Propriétés de la pâte de ciment modifiée par l'éther de cellulose

En mesurant les propriétés mécaniques, le taux de rétention d'eau, le temps de prise et la chaleur d'hydratation de l'éther de cellulose avec différentes viscosités dans différents dosages de pâte de ciment, et en utilisant le SEM pour analyser les produits d'hydratation, l'effet de l'éther de cellulose sur les performances de la pâte de ciment a été étudié. loi de l'influence. Les résultats montrent que l'ajout d'éther de cellulose peut retarder l'hydratation du ciment, retarder le durcissement et la prise du ciment, réduire le dégagement de chaleur d'hydratation, prolonger le temps d'apparition du pic de température d'hydratation et l'effet retardateur augmente avec l'augmentation du dosage et de la viscosité. L'éther de cellulose peut augmenter le taux de rétention d'eau du mortier et améliorer la rétention d'eau du mortier à structure en couche mince, mais lorsque la teneur dépasse 0,6 %, l'augmentation de l'effet de rétention d'eau n'est pas significative ; le contenu et la viscosité sont les facteurs qui déterminent le coulis de ciment modifié à la cellulose. Lors de l’application de mortier modifié à l’éther de cellulose, le dosage et la viscosité doivent être principalement pris en compte.

Mots clés :éther de cellulose; dosage; retardement; rétention d'eau

Le mortier de construction est l’un des matériaux de construction nécessaires aux projets de construction. Ces dernières années, avec l'application à grande échelle de matériaux d'isolation des murs et l'amélioration des exigences anti-fissures et anti-infiltration pour les murs extérieurs, des exigences plus élevées ont été proposées pour la résistance aux fissures, les performances de liaison et les performances de construction du mortier. En raison des inconvénients d'un retrait de séchage important, d'une mauvaise imperméabilité et d'une faible résistance à la traction, le mortier traditionnel ne peut souvent pas répondre aux exigences de construction ou causer des problèmes tels que la chute des matériaux décoratifs. Tel que le mortier de plâtre, car le mortier perd de l'eau trop rapidement, le temps de prise et de durcissement est raccourci et des problèmes tels que des fissures et des creux surviennent lors de constructions à grande échelle, ce qui affecte sérieusement la qualité du projet. Le mortier traditionnel perd de l'eau trop rapidement et l'hydratation du ciment est insuffisante, ce qui entraîne un temps d'ouverture court du mortier de ciment, ce qui est la clé pour affecter les performances du mortier.

L'éther de cellulose a un bon effet épaississant et de rétention d'eau, et a été largement utilisé dans le domaine du mortier, et est devenu un adjuvant indispensable pour améliorer la rétention d'eau du mortier et fournir des performances de construction, allégeant efficacement la construction et l'utilisation ultérieure du mortier traditionnel. . Le problème de la perte d'eau dans le milieu. La cellulose utilisée dans le mortier comprend généralement l'éther de méthylcellulose (MC), l'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), l'éther d'hydroxyéthylméthylcellulose (HEMC), l'éther d'hydroxyéthylcellulose (HEC), etc. Parmi eux, HPMC et HEMC sont les plus largement utilisés.

Cet article étudie principalement l'effet de l'éther de cellulose sur l'ouvrabilité (taux de rétention d'eau, perte d'eau et temps de prise), les propriétés mécaniques (résistance à la compression et à la traction), la loi d'hydratation et la microstructure de la pâte de ciment. Il fournit un support pour les propriétés de la pâte de ciment modifiée à l’éther de cellulose et fournit une référence pour l’application du mortier modifié à l’éther de cellulose.

1. Expérimentez

1.1 Matières premières

Ciment : Ciment Portland ordinaire (PO 42.5) ciment produit par Wuhan Yadong Cement Company, d'une surface spécifique de 3500 cm²/g.

Éther de cellulose : éther d'hydroxypropylméthylcellulose disponible dans le commerce (MC-5, MC-10, MC-20, viscosités de 50 000 Pa·S, 100 000 Pa·S, 200 000 Pa·S, respectivement).

1.2 Méthode

Propriétés mécaniques : Dans le processus de préparation des échantillons, le dosage d'éther de cellulose est de 0,0 % à 1,0 % de la masse de ciment et le rapport eau-ciment est de 0,4. Avant d'ajouter de l'eau et de remuer, mélanger uniformément l'éther de cellulose et le ciment. Une pâte de ciment avec un échantillon de 40 x 40 x 40 a été utilisée pour les tests.

Temps de prise : La méthode de mesure est effectuée conformément à la norme GB/T 1346-2001 « Consommation d'eau de consistance standard de ciment, temps de prise, méthode de test de stabilité ».

Rétention d'eau : Le test de rétention d'eau de la pâte de ciment se réfère à la norme DIN 18555 « Méthode d'essai des mortiers de matériaux cimentaires inorganiques ».

Chaleur d'hydratation : L'expérience adopte le microcalorimètre TAM Air de TA Instrument Company des États-Unis, et le rapport eau-ciment est de 0,5.

