulosa con diferentes grados de sustitución y sustitución molar sobre la retención de agua del mortero en condiciones de calor. El análisis de los resultados de las pruebas utilizando herramientas estadísticas muestra que el éter de hidroxietilmetilcelulosa con bajo grado de sustitución y alto grado de sustitución molar muestra la mejor retención de agua en el mortero.

Palabras clave: éter de celulosa: retención de agua; mortero; método de simulación ambiental; condiciones calurosas

Debido a sus ventajas en el control de calidad, la comodidad de uso y transporte y la protección del medio ambiente, el mortero mezclado en seco se utiliza actualmente cada vez más en la construcción de edificios. El mortero mezclado en seco se utiliza después de agregar agua y mezclar en el sitio de construcción. El agua tiene dos funciones principales: una es asegurar el comportamiento constructivo del mortero, y la otra es asegurar la hidratación del material cementoso para que el mortero pueda alcanzar las propiedades físicas y mecánicas requeridas después del endurecimiento. Desde que se completa la adición de agua al mortero hasta la finalización de la construcción y la obtención de suficientes propiedades físicas y mecánicas, el agua libre migrará en dos direcciones además de hidratar el cemento: absorción de la capa base y evaporación de la superficie. En condiciones de calor o bajo la luz solar directa, la humedad se evapora rápidamente de la superficie. En condiciones de calor o bajo luz solar directa, es fundamental que el mortero retenga rápidamente la humedad de la superficie y reduzca su pérdida de agua libre. La clave para evaluar la retención de agua del mortero es determinar el método de prueba apropiado. Li Wei et al. estudió el método de prueba de retención de agua del mortero y descubrió que, en comparación con el método de filtración al vacío y el método de papel de filtro, el método de simulación ambiental puede caracterizar eficazmente la retención de agua del mortero a diferentes temperaturas ambientales.

El éter de celulosa es el agente retenedor de agua más comúnmente utilizado en productos de mortero mezclados en seco. Los éteres de celulosa más comúnmente utilizados en morteros mezclados en seco son el éter de hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) y el éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC). Los grupos sustituyentes correspondientes son hidroxietilo, metilo e hidroxipropilo, metilo. El grado de sustitución (DS) del éter de celulosa indica el grado en que se sustituye el grupo hidroxilo de cada unidad de anhidroglucosa, y el grado de sustitución molar (MS) indica que si el grupo sustituyente contiene un grupo hidroxilo, la reacción de sustitución continúa. Realizar la reacción de eterificación a partir del nuevo grupo hidroxilo libre. grado. La estructura química y el grado de sustitución del éter de celulosa son factores importantes que afectan el transporte de humedad en el mortero y la microestructura del mortero. El aumento del peso molecular del éter de celulosa aumentará la retención de agua del mortero y los diferentes grados de sustitución también afectarán la retención de agua del mortero.

Los principales factores del entorno de construcción con mortero seco incluyen la temperatura ambiente, la humedad relativa, la velocidad del viento y las precipitaciones. Respecto a los climas cálidos, el Comité 305 del ACI (American Concrete Institute) lo define como cualquier combinación de factores como alta temperatura atmosférica, baja humedad relativa y velocidad del viento, que perjudica la calidad o el desempeño del concreto fresco o endurecido en este tipo de clima. El verano en mi país suele ser la temporada alta para la construcción de diversos proyectos de construcción. La construcción en un clima cálido con alta temperatura y baja humedad, especialmente la parte del mortero detrás de la pared, puede estar expuesta a la luz solar, lo que afectará la mezcla fresca y el endurecimiento del mortero mezclado en seco. Efectos significativos sobre el rendimiento como reducción de la trabajabilidad, deshidratación y pérdida de fuerza. Cómo garantizar la calidad del mortero mezclado en seco en la construcción en climas cálidos ha atraído la atención y la investigación de los técnicos de la industria del mortero y del personal de la construcción.

En este trabajo se utiliza el método de simulación ambiental para evaluar la retención de agua de morteros mezclados con éter de hidroxietilmetilcelulosa y éter de hidroxipropilmetilcelulosa con diferentes grados de sustitución y sustitución molar a 45℃, y se utiliza el software estadístico JMP8.02 analiza los datos de prueba para estudiar la influencia de diferentes éteres de celulosa en la retención de agua del mortero en condiciones de calor.

1. Materias primas y métodos de prueba.

1.1 Materias primas

Conch P. 042.5 Cemento, arena de cuarzo de malla 50-100, éter de hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) y éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) con una viscosidad de 40000mPa·s. Para evitar la influencia de otros componentes, la prueba adopta una fórmula de mortero simplificada, que incluye 30% de cemento, 0,2% de éter de celulosa y 69,8% de arena de cuarzo, y la cantidad de agua agregada es el 19% de la fórmula total del mortero. Ambas son relaciones de masa.

1.2 Método de simulación ambiental

El dispositivo de prueba del método de simulación ambiental utiliza lámparas de yodo-tungsteno, ventiladores y cámaras ambientales para simular la temperatura exterior, la humedad y la velocidad del viento, etc., para probar la diferencia en la calidad del mortero recién mezclado en diferentes condiciones y para Probar la retención de agua del mortero. En este experimento, se mejoró el método de prueba de la literatura y la computadora está conectada a la balanza para el registro y la prueba automáticos, reduciendo así el error experimental.

