Hidroxipropil metil zelulosa eteraren eragina makinaz ihinztatutako zementu-morteroaren propietateetan

Zelulosa-eterra ezinbesteko gehigarria da makinaz lehertutako morteroan. Hidroxipropil metilzelulosaren (HPMC) lau biskositate ezberdinen ondorioak aztertu dira makinaz lehertutako morteroaren ur-erretentzioan, dentsitatean, aire-edukian, propietate mekanikoetan eta poroen tamainaren banaketan. Ikerketek frogatu dute: HPMC-k morteroaren ura atxikitzeko errendimendua nabarmen hobetu dezake, eta ura atxikipen-tasa % 90 baino handiagoa izan daiteke HPMC kopurua % 0,15 denean. Agerikoena; morteroaren aire-edukia handitzen da HPMC edukia handitzean: HPMCk, jakina, zementu-morteroaren propietate mekanikoak murriztuko ditu, baina morteroaren toleste-erlazioa handitu egingo da; morteroaren poro-tamaina nabarmen handituko da HPMC gehitu ondoren, zulo kaltegarrien eta hainbat zulo kaltegarrien proportzioa nabarmen handitu da.

Hitz gakoak: morteroa; hidroxipropil metilzelulosa eter; ur atxikipena; poroen tamainaren banaketa

0. Hitzaurrea

Azken urteotan, industriaren etengabeko aurrerapenarekin eta teknologiaren hobekuntzarekin, atzerriko morteroak ihinztatzeko makinak sartuz eta hobetuz, ihinztadura eta igeltsu mekanikoaren teknologia asko garatu da gurean. Ihinztatzeko mortero mekanikoa mortero arruntaren desberdina da, eta horrek ura atxikitzeko errendimendu handia, jariakortasun egokia eta sagging aurkako errendimendu jakin batzuk behar ditu. Normalean, zelulosa eterra gehitzen zaio morteroari, eta horien artean hidroxipropilmetilzelulosa Eter arrunta (HPMC) da gehien erabiltzen dena. HPMCk morteroan dituen funtzio nagusiak hauek dira: ura atxikitzeko ahalmen bikaina, loditzea eta biskosifikatzea eta doikuntza erreologikoa. Hala ere, HPMCren gabeziak ezin dira alde batera utzi. HPMC-k airea barneratzeko efektua du, eta horrek barne-akats gehiago eragingo ditu eta morteroaren propietate mekanikoak larriki murriztuko ditu. Lan honek HPMCk ur atxikipen-tasa, dentsitatea, aire edukia eta morteroaren propietate mekanikoetan duen eragina aztertzen du alderdi makroskopikotik, eta HPMCk morteroaren poro-egituran duen eragina aztertzen du alderdi mikroskopikotik.

1. Proba

1.1 Lehengaiak

Zementua: komertzialki eskuragarri P·O42.5 zementua, bere 28d malgudura eta konpresioaren erresistentzia 6,9 eta 48,2 MPa dira hurrenez hurren; harea: Chengde ibaiko harea fina, 40-100 sarekoa; zelulosa-eterra: Hebei-ko konpainia batek ekoitzitako alkohol hidroxipropilikoa.·S: Ura: iturriko ura garbia.

1.2 Proba metodoa

JGJ/T 105-2011 "Ihinztadura Mekanikorako eta Igeltsuetarako Eraikuntza Araudia" arabera, morteroaren koherentzia 80 ~ 120 mm-koa da eta ura atxikitzeko tasa% 90 baino handiagoa da. Proba honetan, kare-harea erlazioa 1:5ean ezartzen da, koherentzia (93±2) mm, eta zelulosa-eterra kanpotik nahasten da, eta bere dosia zementu-masaren arabera kalkulatzen da. Morteroaren oinarrizko propietateak, hala nola dentsitate hezea, airearen edukia, ura atxikitzeko tasa eta koherentzia JGJ 70-2009 "Eraikuntzako Mortariaren Oinarrizko Propietateetarako Proba Metodoak" erreferentziarekin probatzen dira, eta airearen edukia probatu eta kalkulatzen da. dentsitatearen metodoa. Laginak prestatzeko, malgutzeko eta konpresio-erresistentzia probak GB/T 17671-1999 "Zementu-mortero-aren harearen erresistentzia probatzeko metodoak (ISO metodoa)" kontuan hartuta egin ziren. Poroen tamaina merkurioaren porosimetria bidez probatu zen. Merkurio-porosimetroaren eredua AUTOPORE 9500 zen, eta neurketa-tartea 5,5 nm eta 360 bitartekoa zen.μm. Guztira 4 proba multzo egin dira. 0, % 0,1, % 0,2, % 0,3 (zenbakiak A, B, C, D dira).

