Éter de celulosa sobre el mortero de arena de escoria.

Usando P·Cemento de grado II 52.5 como material cementante y arena de escoria de acero como agregado fino, la arena de escoria de acero con alta fluidez y alta resistencia se prepara agregando aditivos químicos como reductor de agua, polvo de látex y mortero especial antiespumante, y los efectos de dos diferentes viscosidades (2000mPa·sy 6000mPa·s) del éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) sobre su retención de agua, fluidez y resistencia. Los resultados muestran que: (1) Tanto HPMC2000 como HPMC6000 pueden aumentar significativamente la tasa de retención de agua del mortero recién mezclado y mejorar su rendimiento de retención de agua; (2) Cuando el contenido de éter de celulosa es bajo, el efecto sobre la fluidez del mortero no es evidente. Cuando se aumenta al 0,25% o más, tiene un cierto efecto de deterioro sobre la fluidez del mortero, entre los cuales el efecto de deterioro de HPMC6000 es más obvio; (3) la adición de éter de celulosa no tiene un efecto obvio sobre la resistencia a la compresión del mortero a los 28 días, pero la adición de HPMC2000 en un momento inadecuado, obviamente es desfavorable para la resistencia a la flexión de diferentes edades y al mismo tiempo reduce significativamente la resistencia a la compresión temprana (3 días y 7 días) del mortero; (4) La adición de HPMC6000 tiene cierto efecto sobre la resistencia a la flexión de diferentes edades, pero la reducción fue significativamente menor que la de HPMC2000. En este artículo, se considera que se debe seleccionar HPMC6000 al preparar un mortero especial de arena y escoria de acero con alta fluidez, alta tasa de retención de agua y alta resistencia, y la dosificación no debe ser superior al 0,20%.

Palabras clave:arena de escoria de acero; éter de celulosa; viscosidad; desempeño laboral; fortaleza

introducción

La escoria siderúrgica es un subproducto de la producción de acero. Con el desarrollo de la industria siderúrgica, la descarga anual de escoria de acero ha aumentado en unos 100 millones de toneladas en los últimos años, y el problema del almacenamiento debido a la falta de utilización oportuna de los recursos es muy grave. Por lo tanto, la utilización de recursos y la eliminación de escoria siderúrgica mediante métodos científicos y eficaces es un problema que no se puede ignorar. La escoria de acero tiene las características de alta densidad, textura dura y alta resistencia a la compresión, y puede usarse como sustituto de la arena natural en mortero de cemento u hormigón. La escoria siderúrgica también tiene cierta reactividad. La escoria de acero se muele hasta obtener un polvo de cierta finura (polvo de escoria de acero). Después de mezclarse con el concreto, puede ejercer un efecto puzolánico, lo que ayuda a mejorar la resistencia de la lechada y mejorar la transición de la interfaz entre el agregado de concreto y la lechada. área, aumentando así la resistencia del hormigón. Sin embargo, se debe prestar atención a que la escoria de acero descargada sin ninguna medida, su óxido de calcio libre interno, su óxido de magnesio libre y su fase RO causarán una mala estabilidad del volumen de la escoria de acero, lo que limita en gran medida el uso de escoria de acero como gruesa y agregados finos. Aplicación en mortero de cemento u hormigón. Wang Yuji et al. resumió diferentes procesos de tratamiento de escoria de acero y descubrió que la escoria de acero tratada mediante el método de relleno en caliente tiene buena estabilidad y puede eliminar su problema de expansión en el concreto de cemento, y el proceso de tratamiento de escoria en caliente se implementó en realidad en la Planta de Hierro y Acero No. 3 de Shanghai para el primer tiempo. Además del problema de la estabilidad, los agregados de escoria de acero también tienen las características de poros rugosos, ángulos múltiples y una pequeña cantidad de productos de hidratación en la superficie. Cuando se utilizan como agregados para preparar mortero y hormigón, su rendimiento laboral suele verse afectado. En la actualidad, bajo la premisa de garantizar la estabilidad del volumen, el uso de escoria de acero como agregado fino para preparar morteros especiales es una dirección importante para la utilización de recursos de escoria de acero. El estudio encontró que agregar reductor de agua, polvo de látex, éter de celulosa, agente inclusor de aire y antiespumante al mortero de arena de escoria de acero puede mejorar el rendimiento de la mezcla y el rendimiento endurecido del mortero de arena de escoria de acero según sea necesario. El autor ha utilizado las medidas de agregar polvo de látex y otros aditivos para preparar un mortero de reparación de alta resistencia con arena de escoria de acero. En la producción y aplicación de mortero, el éter de celulosa es el aditivo químico más común. Los éteres de celulosa más utilizados en morteros son el éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) y el éter de hidroxietilmetilcelulosa (HEMC). )Esperar. El éter de celulosa puede mejorar en gran medida el rendimiento de trabajo del mortero, como darle al mortero una excelente retención de agua a través del espesamiento, pero agregar éter de celulosa también afectará la fluidez, el contenido de aire, el tiempo de fraguado y el endurecimiento del mortero. Varias propiedades.

