Éter de hidroxipropil metilcelulosa sobre as propiedades do morteiro de cinzas volantes

Estudou o efecto do éter de hidroxipropil metilcelulosa sobre as propiedades do morteiro de cinzas volantes e analizouse a relación entre a densidade húmida e a resistencia á compresión. Os resultados da proba mostran que engadir éter de hidroxipropil metilcelulosa ao morteiro de cinzas volantes pode mellorar significativamente o rendemento de retención de auga do morteiro, prolongar o tempo de unión do morteiro e reducir a densidade húmida e a resistencia á compresión do morteiro. Hai unha boa correlación entre a densidade húmida e a resistencia á compresión 28d. Baixo a condición de densidade húmida coñecida, a resistencia a compresión 28d pódese calcular mediante a fórmula de axuste.

Palabras clave:cinzas volantes; éter de celulosa; retención de auga; resistencia á compresión; correlación

Na actualidade, as cinzas volantes foron moi utilizadas na enxeñaría da construción. Engadir unha certa cantidade de cinzas volantes no morteiro non só pode mellorar as propiedades mecánicas e a durabilidade do morteiro, senón tamén reducir o custo do morteiro. Non obstante, o morteiro de cinzas volantes mostra unha retención de auga insuficiente, polo que como mellorar a retención de auga do morteiro converteuse nun problema urxente a resolver. O éter de celulosa é unha mestura de alta eficiencia que se usa habitualmente na casa e no estranxeiro. Só precisa engadirse nunha pequena cantidade para ter un gran impacto nos indicadores de rendemento, como a retención de auga e a resistencia á compresión do morteiro.

1. Materias primas e métodos de proba

1.1 Materias primas

O cemento é P·O cemento Portland ordinario de grao 42,5 producido por Hangzhou Meiya Cement Factory; a cinza volante é de graoⅡcinza; a area é area media normal cun módulo de finura de 2,3, unha densidade aparente de 1499 kg·m-3, e un contido de humidade de 0,14 %, contido de barro 0,72 %; o éter de hidroxipropil metil celulosa (HPMC) é producido por Shandong Heda Co., Ltd., a marca é 75HD100000; a auga de mestura é auga da billa.

1.2 Preparación do morteiro

Ao mesturar morteiro modificado con éter de celulosa, primeiro mestura ben o HPMC con cemento e cinzas volantes, despois mestura en seco con area durante 30 segundos, despois engade auga e mestura durante non menos de 180 segundos.

1.3 Método de proba

A consistencia, a densidade húmida, a delaminación e o tempo de fraguado do morteiro recén mesturado mediranse de acordo coa normativa pertinente en JGJ70-90 "Métodos básicos de proba de rendemento do morteiro de construción". A retención de auga do morteiro determínase segundo o método de ensaio para a retención de auga do morteiro do Apéndice A da JG/T 230-2007 "Mortero preparado". A proba de resistencia a compresión adopta un molde de proba con fondo cúbico de 70,7 mm x 70,7 mm x 70,7 mm. O bloque de proba formado cura a unha temperatura de (20±2)°C durante 24 horas, e despois do desmoldeo, séguese curando nun ambiente cunha temperatura de (20±2)°C e unha humidade relativa superior ao 90% ata a idade predeterminada, segundo JGJ70-90 "Método de proba de rendemento básico de morteiro de construción" determinación da súa resistencia a compresión.

2. Resultados da proba e análise

2.1 Densidade húmida

Pódese ver pola relación entre a densidade e a cantidade de HPMC que a densidade húmida diminúe gradualmente co aumento da cantidade de HPMC. Cando a cantidade de HPMC é do 0,05%, a densidade húmida do morteiro é do 96,8% do morteiro de referencia. Cando a cantidade de HPMC segue aumentando, a velocidade de diminución da densidade húmida é acelerada. Cando o contido de HPMC é do 0,20%, a densidade húmida do morteiro é só do 81,5% do morteiro de referencia. Isto débese principalmente ao efecto de incorporación de aire da HPMC. As burbullas de aire introducidas aumentan a porosidade do morteiro e diminúen a compacidade, o que resulta nunha diminución da densidade de volume do morteiro.

2.2 Axuste do tempo

Pódese ver pola relación entre o tempo de coagulación e a cantidade de HPMC que o tempo de coagulación vai aumentando gradualmente. Cando a dosificación é do 0,20%, o tempo de fraguado aumenta nun 29,8% en comparación co morteiro de referencia, chegando a uns 300min. Pódese ver que cando a dosificación é do 0,20%, o tempo de fraguado ten un gran cambio. A razón é que L Schmitz et al. cren que as moléculas de éter de celulosa se adsorben principalmente en produtos de hidratación como cSH e hidróxido de calcio, e raramente se adsorben na fase mineral orixinal do clinker. Ademais, debido ao aumento da viscosidade da solución de poros, o éter de celulosa diminúe. A mobilidade dos ións (Ca2+, so42-...) na solución de poros atrasa aínda máis o proceso de hidratación.