2. Emaitzak eta Analisia

2.1 HPMC-ren eragina zementu-morteroaren ura atxikitzeko tasan

Uraren atxikipena morteroak ura eusteko duen gaitasunari esaten zaio. Makinaz ihinztatutako morteroan, zelulosa-eter gehitzeak hezetasuna modu eraginkorrean mantentzen du, odoljario-tasa murrizten du eta zementuan oinarritutako materialen behar adina hidratatzeko baldintzak bete ditzake.

HPMCk morteroaren ura atxikitzeko tasan duen eraginaren arabera, ikus daiteke HPMC edukia handitzean morteroaren ura atxikitzeko tasa pixkanaka handitzen dela. 100, 150 eta 200 Pa-ko biskositatea duten zelulosa-eteren kurbak·s, funtsean, berdinak dira. Edukia % 0,05 eta % 0,15ekoa denean, ura atxikipen-tasa linealki handitzen da. Edukia % 0,15 denean, ura atxikipen-tasa % 93 baino handiagoa da..% 20ren ondoren, ur-erretentzioaren joera gero eta lausoa bihurtzen da, HPMC kantitatea saturaziotik gertu dagoela adieraziz. 40 Pa-ko biskositatea duen HPMC kantitatearen eragin-kurba·s ur atxikipen-tasa gutxi gorabehera lerro zuzen bat da. Kopurua % 0,15 baino handiagoa denean, morteroaren ura atxikitzeko tasa biskositate kopuru berdina duten beste hiru HPMC motetakoa baino nabarmen txikiagoa da. Orokorrean uste da zelulosa eteraren ura atxikitzeko mekanismoa honako hau dela: zelulosa-eter molekulako hidroxilo taldea eta eter-loturako oxigeno-atomoa ur-molekularekin elkartuko dira hidrogeno-lotura eratzeko, beraz, ura askea ura lotu da. , horrela ura atxikitzeko efektu ona jokatzen; Uste da, halaber, ur molekulen eta zelulosa-eter kate molekularren arteko interdifusioari esker, ur-molekulak zelulosa-eter kate makromolekularren barnean sartzea eta lotura-indar indartsuen menpe egotea, eta horrela zementu-minda uraren atxikipena hobetzen du. Uraren atxikipen bikainak morteroa homogeneoa mantentzen du, ez da erraza bereizten, eta nahasketa errendimendu ona lor dezake, higadura mekanikoa murrizten duen bitartean eta morteroa ihinztatzeko makinaren bizitza areagotzen du.

2.2 HPMC-ren eragina zementu-morteroaren dentsitatean eta aire-edukian

HPMC-ren biskositate eta dosi desberdinek morteroaren dentsitatean duten eraginaren arabera, ikus daiteke HPMC-ren dosia % 0-0,20 denean, morteroaren dentsitatea asko jaisten dela HPMC-ren dosia handitzean, 2050 kg/m-tik aurrera.³ 1650 kg/m ingurura³ , %20 inguru gutxitu; HPMC edukia % 0,20tik gorakoa izan ondoren, dentsitatearen jaitsiera laua izan ohi da. Lau HPMC motak biskositate ezberdinekin alderatuz gero, ikus daiteke zenbat eta likatasun handiagoa izan, orduan eta dentsitate txikiagoa izango dela morteroak; 150 eta 200 Pa s HPMC-ko biskositate mistoak dituzten morteroen dentsitate-kurbak, funtsean, gainjartzen dira, HPMC-ren biskositatea handitzen doan heinean morteroaren dentsitatea ez dela jaisten.

