Efecto del éter de celulosa sobre las propiedades del mortero

Se estudiaron los efectos de dos tipos de éteres de celulosa sobre el comportamiento del mortero. Los resultados mostraron que ambos tipos de éteres de celulosa podrían mejorar significativamente la retención de agua del mortero y reducir la consistencia del mortero; La resistencia a la compresión se reduce en diferentes grados, pero la relación de plegado y la resistencia de unión del mortero aumentan en diferentes grados, mejorando así la construcción del mortero.

Palabras clave:éter de celulosa; agente retenedor de agua; fuerza de unión

Éter de celulosa (MC)es un derivado de la celulosa material natural. El éter de celulosa se puede utilizar como agente de retención de agua, espesante, aglutinante, dispersante, estabilizador, agente de suspensión, emulsionante y coadyuvante de formación de película, etc. Debido a que el éter de celulosa tiene una buena retención de agua y un efecto espesante en el mortero, puede mejorar significativamente la trabajabilidad. de mortero, por lo que el éter de celulosa es el polímero soluble en agua más comúnmente utilizado en mortero.

1. Materiales de prueba y métodos de prueba.

1.1 Materias primas

Cemento: Cemento Portland ordinario producido por Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd., con un grado de resistencia de 42,5. Arena: arena amarilla de Nanyang, módulo de finura 2,75, arena media. Éter de celulosa (MC): C9101 producido por Beijing Luojian Company y HPMC producido por Shanghai Huiguang Company.

1.2 Método de prueba

En este estudio la relación cal-arena fue de 1:2 y la relación agua-cemento fue de 0.45; Primero se mezcló el éter de celulosa con cemento y luego se añadió arena y se agitó uniformemente. La dosificación de éter de celulosa se calcula según el porcentaje de masa de cemento.

La prueba de resistencia a la compresión y la prueba de consistencia se llevan a cabo con referencia a JGJ 70-90 "Métodos de prueba para las propiedades básicas del mortero de construcción". La prueba de resistencia a la flexión se lleva a cabo de acuerdo con GB/T 17671–1999 “Prueba de resistencia del mortero de cemento”.

La prueba de retención de agua se realizó según el método del papel de filtro utilizado en las empresas francesas de producción de hormigón celular. El proceso específico es el siguiente: (1) colocar 5 capas de papel de filtro lento en una placa circular de plástico y pesar su masa; (2) poner uno en contacto directo con el mortero. Coloque el papel de filtro de alta velocidad sobre el papel de filtro de baja velocidad y luego presione un cilindro con un diámetro interior de 56 mm y una altura de 55 mm sobre el papel de filtro rápido; (3) Vierta el mortero en el cilindro; (4) Después de que el mortero y el papel de filtro entren en contacto durante 15 minutos, pese nuevamente la calidad del papel de filtro lento y el disco de plástico; (5) Calcule la masa de agua absorbida por el papel de filtro lento por metro cuadrado de área, que es la tasa de absorción de agua; (6) La tasa de absorción de agua es la media aritmética de los dos resultados de la prueba. Si la diferencia entre los valores de tasa excede el 10%, se debe repetir la prueba; (7) La retención de agua del mortero se expresa por la tasa de absorción de agua.

La prueba de resistencia de la unión se llevó a cabo con referencia al método recomendado por la Sociedad Japonesa de Ciencia de Materiales, y la resistencia de la unión se caracterizó por la resistencia a la flexión. La prueba adopta una muestra de prisma cuyo tamaño es de 160 mm.×40mm×40 mm. La muestra de mortero ordinaria preparada de antemano se curó hasta la edad de 28 días y luego se cortó en dos mitades. Las dos mitades de la muestra se convirtieron en muestras con mortero ordinario o mortero polimérico, y luego se curaron naturalmente en interiores hasta una cierta edad, y luego se probaron de acuerdo con el método de prueba para determinar la resistencia a la flexión del mortero de cemento.

