Influencia do éter de celulosa na retención de auga

Utilizouse o método de simulación ambiental para estudar o efecto dos éteres de celulosa con diferentes graos de substitución e substitución molar sobre a retención de auga do morteiro en condicións de calor. A análise dos resultados das probas mediante ferramentas estatísticas mostra que o éter hidroxietil metil celulosa con baixo grao de substitución e alto grao de substitución molar mostra a mellor retención de auga no morteiro.

Palabras clave: éter de celulosa: retención de auga; morteiro; método de simulación ambiental; condicións de calor

Debido ás súas vantaxes no control de calidade, comodidade de uso e transporte e protección ambiental, o morteiro mesturado en seco úsase actualmente cada vez máis na construción de edificios. O morteiro mesturado en seco úsase despois de engadir auga e mesturar no lugar de construción. A auga ten dúas funcións principais: unha é garantir o rendemento construtivo do morteiro, e a outra é garantir a hidratación do material cementoso para que o morteiro poida acadar as propiedades físicas e mecánicas requiridas despois do endurecemento. Desde a finalización da adición de auga ao morteiro ata a finalización da construción ata a obtención das suficientes propiedades físicas e mecánicas, a auga libre migrará en dúas direccións ademais de hidratar o cemento: absorción da capa base e evaporación superficial. En condicións quentes ou baixo a luz solar directa, a humidade evapora rapidamente da superficie. En condicións de calor ou baixo a luz solar directa, é fundamental que o morteiro reteña rapidamente a humidade da superficie e reduza a súa perda de auga libre. A clave para avaliar a retención de auga do morteiro é determinar o método de proba adecuado. Li Wei et al. estudou o método de proba de retención de auga do morteiro e descubriu que, en comparación co método de filtración ao baleiro e o método de papel de filtro, o método de simulación ambiental pode caracterizar eficazmente a retención de auga do morteiro a diferentes temperaturas ambiente.

O éter de celulosa é o axente de retención de auga máis utilizado nos produtos de morteiro mesturado en seco. Os éteres de celulosa máis utilizados no morteiro mesturado en seco son o éter de hidroxietil metil celulosa (HEMC) e o éter de hidroxipropil metil celulosa (HPMC). Os grupos substituíntes correspondentes son hidroxietilo, metilo e hidroxipropilo, metilo. O grao de substitución (DS) do éter de celulosa indica o grao de substitución do grupo hidroxilo en cada unidade de anhidroglicosa, e o grao de substitución molar (MS) indica que se o grupo de substitución contén un grupo hidroxilo, a reacción de substitución continúa. realizar a reacción de eterificación a partir do novo grupo hidroxilo libre. grao. A estrutura química e o grao de substitución do éter de celulosa son factores importantes que afectan ao transporte de humidade no morteiro e á microestrutura do morteiro. O aumento do peso molecular do éter de celulosa aumentará a retención de auga do morteiro, e o diferente grao de substitución tamén afectará á retención de auga do morteiro.

Os principais factores do ambiente de construción de morteiro en seco inclúen a temperatura ambiente, a humidade relativa, a velocidade do vento e as precipitacións. No que respecta aos climas cálidos, o Comité 305 da ACI (American Concrete Institute) defíneo como calquera combinación de factores como a alta temperatura atmosférica, a baixa humidade relativa e a velocidade do vento, que prexudican a calidade ou o rendemento do formigón fresco ou endurecido deste tipo de tempo. O verán no meu país adoita ser a tempada alta para a construción de varios proxectos de construción. A construción nun clima cálido con alta temperatura e pouca humidade, especialmente a parte do morteiro detrás da parede pode estar exposta á luz solar, o que afectará á mestura fresca e ao endurecemento do morteiro mesturado en seco. Efectos significativos sobre o rendemento, como a redución da traballabilidade, a deshidratación e a perda de forza. Como garantir a calidade do morteiro mesturado en seco na construción en clima quente atraeu a atención e a investigación dos técnicos da industria do morteiro e do persoal de construción.

Neste traballo utilízase o método de simulación ambiental para avaliar a retención de auga do morteiro mesturado con éter de hidroxietil metil celulosa e éter de hidroxipropil metil celulosa con diferentes graos de substitución e substitución molar a 45ºC.℃, e úsase o software estatístico JMP8.02 analiza os datos da proba para estudar a influencia de diferentes éteres de celulosa na retención de auga do morteiro en condicións quentes.

1. Materias primas e métodos de proba

1.1 Materias primas

Conch P. 042.5 Cemento, area de cuarzo de malla 50-100, éter de hidroxietil metilcelulosa (HEMC) e éter de hidroxipropil metilcelulosa (HPMC) cunha viscosidade de 40000 mPa·s. Para evitar a influencia doutros compoñentes, a proba adopta unha fórmula de morteiro simplificada, que inclúe un 30% de cemento, un 0,2% de éter de celulosa e un 69,8% de area de cuarzo, e a cantidade de auga engadida é do 19% da fórmula total do morteiro. Ambos son relacións de masa.

1.2 Método de simulación ambiental

O dispositivo de proba do método de simulación ambiental utiliza lámpadas de iodo e volframio, ventiladores e cámaras ambientais para simular a temperatura exterior, a humidade e a velocidade do vento, etc., para probar a diferenza de calidade do morteiro recén mesturado en diferentes condicións e para probar a retención de auga do morteiro. Neste experimento, mellorouse o método de proba da literatura e o ordenador está conectado á balanza para a gravación e probas automáticas, reducindo así o erro experimental.

