Ether d'hydroxypropylméthylcellulose sur les propriétés du mortier de cendres volantes

L'effet de l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose sur les propriétés du mortier de cendres volantes a été étudié et la relation entre la densité humide et la résistance à la compression a été analysée. Les résultats des tests montrent que l'ajout d'éther d'hydroxypropylméthylcellulose au mortier de cendres volantes peut améliorer considérablement les performances de rétention d'eau du mortier, prolonger le temps de liaison du mortier et réduire la densité humide et la résistance à la compression du mortier. Il existe une bonne corrélation entre la densité humide et la résistance à la compression 28d. Dans des conditions de densité humide connue, la résistance à la compression 28d peut être calculée à l'aide de la formule d'ajustement.

Mots clés :cendres volantes; éther de cellulose; rétention d'eau; résistance à la compression ; corrélation

À l’heure actuelle, les cendres volantes sont largement utilisées dans l’ingénierie de la construction. L'ajout d'une certaine quantité de cendres volantes dans le mortier peut non seulement améliorer les propriétés mécaniques et la durabilité du mortier, mais également réduire le coût du mortier. Cependant, le mortier de cendres volantes présente une rétention d'eau insuffisante, donc comment améliorer la rétention d'eau du mortier est devenu un problème urgent à résoudre. L'éther de cellulose est un adjuvant à haute efficacité couramment utilisé au pays et à l'étranger. Il suffit de l’ajouter en petite quantité pour avoir un impact important sur les indicateurs de performance tels que la rétention d’eau et la résistance à la compression du mortier.

1. Matières premières et méthodes de test

1.1 Matières premières

Le ciment est P·Ciment Portland ordinaire de qualité O 42,5 produit par l'usine de ciment Hangzhou Meiya ; les cendres volantes sont de qualitéⅡcendre; le sable est du sable moyen ordinaire avec un module de finesse de 2,3, une densité apparente de 1499 kg·m-3, et une teneur en humidité de 0,14 %, une teneur en boue de 0,72 % ; L'éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est produit par Shandong Heda Co., Ltd., la marque est 75HD100000 ; l'eau de gâchage est de l'eau du robinet.

1.2 Préparation du mortier

Lors du mélange du mortier modifié à l'éther de cellulose, mélangez d'abord soigneusement le HPMC avec du ciment et des cendres volantes, puis mélangez à sec avec du sable pendant 30 secondes, puis ajoutez de l'eau et mélangez pendant au moins 180 secondes.

1.3 Méthode d'essai

La consistance, la densité humide, le délaminage et le temps de prise du mortier fraîchement mélangé doivent être mesurés conformément aux réglementations pertinentes dans JGJ70-90 « Méthodes d'essai de performance de base du mortier de construction ». La rétention d'eau du mortier est déterminée selon la méthode d'essai de rétention d'eau du mortier de l'annexe A du JG/T 230-2007 « Mortier prêt à l'emploi ». Le test de résistance à la compression adopte un moule d'essai à fond cubique de 70,7 mm x 70,7 mm x 70,7 mm. Le bloc de test formé est durci à une température de (20±2)°C pendant 24 heures, et après démoulage, on continue à durcir dans un environnement avec une température de (20±2)°C et une humidité relative supérieure à 90 % jusqu'à l'âge prédéterminé, selon la méthode d'essai de performance JGJ70-90 « Building Mortar Basic » pour déterminer sa résistance à la compression.

2. Résultats des tests et analyse

2.1 Densité humide

Il ressort de la relation entre la densité et la quantité de HPMC que la densité humide diminue progressivement avec l'augmentation de la quantité de HPMC. Lorsque la quantité d'HPMC est de 0,05%, la densité humide du mortier est de 96,8% du mortier de référence. Lorsque la quantité de HPMC continue d’augmenter, la vitesse de diminution de la densité humide est accélérée. Lorsque la teneur en HPMC est de 0,20 %, la densité humide du mortier n'est que de 81,5 % de celle du mortier de référence. Ceci est principalement dû à l’effet entraîneur d’air du HPMC. Les bulles d'air introduites augmentent la porosité du mortier et diminuent la compacité, entraînant une diminution de la densité volumique du mortier.

2.2 Temps de prise

Il ressort de la relation entre le temps de coagulation et la quantité de HPMC que le temps de coagulation augmente progressivement. Lorsque le dosage est de 0,20%, le temps de prise augmente de 29,8% par rapport au mortier de référence pour atteindre environ 300min. On constate que lorsque le dosage est de 0,20%, le temps de prise change beaucoup. La raison en est que L Schmitz et al. Je pense que les molécules d'éther de cellulose sont principalement adsorbées sur les produits d'hydratation tels que le cSH et l'hydroxyde de calcium, et sont rarement adsorbées sur la phase minérale d'origine du clinker. De plus, en raison de l'augmentation de la viscosité de la solution interstitielle, l'éther de cellulose diminue. La mobilité des ions (Ca2+, so42-…) dans la solution interstitielle retarde encore le processus d'hydratation.

