Propriétés mécaniques de l'éther de cellulose modifiée pour le mortier de ciment
Le mortier de ciment modifié avec un rapport eau-ciment de 0,45, un rapport chaux-sable de 1: 2,5 et l'éther de cellulose avec différentes viscosités de 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% et 1,0% ont été préparés . En mesurant les propriétés mécaniques du mortier de ciment et en observant la morphologie microscopique, l'effet de HEMC sur la résistance à la compression, la résistance à la flexion et la résistance à la liaison du mortier de ciment modifié a été étudié. Les résultats de la recherche montrent que: avec l'augmentation de la teneur en HEMC, la résistance à la compression du mortier modifié à différents âges diminue en continu et la plage de diminution diminue et a tendance à être douce; Lorsque le même contenu de l'éther de cellulose est ajouté, la résistance à la compression du mortier modifié par l'éther de cellulose avec différentes viscosités est: HEMC20
Mots clés:éther de cellulose; mortier de ciment; résistance à la compression; résistance à la flexion; force de liaison
1 Introduction
À ce stade, la demande annuelle de mortier dans le monde dépasse 200 millions de tonnes et la demande industrielle augmente. À l'heure actuelle, le mortier de ciment traditionnel présente des défauts tels que les saignements, la délamination, le retrait de séchage important, une mauvaise imperméabilité, une faible résistance à la liaison à la traction et une hydratation incomplète due à la perte d'eau, qui sont difficiles à résoudre, non seulement provoquant des défauts de construction, mais également en tête Pour durcir les phénomènes tels que la fissuration du mortier, la pulvérisation, la perte et le creux se produisent.
En tant que l'un des adjuvants les plus couramment utilisés pour le mortier commercial, l'éther de cellulose a les fonctions de rétention d'eau, d'épaississement et de retard, et peut être utilisée pour améliorer les propriétés physiques du mortier de ciment tels que l'ouvrabilité, la rétention d'eau, les performances de liaison et le temps de fixation du temps , comme l'augmentation significative du ciment. La résistance à la liaison de traction du mortier sera réduite, mais la résistance à la compression, la résistance à la flexion et le module élastique du mortier de ciment seront réduits. Zhang Yishun et d'autres ont étudié l'effet de l'éther méthyl-cellulose et de l'éther hydroxypropyl méthyl-cellulose sur les propriétés du mortier. Les résultats ont montré que: les deux éthers de cellulose peuvent améliorer la rétention d'eau du mortier, et la résistance à la flexion et la résistance à la compression diminue à différents degrés, tandis que le rapport de pliage et la résistance de liaison de l'augmentation du mortier à différents degrés, et les performances de rétrécissement du mortier peuvent être amélioré. Ajenni, R.zurbriggen, etc. ont utilisé des techniques de test et d'analyse modernes pour étudier l'interaction de divers matériaux dans le système de mortier adhésif à couche mince modifiée par l'éther de cellulose, et ont observé que l'éther et le Ca (OH) de la cellulose sont apparus près de la surface du mortier . 2, indiquant la migration des éthers de cellulose dans les matériaux à base de ciment.
Dans cet article, en utilisant des méthodes de test de mortier telles que la résistance à la compression, la résistance à la flexion, la liaison et l'apparence microscopique SEM, l'influence du mortier de ciment de l'éther de cellulose sur des propriétés mécaniques telles que la résistance à la compression, la résistance à la flexion et la résistance aux liaisons à différents âges est étudiée, et il est exposé. son mécanisme d'action.
2. Matières premières et méthodes de test
2.1 matières premières
2.1.1 Ciment
Le ciment lauré ordinaire produit par Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., modèle P 042.5 (GB175-2007), a une densité de 3,25 g / cm³ et une surface spécifique de 4200 cm²/ g.
2.1.2 éther d'hydroxypropyl méthylcellulose
Leéther d'hydroxyéthyl méthyl-celluloseProduit par le groupe Hercules des États-Unis a des viscosités de 50000MPA / S, 100000MPA / S et 200000MPA / S en solution à 2% à 25°C, et les abréviations suivantes sont HEMC5, HEMC10 et HEMC20.
2.2 Méthode de test
un. Résistance à la compression du mortier modifié
La résistance à la compression des échantillons du corps vert a été testée avec une machine de résistance à la compression TYE-300 de Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. La vitesse de charge est de 0,5 kN / s. Le test de résistance à la compression est effectué selon GB / T17671-1999 «Méthode de test de résistance au ciment (méthode ISO)».
Par définition, la formule pour calculer la résistance à la compression du corps vert est:
Rc = f / s
Où RC-résistance à la compression, MPA;
F-La charge de défaillance agissant sur l'échantillon, KN;
S-zone de pression, m².