A proba realizouse nun laboratorio estándar [temperatura (23±2)°C, humidade relativa (50±3)%] usando unha capa base non absorbente (prato de plástico cun diámetro interior de 88 mm) a unha temperatura de irradiación de 45°C. O método de proba é o seguinte:

(1) Co ventilador apagado, acende a lámpada de iodo-tungsteno e coloque o prato de plástico nunha posición fixa verticalmente debaixo da lámpada de iodo-tungsteno para quentar durante 1 h;

(2) Pese o prato de plástico, despois coloque o morteiro axitado no prato de plástico, alíselo segundo o grosor necesario e pésao;

(3) Coloque o prato de plástico na súa posición orixinal e o software controla a balanza para pesar automaticamente unha vez cada 5 minutos, e a proba finaliza despois de 1 hora.

2. Resultados e discusión

Resultados do cálculo da taxa de retención de auga R0 do morteiro mesturado con diferentes éteres de celulosa despois da irradiación a 45ºC°C durante 30 min.

Os datos das probas anteriores foron analizados mediante o produto JMP8.02 do grupo de software estatístico SAS Company, co fin de obter resultados de análise fiables. O proceso de análise é o seguinte.

2.1 Análise de regresión e axuste

O axuste do modelo realizouse mediante mínimos cadrados estándar. A comparación entre o valor medido e o valor previsto mostra a avaliación do axuste do modelo e móstrase completamente gráficamente. As dúas curvas discontinuas representan o "intervalo de confianza do 95%" e a liña horizontal discontinua representa o valor medio de todos os datos. A curva discontinua e A intersección de liñas horizontais discontinuas indican que a pseudo-etapa do modelo é típica.

Valores específicos para o resumo de axuste e ANOVA. No resumo axeitado, o R² alcanzou o 97%, e o valor P na análise da varianza foi moito inferior a 0,05. A combinación das dúas condicións mostra ademais que o axuste do modelo é significativo.

2.2 Análise dos factores de influencia

No ámbito deste experimento, baixo a condición de 30 minutos de irradiación, os factores de influencia de axuste son os seguintes: en termos de factores únicos, os valores de p obtidos polo tipo de éter de celulosa e o grao de substitución molar son todos inferiores a 0,05. , o que demostra que o segundo Este último ten un impacto significativo na retención de auga do morteiro. No que se refire á interacción, a partir dos resultados experimentais da análise de axuste resulta do impacto do tipo de éter de celulosa, o grao de substitución (Ds) e o grao de substitución molar (MS) sobre a retención de auga do morteiro, o tipo de éter de celulosa e o grao de substitución, A interacción entre o grao de substitución e o grao molar de substitución ten un efecto significativo sobre a retención de auga do morteiro, porque os valores p de ambos son inferiores a 0,05. A interacción de factores indica que a interacción de dous factores se describe de forma máis intuitiva. A cruz indica que os dous teñen unha forte correlación, e o paralelismo indica que os dous teñen unha débil correlación. No diagrama de interacción de factores, tome a áreaα onde o tipo vertical e o grao de substitución lateral interactúan como exemplo, os dous segmentos de liña se cruzan, indicando que a correlación entre o tipo e o grao de substitución é forte, e na área b onde o tipo vertical e o grao de substitución lateral molar interactúan, os dous segmentos tenden a ser paralelos, o que indica que a correlación entre o tipo e a substitución molar é débil.

2.3 Predición de retención de auga

Segundo o modelo de axuste, segundo a influencia ampla dos diferentes éteres de celulosa na retención de auga do morteiro, o software JMP prevé a retención de auga do morteiro e atópase a combinación de parámetros para a mellor retención de auga do morteiro. A predición de retención de auga mostra a combinación da mellor retención de auga de morteiro e a súa tendencia de desenvolvemento, é dicir, HEMC é mellor que HPMC en comparación de tipos, a substitución media e baixa é mellor que a substitución alta e a substitución media e alta é mellor que a substitución baixa. en substitución molar, pero Non hai diferenza significativa entre os dous nesta combinación. En resumo, os éteres de hidroxietil metil celulosa con baixo grao de substitución e alto grao de substitución molar mostraron a mellor retención de auga de morteiro a 45ºC.℃. Baixo esta combinación, o valor previsto de retención de auga dado polo sistema é 0,611736±0,014244.

3. Conclusión

(1) Como factor único significativo, o tipo de éter de celulosa ten un impacto significativo na retención de auga do morteiro, e o éter de hidroxietil metil celulosa (HEMC) é mellor que o éter de hidroxipropil metil celulosa (HPMC). Mostra que a diferenza no tipo de substitución levará á diferenza na retención de auga. Ao mesmo tempo, o tipo de éter de celulosa tamén interactúa co grao de substitución.

(2) Como factor único importante que inflúe, o grao de substitución molar do éter de celulosa diminúe e a retención de auga do morteiro tende a diminuír. Isto mostra que a medida que a cadea lateral do grupo substituyente éter de celulosa segue sufrindo unha reacción de eterificación co grupo hidroxilo libre, tamén provocará diferenzas na retención de auga do morteiro.

(3) O grao de substitución dos éteres de celulosa interactuou co tipo e grao molar de substitución. Entre o grao de substitución e o tipo, no caso de baixo grao de substitución, a retención de auga de HEMC é mellor que a de HPMC; no caso de alto grao de substitución, a diferenza entre HEMC e HPMC non é grande. Para a interacción entre o grao de substitución e a substitución molar, no caso de baixo grao de substitución, a retención de auga de baixo grao de substitución molar é mellor que a de alto grao de substitución molar; A diferenza non é enorme.

(4) O morteiro mesturado con éter de hidroxietil metil celulosa con baixo grao de substitución e alto grao de substitución molar mostrou a mellor retención de auga en condicións quentes. Non obstante, como explicar o efecto do tipo de éter de celulosa, o grao de substitución e o grao molar de substitución sobre a retención de auga do morteiro, a cuestión mecanicista neste aspecto aínda necesita máis estudos.