Produit d'hydratation : mélangez uniformément l'eau et l'éther de cellulose, puis préparez le coulis de ciment, commencez le chronométrage, prélevez des échantillons à différents moments, arrêtez l'hydratation avec de l'éthanol absolu pour les tests, et le rapport eau-ciment est de 0,5.

2. Résultats et discussion

2.1 Propriétés mécaniques

De l'influence de la teneur en éther de cellulose sur la résistance, on peut voir qu'avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose MC-10, les résistances de 3d, 7d et 28d diminuent toutes ; l'éther de cellulose réduit la résistance du 28d de manière plus significative. De l'influence de la viscosité de l'éther de cellulose sur la résistance, on peut voir que qu'il s'agisse d'éther de cellulose d'une viscosité de 50 000, 100 000 ou 200 000, la résistance de 3d, 7d et 28d diminuera. On peut également constater que la viscosité de l'éther de cellulose n'a aucun effet significatif sur la résistance.

2.2 Temps de prise

D'après l'effet de la teneur en éther de cellulose de viscosité 100 000 sur le temps de prise, on peut voir qu'avec l'augmentation de la teneur en MC-10, à la fois le temps de prise initial et le temps de prise final augmentent. Lorsque le contenu est de 1%, le temps de prise initial a atteint 510 minutes et le temps de prise final a atteint 850 minutes. Par rapport au blanc, le temps de prise initial a été prolongé de 210 minutes et le temps de prise final a été prolongé de 470 minutes.

De l'influence de la viscosité de l'éther de cellulose sur le temps de prise, on constate que qu'il s'agisse de MC-5, MC-10 ou MC-20, il peut retarder la prise du ciment, mais par rapport aux trois éthers de cellulose, la prise initiale temps et prise finale Le temps s'allonge avec l'augmentation de la viscosité. En effet, l'éther de cellulose peut être adsorbé à la surface des particules de ciment, empêchant ainsi l'eau d'entrer en contact avec les particules de ciment, retardant ainsi l'hydratation du ciment. Plus la viscosité de l'éther de cellulose est élevée, plus la couche d'adsorption à la surface des particules de ciment est épaisse et plus l'effet retardateur est important.

2.3 Taux de rétention d'eau

D'après la loi d'influence de la teneur en éther de cellulose sur le taux de rétention d'eau, on peut voir qu'avec l'augmentation de la teneur, le taux de rétention d'eau du mortier augmente, et lorsque la teneur en éther de cellulose est supérieure à 0,6 %, le taux de rétention d'eau est stable dans la région. Cependant, en comparant les trois éthers de cellulose, il existe des différences dans l'influence de la viscosité sur le taux de rétention d'eau. Sous le même dosage, le rapport entre le taux de rétention d'eau est : MC-5≤MC-10≤MC-20.

2.4 Chaleur d'hydratation

De l'effet du type et de la teneur en éther de cellulose sur la chaleur d'hydratation, on peut voir qu'avec l'augmentation de la teneur en MC-10, la chaleur exothermique d'hydratation diminue progressivement et le moment du pic de température d'hydratation se déplace plus tard ; La chaleur de l’hydratation a également eu une grande influence. Avec l’augmentation de la viscosité, la chaleur d’hydratation diminue considérablement et le pic de température d’hydratation se déplace considérablement plus tard. Il montre que l'éther de cellulose peut retarder l'hydratation du ciment et que son effet retardateur est lié à la teneur et à la viscosité de l'éther de cellulose, ce qui est cohérent avec le résultat de l'analyse du temps de prise.

2.5 Analyse des produits d'hydratation

L'analyse SEM du produit d'hydratation 1d montre que lorsque 0,2 % d'éther de cellulose MC-10 est ajouté, une grande quantité de clinker et d'ettringite non hydratés avec une meilleure cristallisation peut être observée. %, les cristaux d'ettringite sont significativement réduits, ce qui montre que l'éther de cellulose peut retarder à la fois l'hydratation du ciment et la formation de produits d'hydratation. En comparant les trois types d'éthers de cellulose, on peut constater que le MC-5 peut rendre la cristallisation de l'ettringite dans les produits d'hydratation plus régulière et que la cristallisation de l'ettringite est plus régulière. liée à l'épaisseur de la couche.

3. Conclusion

un. L'ajout d'éther de cellulose retardera l'hydratation du ciment, retardera le durcissement et la prise du ciment, réduira le dégagement de chaleur de l'hydratation et prolongera le temps d'apparition du pic de température d'hydratation. Avec l'augmentation du dosage et de la viscosité, l'effet retardateur augmentera.

b. L'éther de cellulose peut augmenter le taux de rétention d'eau du mortier et améliorer la rétention d'eau du mortier à structure en couche mince. Sa rétention d'eau est liée au dosage et à la viscosité. Lorsque le dosage dépasse 0,6%, l'effet de rétention d'eau n'augmente pas de manière significative.