2. Resultados y análisis de las pruebas.

2.1 Consistencia

Del efecto del éter de celulosa sobre la consistencia del mortero, se puede ver que con el aumento del contenido de éter de celulosa, la consistencia del mortero básicamente muestra una tendencia a la baja, y la disminución de la consistencia del mortero mezclado con HPMC es más rápida. que el del mortero mezclado con C9101. Esto se debe a que la viscosidad del éter de celulosa dificulta el flujo del mortero y la viscosidad del HPMC es mayor que la del C9101.

2.2 Retención de agua

En el mortero, los materiales cementosos como el cemento y el yeso deben hidratarse con agua para poder fraguar. Una cantidad razonable de éter de celulosa puede mantener la humedad en el mortero durante un tiempo suficiente para que pueda continuar el proceso de fraguado y endurecimiento.

Del efecto del contenido de éter de celulosa sobre la retención de agua del mortero, se puede ver que: (1) Con el aumento del contenido de éter de celulosa C9101 o HPMC, la tasa de absorción de agua del mortero disminuyó significativamente, es decir, la retención de agua de El mortero mejoró significativamente, especialmente cuando se mezcló con Mortero de HPMC. Se puede mejorar más su retención de agua; (2) Cuando la cantidad de HPMC es del 0,05% al ​​0,10%, el mortero cumple completamente con los requisitos de retención de agua en el proceso de construcción.

Ambos éteres de celulosa son polímeros no iónicos. Los grupos hidroxilo en la cadena molecular del éter de celulosa y los átomos de oxígeno en los enlaces éter pueden formar enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua, convirtiendo el agua libre en agua unida, desempeñando así un buen papel en la retención de agua.

La retención de agua del éter de celulosa depende principalmente de su viscosidad, tamaño de partícula, velocidad de disolución y cantidad de adición. En general, cuanto mayor es la cantidad añadida, mayor es la viscosidad y cuanto más fina es la finura, mayor es la retención de agua. Tanto el éter de celulosa C9101 como el éter de celulosa HPMC tienen grupos metoxi e hidroxipropoxi en la cadena molecular, pero el contenido de metoxi en el éter de celulosa HPMC es mayor que el del C9101, y la viscosidad del HPMC es mayor que la del C9101, por lo que la retención de agua del mortero mezclado con HPMC es mayor que el del mortero mezclado con el mortero grande HPMC C9101. Sin embargo, si la viscosidad y el peso molecular relativo del éter de celulosa son demasiado altos, su solubilidad disminuirá en consecuencia, lo que tendrá un impacto negativo en la resistencia y trabajabilidad del mortero. Resistencia estructural para lograr un excelente efecto de unión.

2.3 Resistencia a la flexión y resistencia a la compresión.

Del efecto del éter de celulosa sobre la resistencia a la flexión y a la compresión del mortero, se puede observar que con el aumento del contenido de éter de celulosa, la resistencia a la flexión y a la compresión del mortero a los 7 y 28 días mostró una tendencia a la baja. Esto se debe principalmente a que: (1) Cuando se agrega éter de celulosa al mortero, los polímeros flexibles en los poros del mortero aumentan y estos polímeros flexibles no pueden proporcionar un soporte rígido cuando se comprime la matriz compuesta. Como resultado, se reduce la resistencia a la flexión y a la compresión del mortero; (2) Con el aumento del contenido de éter de celulosa, su efecto de retención de agua es cada vez mejor, de modo que después de que se forma el bloque de prueba de mortero, la porosidad en el bloque de prueba de mortero aumenta y la resistencia a la flexión y a la compresión se reducirá. ; (3) cuando el mortero mezclado en seco se mezcla con agua, las partículas de látex de éter de celulosa se adsorben primero en la superficie de las partículas de cemento para formar una película de látex, lo que reduce la hidratación del cemento, reduciendo así también la resistencia del cemento. el mortero.

2.4 Relación de plegado

La flexibilidad del mortero dota al mortero de una buena deformabilidad, lo que le permite adaptarse a las tensiones generadas por la contracción y deformación del soporte, mejorando así en gran medida la fuerza de adherencia y la durabilidad del mortero.