HPMC-ren biskositate eta dosi desberdinek morteroaren aire-edukian duten eraginaren arabera, morteroaren aire-edukiaren aldaketa morteroaren dentsitatearen aurkakoa dela ikus daiteke. Aire bolumena ia lerro zuzen batean igotzen da; HPMC edukia % 0,20 gainditzen duenean, airearen edukia ia ez da aldatzen, morteroaren airea txertatzeko efektua saturaziotik gertu dagoela adieraziz. 150 eta 200 Pa-ko biskositatea duen HPMC-ren aire-erarapena·s 40 eta 100 Pa-ko biskositatea duen HPMCrena baino handiagoa da·s.

Zelulosa eterraren airea barneratzeko efektua bere egitura molekularraren arabera zehazten da batez ere. Zelulosa eterrek talde hidrofiloak (hidroxiloa, eter taldeak) eta hidrofoboak (metil taldeak, glukosa-eraztunak) ditu eta surfaktantea da. , gainazaleko aktibitatea du, beraz, airea txertatzeko efektua du. Alde batetik, sartutako gasak morteroan bola-errodamendu gisa jardun dezake, morteroaren lan-errendimendua hobetu, bolumena handitu eta irteera handitu egin dezake, fabrikatzailearentzat onuragarria dena. Baina, bestalde, airea barneratzeko efektuak morteroaren aire edukia eta gogortu ondoren porositatea areagotzen du, eta ondorioz, poro kaltegarriak areagotzen dira eta propietate mekanikoak asko murrizten ditu. HPMC-k airea txertatzeko efektu jakin bat badu ere, ezin du airea txertatzeko agentea ordezkatu. Horrez gain, HPMC eta airea txertatzen duen agenteak aldi berean erabiltzen direnean, airea txertatzen duen agenteak huts egin dezake.

2.3 HPMC-ren eragina zementu-morteroaren propietate mekanikoetan

28d-ko malgutasun-erresistentziatik eta 28d-ko konpresio-erresistentziatik, ikus daiteke HPMC-ren kopurua % 0,05 baino ez denean, morteroaren malgutasun-erresistentzia nabarmen gutxitzen dela, hau da, HPMC gabeko lagin hutsarena baino % 25 baxuagoa dela, eta konpresio-erresistentzia hutsaren laginaren % 65era bakarrik izan daiteke. %80. HPMC-ren edukia % 0,20 gainditzen duenean, morteroaren malgutasun-erresistentziaren eta konpresio-erresistentziaren murrizketa-maila ez da nabaria. HPMC-ren biskositateak eragin txikia du morteroaren propietate mekanikoetan. HPMC-k aire-burbuila txiki asko sartzen ditu, eta morteroaren aire-eraginak morteroaren barne-porositatea eta poro kaltegarriak areagotzen ditu, eta ondorioz, konpresio-erresistentzia eta malgutasun-indarra nabarmen murrizten dira. Morteroaren indarra murrizteko beste arrazoi bat zelulosa eteraren ura atxikitzeko efektua da, ura gogortutako morteroan mantentzen duena, eta ur-loatzaile proportzio handiak proba-blokearen indarra murriztea dakar. Eraikuntza mekanikoko morterorako, zelulosa eterrek morteroaren ura atxikitzeko tasa nabarmen handitu eta bere langarritasuna hobetu dezakeen arren, zenbatekoa handiegia bada, morteroaren propietate mekanikoetan larriki eragingo du, beraz, bien arteko erlazioa zentzuz pisatu behar da.

28 eguneko toleste-erlaziotik, HPMC edukiaren gehikuntzarekin, morteroaren toleste-ratio orokorrak gero eta joera handiagoa erakusten duela ikus daiteke, funtsean erlazio lineala dela. Hau da, gehitutako zelulosa eterak aire-burbuila ugari sartzen dituelako, morteroaren barruan akats gehiago eragiten dituelako, morteroaren konpresio-erresistentzia nabarmen gutxitzen delarik, eta flexio-erresistentzia ere neurri batean murrizten den arren; baina zelulosa eterrak morteroaren malgutasuna hobetu eta aurre egin dezake. Osotasunean kontuan hartuta, bien efektu konbinatuak toleste-erlazioa handitzea dakar.

2.4 HPMCren eragina morteroaren poroen tamainan

A, B, C eta D lagin-taldeen poro-tamainaren banaketa-kurbak merkurioaren intrusio-porosimetriaren bidez neurtu dira.

