هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر بر خواص ملات خاکستر بادی

اثر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر بر خواص ملات خاکستر بادی مورد مطالعه قرار گرفت و رابطه بین چگالی مرطوب و مقاومت فشاری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان می دهد که افزودن اتر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز به ملات خاکستر بادی می تواند به طور قابل توجهی عملکرد نگهداری آب ملات را بهبود بخشد، زمان اتصال ملات را طولانی تر کند و چگالی مرطوب و مقاومت فشاری ملات را کاهش دهد. همبستگی خوبی بین چگالی مرطوب و مقاومت فشاری 28d وجود دارد. تحت شرایط چگالی مرطوب شناخته شده، مقاومت فشاری 28d را می توان با استفاده از فرمول برازش محاسبه کرد.

کلمات کلیدی:خاکستر بادی؛ اتر سلولز؛ احتباس آب؛ مقاومت فشاری؛ همبستگی

در حال حاضر، خاکستر بادی به طور گسترده در مهندسی ساختمان استفاده می شود. افزودن مقدار مشخصی خاکستر بادی در ملات نه تنها می تواند خواص مکانیکی و دوام ملات را بهبود بخشد، بلکه هزینه ملات را نیز کاهش می دهد. با این حال، ملات خاکستر بادی احتباس آب ناکافی را نشان می دهد، بنابراین نحوه بهبود حفظ آب ملات به یک مشکل فوری تبدیل شده است که باید حل شود. اتر سلولزی یک ماده افزودنی با کارایی بالا است که معمولا در داخل و خارج از کشور استفاده می شود. فقط باید به مقدار کم اضافه شود تا تاثیر زیادی بر شاخص های عملکردی مانند نگهداری آب و مقاومت فشاری ملات داشته باشد.

1. مواد اولیه و روش های آزمایش

1.1 مواد اولیه

سیمان P است·سیمان پرتلند معمولی درجه 42.5 تولید شده توسط کارخانه سیمان Hangzhou Meiya; خاکستر بادی درجه استⅡخاکستر شن ماسه متوسط ​​معمولی با مدول ظرافت 2.3، چگالی ظاهری 1499 کیلوگرم است.·m-3، و رطوبت 0.14٪، محتوای گل 0.72٪. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر (HPMC) توسط شرکت شاندونگ هدا تولید می شود، نام تجاری آن 75HD100000 است. آب اختلاط آب لوله کشی است.

1.2 آماده سازی ملات

هنگام مخلوط کردن ملات اصلاح شده با اتر سلولز، ابتدا HPMC را با سیمان و خاکستر بادی کاملاً مخلوط کنید، سپس با ماسه به مدت 30 ثانیه خشک کنید، سپس آب را اضافه کنید و حداقل 180 ثانیه مخلوط کنید.

1.3 روش تست

قوام، دانسیته مرطوب، لایه لایه شدن و زمان گیرش ملات تازه مخلوط شده باید طبق مقررات مربوطه در JGJ70-90 «روش‌های آزمایش عملکرد پایه ملات ساختمانی» اندازه‌گیری شود. میزان نگهداری آب ملات بر اساس روش آزمایش نگهداری آب ملات در ضمیمه A JG/T 230-2007 "ملات مخلوط آماده" تعیین شده است. تست مقاومت فشاری از یک قالب آزمایشی 70.7mm x 70.7mm x 70.7mm استفاده می کند. بلوک تست تشکیل شده در دمای (20) پخت می شود±2)°C به مدت 24 ساعت و پس از قالب گیری در محیطی با دمای 20 (20) به عمل آوری ادامه می یابد.±2)°C و رطوبت نسبی بالاتر از 90 درصد تا سن از پیش تعیین شده، مطابق با JGJ70-90 «روش آزمایش عملکرد پایه ملات ساختمانی» تعیین مقاومت فشاری آن.

2. نتایج آزمون و تجزیه و تحلیل

2.1 تراکم مرطوب

از رابطه بین چگالی و مقدار HPMC می توان دریافت که چگالی مرطوب به تدریج با افزایش مقدار HPMC کاهش می یابد. هنگامی که مقدار HPMC 0.05٪ باشد، چگالی مرطوب ملات 96.8٪ ملات معیار است. هنگامی که مقدار HPMC همچنان افزایش می یابد، سرعت کاهش چگالی مرطوب تسریع می شود. هنگامی که محتوای HPMC 0.20٪ باشد، چگالی مرطوب ملات تنها 81.5٪ ملات معیار است. این عمدتاً به دلیل اثر جذب هوا HPMC است. حباب های هوای معرفی شده باعث افزایش تخلخل ملات و کاهش تراکم و در نتیجه کاهش چگالی حجمی ملات می شود.

2.2 تنظیم زمان

از رابطه بین زمان انعقاد و مقدار HPMC می توان دریافت که زمان انعقاد به تدریج در حال افزایش است. هنگامی که دوز 0.20٪ است، زمان گیرش 29.8٪ در مقایسه با ملات مرجع افزایش می یابد و به حدود 300 دقیقه می رسد. مشاهده می شود که زمانی که دوز 0.20٪ باشد، زمان گیرش تغییر زیادی دارد. دلیل آن این است که ال اشمیتز و همکاران. معتقدند که مولکول‌های اتر سلولز عمدتاً بر روی محصولات هیدراتاسیون مانند cSH و هیدروکسید کلسیم جذب می‌شوند و به ندرت در فاز معدنی اصلی کلینکر جذب می‌شوند. علاوه بر این، به دلیل افزایش ویسکوزیته محلول منافذ، اتر سلولز کاهش می یابد. تحرک یون‌ها (Ca2+، so42-…) در محلول منافذ، فرآیند هیدراتاسیون را بیشتر به تأخیر می‌اندازد.