Del efecto del contenido de éter de celulosa en la relación de plegado del mortero (ff/fo), se puede ver que con el aumento del contenido de éter de celulosa C9101 y HPMC, la relación de plegado del mortero básicamente mostró una tendencia creciente, lo que indica que la flexibilidad del mortero fue mejorado.

Cuando el éter de celulosa se disuelve en el mortero, debido a que el metoxilo y el hidroxipropoxilo en la cadena molecular reaccionarán con el Ca2+ y el Al3+ en la lechada, se forma un gel viscoso que llena el espacio del mortero de cemento, desempeñando así un papel de relleno flexible. y refuerzo flexible, mejorando la compacidad del mortero, y se demuestra que se mejora macroscópicamente la flexibilidad del mortero modificado.

2.5 Fuerza de unión

Del efecto del contenido de éter de celulosa sobre la resistencia de la adherencia del mortero, se puede observar que la resistencia de la adherencia del mortero aumenta con el aumento del contenido de éter de celulosa.

La adición de éter de celulosa puede formar una fina capa de película polimérica impermeable entre el éter de celulosa y las partículas de cemento hidratadas. Esta película tiene un efecto sellador y mejora el fenómeno de “secado superficial” del mortero. Debido a la buena retención de agua del éter de celulosa, se almacena suficiente agua dentro del mortero, asegurando así el endurecimiento por hidratación del cemento y el pleno desarrollo de su resistencia, y mejorando la fuerza adhesiva de la pasta de cemento. Además, la adición de éter de celulosa mejora la cohesión del mortero y hace que el mortero tenga buena plasticidad y flexibilidad, lo que también hace que el mortero sea capaz de adaptarse a la deformación por contracción del sustrato, mejorando así la fuerza de unión del mortero. .

2.6 Contracción

Puede verse por el efecto del contenido de éter de celulosa sobre la contracción del mortero: (1) El valor de contracción del mortero de éter de celulosa es mucho menor que el del mortero en blanco. (2) Con el aumento del contenido de C9101, el valor de contracción del mortero disminuyó gradualmente, pero cuando el contenido alcanzó el 0,30%, el valor de contracción del mortero aumentó. Esto se debe a que cuanto mayor es la cantidad de éter de celulosa, mayor es su viscosidad, lo que provoca un aumento de la demanda de agua. (3) Con el aumento del contenido de HPMC, el valor de contracción del mortero disminuyó gradualmente, pero cuando su contenido alcanzó el 0,20%, el valor de contracción del mortero aumentó y luego disminuyó. Esto se debe a que la viscosidad de HPMC es mayor que la del C9101. Cuanto mayor sea la viscosidad del éter de celulosa. Cuanto mejor sea la retención de agua, mayor será el contenido de aire; cuando el contenido de aire alcance un cierto nivel, el valor de contracción del mortero aumentará. Por lo tanto, en términos de valor de contracción, la dosis óptima de C9101 es 0,05%~0,20%. La dosis óptima de HPMC es del 0,05% al ​​0,10%.

3. Conclusión

1. El éter de celulosa puede mejorar la retención de agua del mortero y reducir la consistencia del mortero. Ajustar la cantidad de éter de celulosa puede satisfacer las necesidades del mortero utilizado en diferentes proyectos.

2. La adición de éter de celulosa reduce la resistencia a la flexión y la resistencia a la compresión del mortero, pero aumenta la relación de plegado y la resistencia de la unión hasta cierto punto, mejorando así la durabilidad del mortero.

3. La adición de éter de celulosa puede mejorar el rendimiento de contracción del mortero y, con el aumento de su contenido, el valor de contracción del mortero se vuelve cada vez menor. Pero cuando la cantidad de éter de celulosa alcanza un cierto nivel, el valor de contracción del mortero aumenta hasta cierto punto debido al aumento de la cantidad de aire incorporador.