Par définition, la formule pour calculer la résistance à la flexion du corps vert est:
RF = (3P× L) / (2b× h²) = 0,234×P
Dans la formule, RF-résistance à la flexion, MPA;
P-La charge de défaillance agissant sur l'échantillon, KN;
L-la distance entre les centres de cylindres de support, c'est-à-dire 10 cm;
B, H-La largeur et la hauteur de la coupe transversale du corps d'essai, toutes deux de 4 cm.
né Force de liaison tractionuse du mortier de ciment modifié
Utilisez le détecteur de résistance adhésif en brique d'adhésif ZQS6-2000 pour mesurer la résistance adhésive, et la vitesse de traction est de 2 mm / min. Le test de résistance aux liaisons a été effectué selon JC / T985-2005 «mortier auto-nivelant à base de ciment pour le sol».
Par définition, la formule pour calculer la force de liaison du corps vert est:
P = f / s
Dans la formule, P-Force de liaison tractionuse, MPA;
F-Charge de défaillance maximale, n;
S-zone de liaison, mm².
3. Résultats et discussion
3.1 Force de compression
D'après la résistance à la compression de deux types de mortiers modifiés par l'éther de cellulose avec différentes viscosités à différents âges, on peut voir qu'avec l'augmentation de la teneur en HEMC, la résistance à la compression des mortiers modifiés par l'éther de cellulose à différents âges (3D, 7D et 28D) a diminué significativement. Diminue significativement et progressivement stabilisée: lorsque la teneur en HEMC était inférieure à 0,4%, la résistance à la compression a diminué de manière significative par rapport à l'échantillon vide; Lorsque la teneur en HEMC était de 0,4% ~ 1,0%, la tendance de la diminution de la résistance à la compression a ralenti. Lorsque la teneur en éther de cellulose est supérieure à 0,8%, la résistance à la compression de l'âge 7D et 28D est inférieure à celle de l'échantillon vide à l'âge 3D, tandis que la résistance à la compression du mortier modifié 3D est presque nul, et l'échantillon est Appuyé légèrement écrasé instantanément, l'intérieur est poudré et la densité est très faible.
L'impact du même HEMC sur la résistance à la compression de mortier modifié à différents âges est également différent, montrant que la résistance à la compression de 28D diminue avec l'augmentation de la teneur en HEMC plus que celle de 7D et 3D. Cela montre que l'effet de retard de HEMC a toujours existé avec l'augmentation de l'âge, et que l'effet de retard de HEMC n'a pas été affecté par la réduction de l'eau dans le système ou la progression de la réaction d'hydratation, entraînant la croissance de la résistance à la compression du mortier modifié étant beaucoup plus petit que celui sans échantillons de mortier mélangés à HEMC.
D'après la courbe de changement de la résistance à la compression du mortier modifié de l'éther de cellulose à différents âges, on peut voir que lorsque la même quantité d'éther de cellulose est ajoutée, la résistance à la compression du mortier modifié par l'éther de cellulose avec différentes viscosités est: HEMC20
Les trois facteurs suivants entraînent une diminution de la résistance à la compression du mortier modifié: d'une part, car la structure du réseau macromoléculaire HEMC soluble en eau couvre les particules de ciment, le gel CSH, l'oxyde de calcium, l'hydrate d'aluminate de calcium et d'autres particules et non hydratés non hydratés Particules à la surface, en particulier au stade précoce de l'hydratation du ciment, l'adsorption entre l'hydrate d'aluminate de calcium et le HEMC ralentit la réaction d'hydratation de l'aluminate de calcium, entraînant une diminution significative de la résistance à la compression. L'effet de retard du mortier permanent est évident, ce qui montre que lorsque la teneur en HEMC20 atteint 0,8% ~ 1%, la résistance 3D de l'échantillon de mortier modifié est nulle; D'un autre côté, la solution HEMC hydratée a une viscosité plus élevée, et pendant le processus de mélange du mortier, il peut être mélangé avec de l'air pour former un grand nombre de bulles d'air, entraînant un grand nombre de vides dans le mortier durci et la résistance à la compression de l'échantillon diminue en continu avec l'augmentation de la teneur en HEMC et l'augmentation de son degré de polymérisation; Le système de mortier n'augmente que la flexibilité du mortier et ne peut pas jouer le rôle du soutien rigide, donc la résistance à la compression est réduite.
3.2 Force en flexion
À partir de la résistance à la flexion de deux mortiers différents de la viscosité de la cellulose à différents âges à différents âges, on peut voir que, similaire au changement de la résistance à la compression du mortier modifié, la résistance à la flexion de l'éther de cellulose modifié diminue progressivement avec l'augmentation de la teneur en HEMC.