2.3 Stratification et rétention d'eau

Le degré de délaminage et de rétention d’eau peuvent caractériser l’effet de rétention d’eau du mortier. D'après la relation entre le degré de délaminage et la quantité de HPMC, on peut voir que le degré de délaminage présente une tendance à la baisse à mesure que la quantité de HPMC augmente. Lorsque la teneur en HPMC est de 0,05 %, le degré de délaminage diminue de manière très significative, ce qui indique que lorsque la teneur en éther de fibre est faible, le degré de délaminage peut être considérablement réduit, l'effet de rétention d'eau peut être amélioré et la maniabilité et la maniabilité du mortier peut être améliorée. À en juger par la relation entre la propriété de l'eau et la quantité de HPMC, à mesure que la quantité de HPMC augmente, la rétention d'eau s'améliore également progressivement. Lorsque le dosage est inférieur à 0,15 %, l'effet de rétention d'eau augmente très doucement, mais lorsque le dosage atteint 0,20 %, l'effet de rétention d'eau a été grandement amélioré, passant de 90,1 % lorsque le dosage est de 0,15 %, à 95 %. La quantité de HPMC continue d'augmenter et les performances de construction du mortier commencent à se détériorer. Par conséquent, compte tenu des performances de rétention d’eau et des performances de construction, la quantité appropriée de HPMC est de 0,10 % à 0,20 %. Analyse de son mécanisme de rétention d'eau : L'éther de cellulose est un polymère organique soluble dans l'eau, divisé en ionique et non ionique. HPMC est un éther de cellulose non ionique avec un groupe hydrophile, un groupe hydroxyle (-OH) et une liaison éther (-0-1) dans sa formule développée. Lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, les atomes d'oxygène sur le groupe hydroxyle et la liaison éther et les molécules d'eau s'associent pour former des liaisons hydrogène, ce qui fait perdre à l'eau sa fluidité, et l'eau libre n'est plus libre, obtenant ainsi l'effet de rétention d'eau et d'épaississement.

2.4 Résistance à la compression

De la relation entre la résistance à la compression et la quantité de HPMC, on peut voir qu'avec l'augmentation de la quantité de HPMC, la résistance à la compression de 7d et 28d a montré une tendance à la baisse, principalement due à l'introduction d'un grand nombre de bulles d'air par HPMC, ce qui augmente considérablement la porosité du mortier. augmenter, ce qui entraîne une diminution de la force. Lorsque la teneur est de 0,05 %, la résistance à la compression 7d diminue de manière très significative, la résistance diminue de 21,0 % et la résistance à la compression 28d diminue de 26,6 %. La courbe montre que l’impact du HPMC sur la résistance à la compression est très évident. Lorsque la dose est très faible, elle sera considérablement réduite. Par conséquent, dans les applications pratiques, son dosage doit être contrôlé et utilisé en association avec un antimousse. En enquêtant sur la raison, Guan Xuemao et al. Je pense que premièrement, lorsque de l'éther de cellulose est ajouté au mortier, le polymère flexible dans les pores du mortier augmente et ces polymères et pores flexibles ne peuvent pas fournir un support rigide lorsque le bloc d'essai est comprimé. La matrice composite est relativement fragilisée, réduisant ainsi la résistance à la compression du mortier ; deuxièmement, en raison de l'effet de rétention d'eau de l'éther de cellulose, une fois le bloc d'essai de mortier formé, la majeure partie de l'eau reste dans le mortier et le rapport eau-ciment réel est inférieur à celui sans ceux-ci sont beaucoup plus grands, donc la résistance à la compression du mortier sera considérablement réduit.

2.5 Corrélation entre résistance à la compression et densité humide

La courbe de relation entre la résistance à la compression et la densité humide montre qu'après ajustement linéaire de tous les points de la figure, les points correspondants sont bien répartis des deux côtés de la ligne d'ajustement et qu'il existe une bonne corrélation entre la densité humide et la densité humide. les propriétés de résistance et la densité humide sont simples et faciles à mesurer, de sorte que la résistance à la compression du mortier 28d peut être calculée via l'équation d'ajustement linéaire établie. L'équation d'ajustement linéaire est représentée dans la formule (1), R²=0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), où y est la résistance à la compression 28d du mortier, MPa ; X est la densité humide, kg m-3.

3. Conclusion

HPMC peut améliorer l'effet de rétention d'eau du mortier de cendres volantes et prolonger la durée de fonctionnement du mortier. Dans le même temps, en raison de l’augmentation de la porosité du mortier, sa densité apparente et sa résistance à la compression diminueront considérablement, c’est pourquoi le dosage approprié doit être sélectionné lors de l’application. La résistance à la compression 28d du mortier a une bonne corrélation avec la densité humide, et la résistance à la compression 28d peut être calculée en mesurant la densité humide, qui a une valeur de référence importante pour le contrôle qualité du mortier pendant la construction.