Para guiar mejor el desarrollo y la aplicación del mortero de arena de escoria de acero, sobre la base del trabajo de investigación previo sobre el mortero de arena de escoria de acero, este artículo utiliza dos tipos de viscosidades (2000 mPa·sy 6000mPa·s) de éter de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) Realizar investigaciones experimentales sobre la influencia del mortero de alta resistencia de arena de escoria siderúrgica sobre el rendimiento de trabajo (fluidez y retención de agua) y la resistencia a la compresión y a la flexión.

1. Parte experimental

1.1 Materias primas

Cemento: Onoda P·Cemento grado II 52,5.

Arena de escoria de acero: la escoria de acero del convertidor producida por Shanghai Baosteel se procesa mediante un proceso de embutición en caliente, con una densidad aparente de 1910 kg/m³, perteneciente a arena media, y un módulo de finura de 2,3.

Reductor de agua: reductor de agua de policarboxilato (PC) producido por Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., en forma de polvo.

Polvo de látex: Modelo 5010N proporcionado por Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Antiespumante: Código P803, producto proporcionado por German Mingling Chemical Group, polvo, densidad 340 kg/m³, escala de grises 34% (800°C), valor de pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% EN DIST, agua).

Éter de celulosa: éter de hidroxipropilmetilcelulosa proporcionado porKima Chemical Co., Ltd., el que tiene una viscosidad de 2000mPa·s se designa como HPMC2000, y el que tiene una viscosidad de 6000 mPa·s se designa como HPMC6000.

Agua de mezcla: agua del grifo.

1.2 Relación experimental

La relación cemento-arena del mortero de escoria y arena de acero preparado en la etapa inicial de la prueba fue de 1:3 (relación en masa), la relación agua-cemento fue de 0,50 (relación en masa) y la dosis de superplastificante de policarboxilato fue del 0,25%. (Porcentaje en masa de cemento, lo mismo a continuación), el contenido de polvo de látex es 2,0% y el contenido de antiespumante es 0,08%. Para experimentos comparativos, las dosis de los dos éteres de celulosa HPMC2000 y HPMC6000 fueron 0,15 %, 0,20 %, 0,25 % y 0,30 %, respectivamente.

1.3 Método de prueba

Método de prueba de fluidez del mortero: prepare el mortero de acuerdo con GB/T 17671-1999 “Prueba de resistencia del mortero de cemento (método ISO)”, use el molde de prueba en GB/T2419-2005 “Método de prueba de fluidez del mortero de cemento” y revuelva. Vierta el buen mortero. en el molde de prueba rápidamente, limpie el exceso de mortero con un raspador, levante el molde de prueba verticalmente hacia arriba y cuando el mortero ya no fluya, mida el diámetro máximo del área esparcida del mortero y el diámetro en la dirección vertical, y tome el valor promedio, el resultado tiene una precisión de 5 mm.

La prueba de la tasa de retención de agua del mortero se lleva a cabo según el método especificado en JGJ/T 70-2009 “Métodos de prueba para las propiedades básicas del mortero de construcción”.