La prueba se llevó a cabo en un laboratorio estándar [temperatura (23±2)°C, humedad relativa (50±3)%] usando una capa base no absorbente (plato de plástico con un diámetro interior de 88 mm) a una temperatura de irradiación de 45°C. El método de prueba es el siguiente:

(1) Con el ventilador apagado, encienda la lámpara de yodo-tungsteno y coloque el plato de plástico en una posición fija verticalmente debajo de la lámpara de yodo-tungsteno para precalentarlo durante 1 h;

(2) Pesar el plato de plástico, luego colocar el mortero agitado en el plato de plástico, alisarlo según el espesor requerido y luego pesarlo;

(3) Vuelva a colocar el plato de plástico en su posición original y el software controlará la balanza para pesar automáticamente una vez cada 5 minutos y la prueba finalizará después de 1 hora.

2. Resultados y discusión

Resultados del cálculo de la tasa de retención de agua R0 de mortero mezclado con diferentes éteres de celulosa después de la irradiación a 45°C durante 30 min.

Los datos de prueba anteriores se analizaron utilizando el producto JMP8.02 del grupo de software estadístico SAS Company, para obtener resultados de análisis confiables. El proceso de análisis es el siguiente.

2.1 Análisis de regresión y ajuste

El ajuste del modelo se realizó mediante mínimos cuadrados estándar. La comparación entre el valor medido y el valor predicho muestra la evaluación del ajuste del modelo y se muestra gráficamente en su totalidad. Las dos curvas discontinuas representan el "intervalo de confianza del 95%" y la línea horizontal discontinua representa el valor promedio de todos los datos. La curva discontinua y la intersección de las líneas horizontales discontinuas indican que la pseudoetapa del modelo es típica.

Valores específicos para resumen de ajuste y ANOVA. En el resumen apropiado, la R² alcanzó el 97% y el valor de P en el análisis de varianza fue mucho menor que 0,05. La combinación de las dos condiciones muestra además que el ajuste del modelo es significativo.

2.2 Análisis de factores influyentes

Dentro del alcance de este experimento, bajo la condición de 30 minutos de irradiación, los factores de influencia adecuados son los siguientes: en términos de factores individuales, los valores p obtenidos por el tipo de éter de celulosa y el grado de sustitución molar son todos inferiores a 0,05 , lo que demuestra que el segundo tiene un impacto significativo en la retención de agua del mortero. En lo que respecta a la interacción, de los resultados experimentales del análisis de ajuste se obtienen resultados del impacto del tipo de éter de celulosa, el grado de sustitución (Ds) y el grado de sustitución molar (MS) en la retención de agua del mortero. el tipo de éter de celulosa y el grado de sustitución. La interacción entre el grado de sustitución y el grado molar de sustitución tiene un efecto significativo en la retención de agua del mortero, porque los valores p de ambos son inferiores a 0,05. La interacción de factores indica que la interacción de dos factores se describe de forma más intuitiva. La cruz indica que los dos tienen una fuerte correlación y el paralelismo indica que los dos tienen una correlación débil. En el diagrama de interacción de factores, tome el áreaα donde el tipo vertical y el grado de sustitución lateral interactúan como ejemplo, los dos segmentos de línea se cruzan, lo que indica que la correlación entre el tipo y el grado de sustitución es fuerte, y en el área b donde el tipo vertical y el grado de sustitución lateral molar interactúan, los dos segmentos de línea tienden a ser paralelos, lo que indica que la correlación entre el tipo y la sustitución molar es débil.

2.3 Predicción de retención de agua

Basado en el modelo de ajuste, de acuerdo con la influencia integral de diferentes éteres de celulosa en la retención de agua del mortero, el software JMP predice la retención de agua del mortero y se encuentra la combinación de parámetros para la mejor retención de agua del mortero. La predicción de la retención de agua muestra la combinación de la mejor retención de agua del mortero y su tendencia de desarrollo, es decir, HEMC es mejor que HPMC en comparación de tipos, la sustitución media y baja es mejor que la sustitución alta, y la sustitución media y alta es mejor que la sustitución baja. en sustitución molar, pero no hay diferencia significativa entre los dos en esta combinación. En resumen, los éteres de hidroxietilmetilcelulosa con bajo grado de sustitución y alto grado de sustitución molar mostraron la mejor retención de agua del mortero a 45℃. Bajo esta combinación, el valor previsto de retención de agua dado por el sistema es 0,611736±0,014244.

3. Conclusión

(1) Como factor único significativo, el tipo de éter de celulosa tiene un impacto significativo en la retención de agua del mortero, y el éter de hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) es mejor que el éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC). Muestra que la diferencia en el tipo de sustitución conducirá a la diferencia en la retención de agua. Al mismo tiempo, el tipo de éter de celulosa también interactúa con el grado de sustitución.

(2) Como factor único importante que influye, el grado de sustitución molar del éter de celulosa disminuye y la retención de agua del mortero tiende a disminuir. Esto muestra que a medida que la cadena lateral del grupo sustituyente éter de celulosa continúa experimentando una reacción de eterificación con el grupo hidroxilo libre, también conducirá a diferencias en la retención de agua del mortero.

(3) El grado de sustitución de los éteres de celulosa interactuó con el tipo y grado molar de sustitución. Entre el grado de sustitución y el tipo, en el caso de bajo grado de sustitución, la retención de agua de HEMC es mejor que la de HPMC; en el caso de un alto grado de sustitución, la diferencia entre HEMC y HPMC no es grande. Para la interacción entre el grado de sustitución y la sustitución molar, en el caso de un grado de sustitución bajo, la retención de agua del grado de sustitución molar bajo es mejor que la del grado de sustitución molar alto; La diferencia no es enorme.

(4) El mortero mezclado con éter de hidroxietilmetilcelulosa con bajo grado de sustitución y alto grado de sustitución molar mostró la mejor retención de agua en condiciones de calor. Sin embargo, la cuestión mecanística en este aspecto aún necesita más estudio sobre cómo explicar el efecto del tipo de éter de celulosa, el grado de sustitución y el grado molar de sustitución sobre la retención de agua del mortero.