2.3 لایه بندی و حفظ آب

هم درجه لایه لایه شدن و هم احتباس آب می تواند اثر حفظ آب ملات را مشخص کند. از رابطه بین درجه لایه لایه شدن و مقدار HPMC می توان دریافت که درجه لایه لایه شدن با افزایش مقدار HPMC روند کاهشی را نشان می دهد. هنگامی که محتوای HPMC 0.05٪ باشد، درجه لایه لایه شدن به طور قابل توجهی کاهش می یابد، که نشان می دهد زمانی که محتوای فیبر اتر کم باشد، درجه لایه لایه شدن را می توان تا حد زیادی کاهش داد، اثر حفظ آب را می توان بهبود بخشید، و کارایی و کارایی و کارایی ملات را می توان بهبود بخشید. با قضاوت از رابطه بین ویژگی آب و مقدار HPMC، با افزایش مقدار HPMC، احتباس آب نیز به تدریج بهتر می شود. هنگامی که دوز کمتر از 0.15٪ باشد، اثر حفظ آب به آرامی افزایش می یابد، اما زمانی که دوز به 0.20٪ می رسد، اثر احتباس آب بسیار بهبود یافته است، از 90.1٪ زمانی که دوز 0.15٪ است، به 95٪. مقدار HPMC همچنان در حال افزایش است و عملکرد ساخت ملات شروع به زوال می کند. بنابراین، با توجه به عملکرد حفظ آب و عملکرد ساخت و ساز، مقدار مناسب HPMC 0.10٪ تا 0.20٪ است. تجزیه و تحلیل مکانیسم نگهداری آب آن: اتر سلولز یک پلیمر آلی محلول در آب است که به دو دسته یونی و غیر یونی تقسیم می شود. HPMC یک اتر سلولزی غیر یونی با یک گروه آبدوست، یک گروه هیدروکسیل (-OH) و یک پیوند اتری (-0-1) در فرمول ساختاری آن است. هنگامی که در آب حل می‌شود، اتم‌های اکسیژن روی گروه هیدروکسیل و پیوند اتر و مولکول‌های آب به هم متصل می‌شوند و پیوندهای هیدروژنی تشکیل می‌دهند، که باعث می‌شود آب سیالیت خود را از دست بدهد و آب آزاد دیگر آزاد نیست، بنابراین اثر احتباس آب و غلیظ شدن را به دست می‌آورد.

2.4 مقاومت فشاری

از رابطه بین مقاومت فشاری و مقدار HPMC می توان دریافت که با افزایش مقدار HPMC، مقاومت فشاری 7d و 28d روند کاهشی نشان می دهد که عمدتاً به دلیل معرفی تعداد زیادی بوده است. حباب های هوا توسط HPMC، که تخلخل ملات را بسیار افزایش داد. افزایش می یابد و در نتیجه قدرت کاهش می یابد. هنگامی که محتوای 0.05٪ باشد، مقاومت فشاری 7d به طور قابل توجهی کاهش می یابد، استحکام 21.0٪ کاهش می یابد و مقاومت فشاری 28d 26.6٪ کاهش می یابد. از روی منحنی می توان دریافت که تاثیر HPMC بر مقاومت فشاری بسیار آشکار است. هنگامی که دوز بسیار کم است، به شدت کاهش می یابد. بنابراین در کاربردهای عملی باید دوز آن را کنترل کرد و در ترکیب با کف زدا استفاده کرد. در بررسی دلیل، Guan Xuemao و همکاران. اعتقاد بر این است که اولاً، هنگامی که اتر سلولز به ملات اضافه می شود، پلیمر انعطاف پذیر در منافذ ملات افزایش می یابد و این پلیمرها و منافذ انعطاف پذیر نمی توانند هنگام فشرده شدن بلوک آزمایش، پشتیبانی سفت و سختی ایجاد کنند. ماتریس کامپوزیت نسبتاً ضعیف شده است و در نتیجه مقاومت فشاری ملات را کاهش می دهد. ثانیاً، به دلیل اثر حفظ آب اتر سلولز، پس از تشکیل بلوک آزمایش ملات، بیشتر آب در ملات باقی می‌ماند و نسبت آب به سیمان واقعی کمتر از آن است که اینها بسیار بزرگتر هستند، بنابراین مقاومت فشاری ملات به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

2.5 همبستگی بین مقاومت فشاری و چگالی تر

از منحنی رابطه بین مقاومت فشاری و چگالی تر می توان دریافت که پس از برازش خطی تمام نقاط در شکل، نقاط مربوطه به خوبی در دو طرف خط برازش توزیع شده اند و همبستگی خوبی بین چگالی تر و فشاری وجود دارد. خواص مقاومت، و چگالی مرطوب ساده و آسان برای اندازه گیری است، بنابراین مقاومت فشاری ملات 28d را می توان از طریق معادله اتصال خطی تعیین شده محاسبه کرد. معادله برازش خطی در فرمول (1)، R نشان داده شده است²=0.9704. Y=0.0195X-27.3 (1)، که در آن، y مقاومت فشاری 28d ملات، MPa است. X چگالی مرطوب است، kg m-3.

3. نتیجه گیری

HPMC می تواند اثر حفظ آب ملات خاکستر بادی را بهبود بخشد و زمان عملیات ملات را طولانی تر کند. در عین حال، به دلیل افزایش تخلخل ملات، چگالی ظاهری و مقاومت فشاری آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، بنابراین باید دوز مناسب در کاربرد انتخاب شود. مقاومت فشاری 28d ملات همبستگی خوبی با چگالی مرطوب دارد و مقاومت فشاری 28d را می توان با اندازه گیری تراکم مرطوب محاسبه کرد که دارای ارزش مرجع مهمی برای کنترل کیفیت ملات در حین ساخت است.