La prueba de resistencia a la compresión y resistencia a la flexión del mortero se lleva a cabo según el método especificado en GB/T 17671-1999, y la duración de la prueba es de 3 días, 7 días y 28 días respectivamente.

2. Resultados y discusión

2.1 Efecto del éter de celulosa sobre el rendimiento laboral del mortero de arena y escoria de acero

Del efecto de diferentes contenidos de éter de celulosa sobre la retención de agua del mortero de arena y escoria de acero, se puede ver que agregar HPMC2000 o HPMC6000 puede mejorar significativamente la retención de agua del mortero recién mezclado. Con el aumento del contenido de éter de celulosa, la tasa de retención de agua del mortero aumentó considerablemente y luego permaneció estable. Entre ellos, cuando el contenido de éter de celulosa es sólo del 0,15%, la tasa de retención de agua del mortero aumenta casi un 10% en comparación con el que no se añade, alcanzando el 96%; cuando el contenido aumenta al 0,30%, la tasa de retención de agua del mortero llega al 98,5%. Se puede observar que la adición de éter de celulosa puede mejorar significativamente la retención de agua del mortero.

De la influencia de diferentes dosis de éter de celulosa sobre la fluidez del mortero de arena de escoria de acero, se puede ver que cuando la dosis de éter de celulosa es 0,15% y 0,20%, no tiene ningún efecto obvio sobre la fluidez del mortero; cuando la dosis aumenta al 0,25% o más, tiene un mayor impacto en la fluidez, pero la fluidez aún se puede mantener en 260 mm y más; cuando los dos éteres de celulosa están en la misma cantidad, en comparación con HPMC2000, el impacto negativo de HPMC6000 en la fluidez del mortero es más obvio.

El éter de hidroxipropilmetilcelulosa es un polímero no iónico con buena retención de agua y, dentro de un cierto rango, cuanto mayor es la viscosidad, mejor es la retención de agua y más evidente es el efecto espesante. La razón es que el grupo hidroxilo de su cadena molecular y el átomo de oxígeno del enlace éter pueden formar enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua, convirtiendo el agua libre en agua unida. Por lo tanto, con la misma dosis, HPMC6000 puede aumentar la viscosidad del mortero más que HPMC2000, reducir la fluidez del mortero y aumentar la tasa de retención de agua de manera más obvia. El documento 10 explica el fenómeno anterior formando una solución viscoelástica después de disolver el éter de celulosa en agua y caracterizando las propiedades de flujo por deformación. Se puede inferir que el mortero de escoria de acero preparado en este artículo tiene una gran fluidez, que puede alcanzar los 295 mm sin mezclarse, y su deformación es relativamente grande. Cuando se agrega éter de celulosa, la suspensión experimentará un flujo viscoso y su capacidad para restaurar la forma es pequeña, lo que provocará una disminución de la movilidad.

2.2 Efecto del éter de celulosa sobre la resistencia del mortero de arena y escoria de acero

La adición de éter de celulosa no solo afecta el rendimiento laboral del mortero de arena y escoria de acero, sino que también afecta sus propiedades mecánicas.

Del efecto de diferentes dosis de éter de celulosa sobre la resistencia a la compresión del mortero de arena y escoria de acero, se puede ver que después de agregar HPMC2000 y HPMC6000, la resistencia a la compresión del mortero en cada dosis aumenta con la edad. Agregar HPMC2000 no tiene ningún efecto obvio sobre la resistencia a la compresión del mortero a 28 días y la fluctuación de resistencia no es grande; mientras que HPMC2000 tiene un mayor efecto en la resistencia temprana (3 días y 7 días), mostrando una tendencia de disminución obvia, aunque la dosis aumenta al 0,25% y más, la resistencia a la compresión temprana aumentó ligeramente, pero aún es menor que sin añadiendo. Cuando el contenido de HPMC6000 es inferior al 0,20%, el impacto en la resistencia a la compresión de 7 y 28 días no es obvio, y la resistencia a la compresión de 3 días disminuye lentamente. Cuando el contenido de HPMC6000 aumentó a 0,25 % y más, la resistencia a los 28 días aumentó hasta cierto punto y luego disminuyó; la fuerza de 7 días disminuyó y luego permaneció estable; la fuerza de 3 días disminuyó de manera estable. Por lo tanto, se puede considerar que los éteres de celulosa con dos viscosidades de HPMC2000 y HPMC6000 no tienen un efecto de deterioro obvio sobre la resistencia a la compresión del mortero a los 28 días, pero la adición de HPMC2000 tiene un efecto negativo más obvio sobre la resistencia temprana del mortero.

