Abstrait:L'éther de cellulose est le principal additif du mortier prêt à l'emploi. Les types et les caractéristiques structurelles de l'éther de cellulose sont présentés et l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) est sélectionné comme additif pour étudier systématiquement l'influence sur diverses propriétés du mortier. . Des études ont montré que : Le HPMC peut améliorer considérablement la rétention d'eau du mortier et a pour effet de réduire l'eau. Dans le même temps, cela peut également réduire la densité du mélange de mortier, prolonger le temps de prise du mortier et réduire la résistance à la flexion et à la compression du mortier.
Mots clés :mortier prêt à l'emploi; éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC); performance
0.Préface
Le mortier est l’un des matériaux les plus utilisés dans le secteur de la construction. Avec le développement de la science des matériaux et l'amélioration des exigences des gens en matière de qualité de construction, le mortier s'est progressivement développé vers la commercialisation, tout comme la promotion et le développement du béton prêt à l'emploi. Comparé au mortier préparé par la technologie traditionnelle, le mortier produit commercialement présente de nombreux avantages évidents : (a) produit de haute qualité ; (b) une efficacité de production élevée ; (c) moins de pollution environnementale et pratique pour une construction civilisée. À l'heure actuelle, Guangzhou, Shanghai, Pékin et d'autres villes de Chine ont promu le mortier prêt à l'emploi, et des normes industrielles et nationales pertinentes ont été publiées ou le seront bientôt.
Du point de vue de la composition, une grande différence entre le mortier prêt à l'emploi et le mortier traditionnel réside dans l'ajout d'adjuvants chimiques, parmi lesquels l'éther de cellulose est l'adjuvant chimique le plus couramment utilisé. L'éther de cellulose est généralement utilisé comme agent de rétention d'eau. Le but est d’améliorer l’opérabilité du mortier prêt à l’emploi. La quantité d'éther de cellulose est faible, mais elle a un impact significatif sur les performances du mortier. C’est un additif majeur qui affecte les performances constructives du mortier. Par conséquent, une meilleure compréhension de l’impact des types et des caractéristiques structurelles de l’éther de cellulose sur les performances du mortier de ciment aidera à sélectionner et à utiliser correctement l’éther de cellulose et à garantir les performances stables du mortier.
1. Types et caractéristiques structurelles des éthers de cellulose
L'éther de cellulose est un matériau polymère soluble dans l'eau, qui est traité à partir de cellulose naturelle par dissolution alcaline, réaction de greffage (éthérification), lavage, séchage, broyage et autres processus. Les éthers de cellulose sont divisés en ioniques et non ioniques, et la cellulose ionique contient un sel de carboxyméthylcellulose. La cellulose non ionique comprend l'éther d'hydroxyéthylcellulose, l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose, l'éther de méthylcellulose et similaires. L'éther ionique de cellulose (sel de carboxyméthylcellulose) étant instable en présence d'ions calcium, il est rarement utilisé dans les produits en poudre sèche contenant du ciment, de la chaux éteinte et d'autres matériaux de cimentation. Les éthers de cellulose utilisés dans le mortier en poudre sèche sont principalement l'éther d'hydroxyéthylméthylcellulose (HEMC) et l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC), qui représentent plus de 90 % de la part de marché.
HPMC est formé par réaction d'éthérification d'un traitement d'activation alcaline de cellulose avec un agent d'éthérification, du chlorure de méthyle et de l'oxyde de propylène. Dans la réaction d'éthérification, le groupe hydroxyle sur la molécule de cellulose est substitué par méthoxy) et hydroxypropyle pour former HPMC. Le nombre de groupes substitués par le groupe hydroxyle sur la molécule de cellulose peut être exprimé par le degré d'éthérification (également appelé degré de substitution). L'éther de HPMC Le degré de conversion chimique est compris entre 12 et 15. Par conséquent, il existe des groupes importants tels que l'hydroxyle (-OH), la liaison éther (-o-) et le cycle anhydroglucose dans la structure HPMC, et ces groupes ont un certain impact sur les performances du mortier.
2. Effet de l'éther de cellulose sur les propriétés du mortier de ciment
2.1 Matières premières pour le test
Éther de cellulose : produit par Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd., viscosité : 75 000 ;
Ciment : Ciment composite de qualité 32,5 de marque Conch ; sable : sable moyen ; cendres volantes : grade II.
2.2 Résultats des tests
2.2.1 Effet réducteur d'eau de l'éther de cellulose
De la relation entre la consistance du mortier et la teneur en éther de cellulose dans le même rapport de mélange, on peut voir que la consistance du mortier augmente progressivement avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose. Lorsque le dosage est de 0,3‰, la consistance du mortier est environ 50 % supérieure à celle sans mélange, ce qui montre que l'éther de cellulose peut améliorer considérablement l'ouvrabilité du mortier. À mesure que la quantité d’éther de cellulose augmente, la consommation d’eau peut diminuer progressivement. On peut considérer que l'éther de cellulose a un certain effet réducteur d'eau.