Poro-tamainaren banaketa-kurbaren, poro-tamainaren banaketaren datuen eta AD laginen hainbat parametro estatistikoen arabera, HPMC-k eragin handia du zementu-morteroaren poro-egituran:

(1) HPMC gehitu ondoren, zementuzko morteroaren poroen tamaina nabarmen handitzen da. Poro-tamainaren banaketa-kurban, irudiaren eremua eskuinera mugitzen da, eta balio gailurrari dagokion poro-balioa handiagoa da. Era berean, poro-tamainaren banaketaren datu estatistikoetatik eta hainbat parametro estatistikoen proben emaitzetan poro-tamainaren mediana, HPMC gehitu ondoren zementu-morteroaren poro-tamaina mediana lagin hutsarena baino nabarmen handiagoa dela ikus daiteke. % 0,3ko dosiarekin laginean Balioaren irekidura lagin hutsarena baino 2 magnitude-ordena handiagoa da.

(2) Wu Zhongwei et al. hormigoiaren poroak lau motatan banatu zituen, kalterik gabeko poroak direnak (≤20 nm), poro kaltegarri gutxi (20–100 nm), poro kaltegarriak (100–200 nm) eta poro kaltegarri asko (≥200 nm). 200 nm). Poroen tamainaren banaketa datu estatistikoetatik eta parametro estatistiko ezberdinen proben emaitzetatik, ikus daiteke kalterik gabeko poroen edo gutxiago kaltegarrien poroen kopurua nabarmen murrizten dela eta HPMC gehitu ondoren poro kaltegarrien edo poro kaltegarrien kopurua handitzen dela. HPMCrik gabeko laginaren poro kaltegarriak edo hain kaltegarriak % 49,4 inguru dira, eta kaltegabeak edo kalte gutxiago dituzten poroak nabarmen murrizten dira HPMC gehitu ondoren. %0,1eko dosia adibide gisa hartuta, kalterik gabeko edo hain kaltegarriak diren poroak %45 inguru murrizten dira. , 10 baino handiagoa den poro kaltegarrien kopuruaμm 9 aldiz handitu da.

3) Poroen diametroaren mediana, batez besteko poroaren diametroa, poroen bolumen espezifikoa eta azalera espezifikoak ez dute aldaketa-arau oso zorrotza jarraitzen HPMC edukiaren gehikuntzarekin, merkurioaren injekzio proban lagin-hautaketaren sakabanaketa handiarekin lotuta egon daitekeena. Baina, oro har, HPMCrekin nahastutako laginaren mediana poro-diametroa, batez besteko poro-diametroa eta laginaren poro-bolumen espezifikoa handitu ohi dira hutsuneko laginarekin alderatuta, gainazal espezifikoa gutxitzen den bitartean.

3. Ondorioa

(1) Morteroaren ur atxikipen-tasa handitzen da HPMC edukia handitzean. Zelulosa eteraren kurbak 100, 150 eta 200 Pa-ko biskositateekin·S, funtsean, berdinak dira, eta ura atxikipen-tasa % 93 baino handiagoa da edukia % 0,15 denean. 40 Pa-ren edukia denean·s zelulosa eter % 0,15 baino handiagoa da, uraren atxikipen-tasa beste hiru likatasun HPMC motatakoa baino txikiagoa da.

(2) Morteroaren dentsitatea gutxitzen da pixkanaka HPMC edukia handitzean, eta edukia % 0,05 da. Dentsitatearen beherakada nabariena da %0,20an, %20 inguru; edukia % 0,20 gainditzen duenean, dentsitatea ia ez da aldatzen; morteroaren aire-edukia handitzen da HPMC edukia handitzean.

(3) HPMC edukiaren gehikuntzak, jakina, zementu-morteroaren propietate mekanikoak murriztuko ditu, baina morteroari dagokion toleste-ratioa handituko da eta morteroaren malgutasuna hobetuko da.

(4) HPMC gehitu ondoren, morteroaren poroen tamaina nabarmen handitzen da, eta poro kaltegarrien eta hainbat poro kaltegarrien proportzioa nabarmen handitzen da. % 0,1eko HPMC edukia duen lagina % 45 inguru murriztu da poro kaltegarririk edo gutxiago duen lagin hutsarekin alderatuta, eta 10 baino handiagoa den poro kaltegarrien kopurua.μm 9 aldiz handitu da.