HPMC2000 tiene diferentes grados de deterioro de la resistencia a la flexión del mortero, ya sea en la etapa inicial (3 días y 7 días) o en la etapa tardía (28 días). La adición de HPMC6000 también tiene un cierto grado de impacto negativo en la resistencia a la flexión del mortero, pero el grado de impacto es menor que el de HPMC2000.

Además de la función de retención de agua y espesamiento, el éter de celulosa también retrasa el proceso de hidratación del cemento. Se debe principalmente a la adsorción de moléculas de éter de celulosa en los productos de hidratación del cemento, como el gel de hidrato de silicato de calcio y Ca(OH)2, para formar una capa de cobertura; además, la viscosidad de la solución de los poros aumenta y el éter de celulosa dificulta la migración de Ca2+ y SO42- en la solución de los poros retrasa el proceso de hidratación. Por lo tanto, se redujo la resistencia inicial (3 días y 7 días) del mortero mezclado con HPMC.

La adición de éter de celulosa al mortero formará una gran cantidad de burbujas grandes con un diámetro de 0,5 a 3 mm debido al efecto de arrastre de aire del éter de celulosa, y la estructura de la membrana del éter de celulosa se adsorbe en la superficie de estas burbujas, lo que a un Hasta cierto punto juega un papel en la estabilización de las burbujas. papel, debilitando así el efecto del antiespumante en el mortero. Aunque las burbujas de aire formadas son como cojinetes de bolas en el mortero recién mezclado, lo que mejora la trabajabilidad, una vez que el mortero se solidifica y endurece, la mayoría de las burbujas de aire permanecen en el mortero para formar poros independientes, lo que reduce la densidad aparente del mortero. . En consecuencia, la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión disminuyen.

Se puede observar que al preparar un mortero especial de arena de escoria de acero con alta fluidez, alta tasa de retención de agua y alta resistencia, se recomienda utilizar HPMC6000 y la dosis no debe ser superior al 0,20%.

en conclusión

Se estudiaron mediante experimentos los efectos de dos viscosidades de éteres de celulosa (HPMC200 y HPMC6000) sobre la retención de agua, fluidez, resistencia a la compresión y a la flexión del mortero de arena y escoria de acero, y se analizó el mecanismo de acción del éter de celulosa en el mortero de arena y escoria de acero. Las siguientes conclusiones:

(1) Independientemente de agregar HPMC2000 o HPMC6000, la tasa de retención de agua del mortero de arena y escoria de acero recién mezclado se puede mejorar significativamente y se puede mejorar su rendimiento de retención de agua.

(2) Cuando la dosis es inferior al 0,20%, el efecto de agregar HPMC2000 y HPMC6000 sobre la fluidez del mortero de arena y escoria de acero no es obvio. Cuando el contenido aumenta al 0,25% o más, HPMC2000 y HPMC6000 tienen un cierto impacto negativo en la fluidez del mortero de arena y escoria de acero, y el impacto negativo de HPMC6000 es más obvio.

(3) La adición de HPMC2000 y HPMC6000 no tiene un efecto obvio sobre la resistencia a la compresión de 28 días del mortero de arena y escoria de acero, pero HPMC2000 tiene un efecto negativo mayor sobre la resistencia a la compresión temprana del mortero, y la resistencia a la flexión también es obviamente desfavorable. La adición de HPMC6000 tiene un cierto efecto negativo sobre la resistencia a la flexión del mortero de arena y escoria de acero en todas las edades, pero el grado de efecto es significativamente menor que el de HPMC2000.