2.2.2 Rétention d'eau
La rétention d'eau du mortier fait référence à la capacité du mortier à retenir l'eau, et c'est également un indice de performance permettant de mesurer la stabilité des composants internes du mortier de ciment frais pendant le transport et le stationnement. La rétention d'eau peut être mesurée par deux indicateurs : le degré de stratification et le taux de rétention d'eau, mais en raison de l'ajout d'un agent de rétention d'eau, la rétention d'eau du mortier prêt à l'emploi a été considérablement améliorée et le degré de stratification n'est pas assez sensible. pour refléter la différence. Le test de rétention d'eau consiste à calculer le taux de rétention d'eau en mesurant le changement de masse du papier filtre avant et après le contact du papier filtre avec la zone spécifiée de mortier au cours d'une certaine période de temps. En raison de la bonne absorption d'eau du papier filtre, même si la rétention d'eau du mortier est élevée, le papier filtre peut toujours absorber l'humidité du mortier. Le taux de rétention d'eau peut refléter avec précision la rétention d'eau du mortier, plus le taux de rétention d'eau est élevé, meilleure est la rétention d'eau.
Il existe de nombreux moyens techniques pour améliorer la rétention d’eau du mortier, mais l’ajout d’éther de cellulose est le moyen le plus efficace. La structure de l'éther de cellulose contient des liaisons hydroxyle et éther. Les atomes d'oxygène de ces groupes s'associent aux molécules d'eau pour former des liaisons hydrogène. Transformez les molécules d'eau libres en eau liée, afin de jouer un bon rôle dans la rétention d'eau. De la relation entre le taux de rétention d'eau du mortier et la teneur en éther de cellulose, on peut voir que dans la plage de la teneur en test, le taux de rétention d'eau du mortier et la teneur en éther de cellulose présentent une bonne relation correspondante. Plus la teneur en éther de cellulose est élevée, plus le taux de rétention d'eau est élevé. .
2.2.3 Densité du mélange de mortier
Il ressort de la loi de changement de la densité du mélange de mortier avec la teneur en éther de cellulose que la densité du mélange de mortier diminue progressivement avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose, et la densité humide du mortier lorsque la teneur est de 0,3‰o Diminué d’environ 17 % (par rapport à l’absence de mélange). Il y a deux raisons à la diminution de la densité du mortier : l’une est l’effet entraîneur d’air de l’éther de cellulose. L'éther de cellulose contient des groupes alkyles, qui peuvent réduire l'énergie de surface de la solution aqueuse et avoir un effet entraîneur d'air sur le mortier de ciment, augmentant ainsi la teneur en air du mortier, et la ténacité du film à bulles est également supérieure à celle-là. de bulles d'eau pure, et il n'est pas facile de se décharger ; d'autre part, l'éther de cellulose se dilate après avoir absorbé de l'eau et occupe un certain volume, ce qui équivaut à augmenter les pores internes du mortier, ce qui fait que le mortier mélange des gouttes de densité.
L'effet entraîneur d'air de l'éther de cellulose améliore d'une part l'ouvrabilité du mortier, et d'autre part, en raison de l'augmentation de la teneur en air, la structure du corps durci est relâchée, ce qui entraîne l'effet négatif de diminution les propriétés mécaniques telles que la résistance.
2.2.4 Temps de coagulation
D'après la relation entre le temps de prise du mortier et la quantité d'éther, il ressort clairement que l'éther de cellulose a un effet retardateur sur le mortier. Plus le dosage est élevé, plus l’effet retardateur est évident.
L'effet retardateur de l'éther de cellulose est étroitement lié à ses caractéristiques structurelles. L'éther de cellulose conserve la structure de base de la cellulose, c'est-à-dire que la structure du cycle anhydroglucose existe toujours dans la structure moléculaire de l'éther de cellulose, et le cycle anhydroglucose est la cause du groupe principal de retardateurs de ciment, qui peut former des molécules sucre-calcium composés (ou complexes) avec des ions calcium dans la solution aqueuse d'hydratation du ciment, ce qui réduit la concentration en ions calcium pendant la période d'induction de l'hydratation du ciment et empêche la formation de cristaux de Ca(OH) et de sel de calcium, la précipitation et retarde le processus d'hydratation du ciment.
2.2.5 Force
De l'influence de l'éther de cellulose sur la résistance à la flexion et à la compression du mortier, on peut constater qu'avec l'augmentation de la teneur en éther de cellulose, les résistances à la flexion et à la compression du mortier sur 7 et 28 jours montrent toutes une tendance à la baisse.
La raison de la diminution de la résistance du mortier peut être attribuée à l’augmentation de la teneur en air, ce qui augmente la porosité du mortier durci et rend la structure interne du corps durci plus lâche. Grâce à l'analyse de régression de la densité humide et de la résistance à la compression du mortier, on peut voir qu'il existe une bonne corrélation entre les deux, la densité humide est faible, la résistance est faible et vice versa, la résistance est élevée. Huang Liangen a utilisé l'équation de relation entre la porosité et la résistance mécanique dérivée de Ryskewith pour en déduire la relation entre la résistance à la compression du mortier mélangé à de l'éther de cellulose et la teneur en éther de cellulose.
3. Conclusion
(1) L'éther de cellulose est un dérivé de la cellulose, contenant de l'hydroxyle,
Liaisons éther, anneaux anhydroglucose et autres groupes, ces groupes affectent les propriétés physiques et mécaniques du mortier.
(2) HPMC peut améliorer considérablement la rétention d'eau du mortier, prolonger le temps de prise du mortier, réduire la densité du mélange de mortier et la résistance du corps durci.
(3) Lors de la préparation de mortier prêt à l'emploi, l'éther de cellulose doit être utilisé de manière raisonnable. Résoudre la relation contradictoire entre l’ouvrabilité du mortier et les propriétés mécaniques.
Heure de publication : 20 février 2023