À partir de la courbe de changement de la résistance à la flexion du mortier modifié de l'éther de cellulose à différents âges, on peut voir que lorsque la teneur en éther de cellulose est la même, la résistance à la flexion de l'échantillon de mortier modifié HEMC20 est légèrement inférieure à celle de l'échantillon de mortier modifié HEMC10, Alors que lorsque la teneur en HEMC est de 0,4% ~ 0,8%, les courbes de changement de résistance à la flexion 28D des deux coïncident presque.
D'après la courbe de changement de la résistance à la flexion du mortier modifié de l'éther de cellulose à différents âges, on peut également voir que le changement dans la résistance à la flexion du mortier modifié est: HEMC5
3.3 Force de liaison
Il peut être vu à partir des courbes de variation de la résistance à la liaison des trois mortiers modifiés par éther de cellulose à différents âges que la résistance à la liaison du mortier modifié augmente avec l'augmentation de la teneur en HEMC et a tendance à être stable. Avec l'extension de l'âge, la force de liaison du mortier modifié a également montré une tendance croissante.
Il peut être vu à partir des courbes de changement de résistance aux liaisons de 28 jours des trois mortiers modifiés par l'éther de cellulose que la résistance à la liaison du mortier modifié augmente avec l'augmentation de la teneur en HEMC et a tendance à être stable. Dans le même temps, avec l'augmentation du degré de polymérisation de l'éther de cellulose, le changement de résistance à la liaison du mortier modifié est: HEMC20> HEMC10> HEMC5.
Cela est dû à l'introduction d'un grand nombre de pores dans le mortier modifié avec une teneur élevée par HEMC, entraînant l'augmentation de la porosité du corps durcie, la diminution de la densité de la structure et la croissance lente de la force de liaison ; Dans le test de traction, la fracture s'est produite dans le mortier modifié à l'intérieur, il n'y a pas de fracture à la surface de contact entre le mortier modifié et le substrat, ce qui indique que la résistance à la liaison entre le mortier modifié et le substrat est supérieure à celle du durcis mortier modifié. Cependant, lorsque la quantité de HEMC est faible (0% ~ 0,4%), les molécules HEMC solubles dans l'eau peuvent couvrir et s'enrouler sur les particules de ciment hydraté, et former un film polymère entre les particules de ciment, ce qui augmente la flexibilité et la flexibilité de le mortier modifié. Plasticité, et en raison de l'excellente rétention d'eau de HEMC, le mortier modifié a suffisamment d'eau pour la réaction d'hydratation, ce qui assure le développement de la résistance au ciment, et la résistance à la liaison du mortier de ciment modifié augmente linéairement.
3.4 SEM
À partir des images de comparaison SEM avant et après le mortier modifié par éther de cellulose, on peut voir que les lacunes entre les grains de cristal dans le mortier non modifié sont relativement grandes et qu'une petite quantité de cristaux se forme. Dans le mortier modifié, les cristaux se développent complètement, l'incorporation de l'éther de cellulose améliore les performances de rétention d'eau du mortier, le ciment est entièrement hydraté et les produits d'hydratation sont évidents.
En effet, l'éther de cellulose a été traité avec un processus d'éthérification spécial, qui a une excellente dispersion et rétention d'eau. L'eau est progressivement libérée sur une longue période, seule une petite quantité d'eau s'échappe des pores capillaires en raison du séchage et de l'évaporation, et la plupart de l'eau s'hydrate avec le ciment pour assurer la force du mortier de ciment modifié.
4 Conclusion
un. À mesure que la teneur en HEMC augmente, la résistance à la compression du mortier modifié à différents âges diminue en continu et la plage de réduction diminue et a tendance à être plate; Lorsque la teneur en éther de cellulose est supérieure à 0,8%, les 7D et 28D, la résistance à la compression de l'échantillon vide d'âge 3D est inférieure à celle de l'échantillon vide, tandis que la résistance à la compression d'âge 3D du mortier modifié est presque nulle. L'échantillon se brise lorsqu'il est légèrement pressé et l'intérieur est poudré à faible densité.
né Lorsque la même quantité d'éther de cellulose est ajoutée, la résistance à la compression du mortier modifié par éther de cellulose avec différentes viscosités change comme suit: HEMC20
c. La résistance à la flexion du mortier modifié par l'éther de cellulose diminue progressivement avec l'augmentation de la teneur en HEMC. Le changement de résistance à la flexion du mortier modifié est: HEMC5
d. La résistance à la liaison du mortier modifié augmente avec l'augmentation de la teneur en HEMC et a tendance à être stable. Dans le même temps, avec l'augmentation du degré de polymérisation de l'éther de cellulose, le changement de résistance à la liaison du mortier modifié est: HEMC20> HEMC10> HEMC5.
e. Une fois l'éther de cellulose mélangé au mortier de ciment, le cristal se développe complètement, les pores entre les grains de cristal sont réduits et le ciment est entièrement hydraté, ce qui assure la résistance à la compression, la flexion et la liaison du mortier de ciment.
Heure du poste: 30 janvier-2023