اثر بهبود هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) بر روی مواد مبتنی بر سیمان

در سال های اخیر، با توسعه مداوم فناوری عایق دیوارهای خارجی، پیشرفت مداوم فناوری تولید سلولز و ویژگی های عالی خود HPMC، HPMC به طور گسترده در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار گرفته است.

به منظور بررسی بیشتر مکانیسم اثر بین هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) و مواد مبتنی بر سیمان، این مقاله بر روی اثر بهبود هیدروکسی پروپیل متیل سلولز Jinshuiqiao (HPMC) بر روی خواص چسبندگی مواد مبتنی بر سیمان تمرکز دارد.

زمان لخته شدن

زمان گیرش بتن عمدتاً به زمان گیرش سیمان مربوط می شود و سنگدانه تأثیر کمی دارد، بنابراین زمان گیرش ملات را می توان به جای آن برای مطالعه تأثیر HPMC بر زمان گیرش مخلوط بتن غیر قابل پراکنده زیر آب استفاده کرد. به دلیل اینکه زمان گیرش ملات تحت تاثیر آب است بنابراین برای ارزیابی تاثیر HPMC بر زمان گیرش ملات، باید نسبت آب به سیمان و نسبت ملات ملات را تعیین کرد.

با توجه به آزمایش، افزودن HPMC اثر کند کنندگی قابل توجهی روی مخلوط ملات دارد و زمان گیرش ملات به طور متوالی با افزایش محتوای HPMC طولانی می شود. تحت همان محتوای HPMC، ملات قالب گیری شده در زیر آب سریعتر از ملات تشکیل شده در هوا است. زمان گیرش قالب گیری متوسط ​​طولانی تر است. زمانی که در آب اندازه گیری می شود، در مقایسه با نمونه خالی، زمان گیرش ملات مخلوط شده با HPMC 6-18 ساعت برای گیرش اولیه و 6-22 ساعت برای گیرش نهایی به تاخیر می افتد. بنابراین، HPMC باید در ترکیب با شتاب دهنده ها استفاده شود.

HPMC یک پلیمر با مولکولی بالا با ساختار خطی ماکرومولکولی و یک گروه هیدروکسیل در گروه عاملی است که می تواند با مولکول های آب اختلاط پیوند هیدروژنی ایجاد کند و ویسکوزیته آب اختلاط را افزایش دهد. زنجیره‌های مولکولی طولانی HPMC یکدیگر را جذب می‌کنند و باعث می‌شوند مولکول‌های HPMC با یکدیگر در هم بپیچند و ساختار شبکه‌ای تشکیل دهند و سیمان را بپیچند و آب را مخلوط کنند. از آنجایی که HPMC یک ساختار شبکه ای شبیه به یک فیلم تشکیل می دهد و سیمان را می پیچد، به طور موثری از تبخیر آب در ملات جلوگیری می کند و سرعت هیدراتاسیون سیمان را کاهش می دهد یا کاهش می دهد.

خونریزی

پدیده خونریزی ملات شبیه بتن است که باعث نشست جدی سنگدانه ها می شود و در نتیجه نسبت آب به سیمان لایه رویی دوغاب افزایش می یابد و باعث انقباض پلاستیکی زیاد لایه رویی دوغاب در اوایل می شود. مرحله، و حتی ترک خوردگی، و استحکام لایه سطحی دوغاب نسبتا ضعیف است.

هنگامی که دوز بالای 0.5٪ باشد، اساساً هیچ پدیده خونریزی وجود ندارد. این به این دلیل است که هنگامی که HPMC در ملات مخلوط می شود، HPMC دارای ساختار لایه ای و شبکه ای است و جذب گروه های هیدروکسیل روی زنجیره طولانی ماکرومولکول ها باعث می شود سیمان و اختلاط آب در ملات یک لخته تشکیل دهند که ساختار پایدار را تضمین می کند. از ملات پس از افزودن HPMC به ملات، تعداد زیادی حباب هوای کوچک مستقل تشکیل می شود. این حباب های هوا به طور یکنواخت در ملات پخش می شوند و مانع از رسوب سنگدانه می شوند. عملکرد فنی HPMC تأثیر زیادی بر روی مواد مبتنی بر سیمان دارد و اغلب برای تهیه مواد کامپوزیتی جدید مبتنی بر سیمان مانند ملات پودر خشک و ملات پلیمری استفاده می‌شود، به طوری که آب نگه‌داری و نگهداری پلاستیک خوبی داشته باشد.

تقاضای آب ملات

هنگامی که مقدار HPMC کم باشد، تأثیر زیادی بر نیاز آب ملات دارد. در صورت ثابت نگه داشتن درجه انبساط ملات تازه، محتوای HPMC و نیاز آبی ملات در یک رابطه خطی در یک بازه زمانی مشخص تغییر می کند و نیاز آبی ملات ابتدا کاهش می یابد و سپس افزایش می یابد. بدیهی است هنگامی که مقدار HPMC کمتر از 0.025% باشد با افزایش مقدار، نیاز آبی ملات در همان درجه انبساط کاهش می یابد که نشان می دهد زمانی که مقدار HPMC کم باشد، اثر کاهنده آب بر روی ملات، و HPMC یک اثر حباب هوا دارد. تعداد زیادی حباب هوای مستقل در ملات وجود دارد و این حباب های هوا به عنوان روان کننده برای بهبود سیالیت ملات عمل می کنند. هنگامی که دوز بیشتر از 0.025٪ باشد، نیاز آبی ملات با افزایش دوز افزایش می یابد. این به این دلیل است که ساختار شبکه HPMC کاملتر می شود و شکاف بین لخته ها در زنجیره مولکولی طولانی کوتاه می شود که اثر جذب و انسجام دارد و سیالیت ملات را کاهش می دهد. بنابراین، در شرایطی که درجه انبساط اساساً یکسان باشد، دوغاب افزایش تقاضای آب را نشان می دهد.

01. تست مقاومت پراکندگی:

ضد پراکندگی یک شاخص فنی مهم برای اندازه گیری کیفیت عامل ضد پراکندگی است. HPMC یک ترکیب پلیمری محلول در آب است که به عنوان رزین محلول در آب یا پلیمر محلول در آب نیز شناخته می شود. با افزایش ویسکوزیته آب مخلوط، قوام مخلوط را افزایش می دهد. این یک ماده پلیمری آبدوست است که می تواند در آب حل شود و محلول تشکیل دهد. یا پراکندگی

آزمایش‌ها نشان می‌دهند که وقتی مقدار فوق روان‌کننده با راندمان بالا مبتنی بر نفتالین افزایش می‌یابد، افزودن فوق روان‌کننده باعث کاهش مقاومت پراکندگی ملات سیمان تازه مخلوط می‌شود. این به این دلیل است که کاهنده آب با راندمان بالا مبتنی بر نفتالین یک سورفکتانت است. هنگامی که کاهنده آب به ملات اضافه می شود، کاهنده آب روی سطح ذرات سیمان جهت گیری می کند تا سطح ذرات سیمان دارای بار یکسان باشد. این دافعه الکتریکی باعث تشکیل ذرات سیمان می شود. ساختار لخته سازی سیمان برچیده شده و آب پیچیده شده در سازه آزاد می شود که باعث از بین رفتن بخشی از سیمان می شود. در عین حال، مشخص شد که با افزایش محتوای HPMC، مقاومت پراکندگی ملات سیمان تازه بهتر و بهتر می شود.

02. مشخصات مقاومت بتن:

در یک پروژه پیلوت، از مخلوط بتن غیر قابل پراکنده در زیر آب HPMC استفاده شد و درجه مقاومت طراحی C25 بود. طبق آزمایش پایه، مقدار سیمان 400 کیلوگرم، دوده سیلیس مرکب 25 کیلوگرم بر متر مکعب، مقدار بهینه HPMC 0.6 درصد از مقدار سیمان، نسبت آب به سیمان 0.42، میزان ماسه 40 درصد است. و خروجی کاهنده آب با راندمان بالا مبتنی بر نفتالین مقدار سیمان 8 درصد است، میانگین مقاومت 28 روزه نمونه بتن در هوا 42.6 مگاپاسکال، مقاومت متوسط ​​28 روز بتن زیر آب با ارتفاع افت 60 میلی متر است. در آب 36.4 مگاپاسکال است و نسبت مقاومت بتن آب تشکیل شده به بتن با هوا 84.8 درصد است، این اثر قابل توجه تر است.

03. آزمایش ها نشان می دهد:

(1) افزودن HPMC یک اثر کند کنندگی آشکار بر روی مخلوط ملات دارد. با افزایش محتوای HPMC، زمان گیرش ملات به طور متوالی افزایش می یابد. تحت همان محتوای HPMC، ملات تشکیل شده در زیر آب سریعتر از ملات تشکیل شده در هوا است. زمان گیرش قالب گیری متوسط ​​طولانی تر است. این ویژگی برای پمپاژ بتن زیر آب مفید است.

(2) ملات سیمانی تازه مخلوط شده با هیدروکسی پروپیل متیل سلولز دارای خواص چسبندگی خوب و تقریباً بدون خونریزی است.

(3) مقدار HPMC و تقاضای آب ملات ابتدا کاهش یافت و سپس به وضوح افزایش یافت.

(4) ادغام عامل کاهنده آب مشکل افزایش تقاضای آب برای ملات را بهبود می بخشد، اما دوز آن باید به طور منطقی کنترل شود، در غیر این صورت مقاومت در برابر پراکندگی زیر آب ملات سیمان تازه مخلوط شده گاهی کاهش می یابد.

(5) تفاوت کمی در ساختار بین نمونه خمیر سیمان مخلوط شده با HPMC و نمونه خالی وجود دارد و تفاوت کمی در ساختار و چگالی نمونه خمیر سیمان ریخته شده در آب و هوا وجود دارد. نمونه تشکیل شده در زیر آب به مدت 28 روز کمی ترد است. دلیل اصلی این است که افزودن HPMC اتلاف و پراکندگی سیمان را هنگام ریختن در آب بسیار کاهش می دهد، اما در عین حال از فشردگی سیمان می کاهد. در پروژه، به شرط اطمینان از اثر عدم پراکندگی در زیر آب، دوز HPMC باید تا حد امکان کاهش یابد.

(6) افزودن مخلوط بتن غیرقابل پراکندگی HPMC در زیر آب، کنترل دوز برای مقاومت مفید است. پروژه آزمایشی نشان می دهد که نسبت مقاومت بتن تشکیل شده از آب و بتن با هوا 84.8٪ است و تأثیر نسبتاً قابل توجهی دارد.