2.3 Estratificación e retención de auga

Tanto o grao de delaminación como a retención de auga poden caracterizar o efecto de retención de auga do morteiro. A partir da relación entre o grao de delaminación e a cantidade de HPMC, pódese ver que o grao de delaminación mostra unha tendencia decrecente a medida que aumenta a cantidade de HPMC. Cando o contido de HPMC é do 0,05%, o grao de delaminación diminúe moi significativamente, o que indica que cando o contido de éter de fibra é pequeno, o grao de delaminación pódese reducir moito, o efecto da retención de auga pode mellorarse e a traballabilidade e pódese mellorar a traballabilidade do morteiro. A xulgar pola relación entre a propiedade da auga e a cantidade de HPMC, a medida que aumenta a cantidade de HPMC, a retención de auga tamén se mellora gradualmente. Cando a dosificación é inferior ao 0,15%, o efecto de retención de auga aumenta moi suavemente, pero cando a dosificación chega ao 0,20%, o efecto de retención de auga mellorou moito, desde o 90,1% cando a dosificación é do 0,15% ata o 95%. A cantidade de HPMC segue aumentando e o rendemento da construción do morteiro comeza a deteriorarse. Polo tanto, tendo en conta o rendemento de retención de auga e o rendemento da construción, a cantidade adecuada de HPMC é de 0,10% ~ 0,20%. Análise do seu mecanismo de retención de auga: o éter de celulosa é un polímero orgánico soluble en auga, que se divide en iónico e non iónico. HPMC é un éter de celulosa non iónico cun grupo hidrófilo, un grupo hidroxilo (-OH) e un enlace éter (-0-1) na súa fórmula estrutural. Cando se disolven en auga, os átomos de osíxeno do grupo hidroxilo e o enlace éter e as moléculas de auga asócianse formando enlaces de hidróxeno, o que fai que a auga perda a súa fluidez, e a auga libre xa non estea libre, conseguindo así o efecto de retención de auga e espesamento.

2.4 Resistencia á compresión

A partir da relación entre a resistencia a compresión e a cantidade de HPMC, pódese ver que co aumento da cantidade de HPMC, a resistencia a compresión de 7d e 28d mostrou unha tendencia decrecente, que se debe principalmente á introdución dun gran número de burbullas de aire por HPMC, o que aumentou moito a porosidade do morteiro. aumenta, o que resulta nunha diminución da forza. Cando o contido é do 0,05%, a resistencia á compresión 7d cae moi significativamente, a resistencia cae nun 21,0% e a resistencia á compresión 28d cae nun 26,6%. Pódese ver pola curva que o impacto da HPMC na resistencia á compresión é moi obvio. Cando a dosificación é moi pequena, reducirase moito. Polo tanto, en aplicacións prácticas, a súa dosificación debe ser controlada e usada en combinación cun antiespumante. Investigando o motivo, Guan Xuemao et al. cren que, en primeiro lugar, cando se engade éter de celulosa ao morteiro, o polímero flexible dos poros do morteiro aumenta e estes polímeros e poros flexibles non poden proporcionar soporte ríxido cando se comprime o bloque de proba. A matriz composta está relativamente debilitada, polo que se reduce a resistencia á compresión do morteiro; en segundo lugar, debido ao efecto de retención de auga do éter de celulosa, despois de que se forme o bloque de proba de morteiro, a maior parte da auga permanece no morteiro e a proporción real de auga-cemento é menor que a sen. Son moito maiores, polo que a resistencia á compresión. do morteiro reducirase significativamente.

2.5 Correlación entre a resistencia á compresión e a densidade húmida

A partir da curva de relación entre a resistencia á compresión e a densidade húmida, despois do axuste lineal de todos os puntos da figura, os puntos correspondentes están ben distribuídos a ambos os dous lados da liña de axuste e hai unha boa correlación entre a densidade húmida e a compresión. propiedades de resistencia e a densidade húmida é sinxela e fácil de medir, polo que a resistencia á compresión do morteiro 28d pódese calcular mediante a ecuación de axuste lineal establecida. A ecuación de axuste lineal móstrase na fórmula (1), R²= 0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), onde, y é a resistencia á compresión 28d do morteiro, MPa; X é a densidade húmida, kg m-3.

3. Conclusión

HPMC pode mellorar o efecto de retención de auga do morteiro de cinzas volantes e prolongar o tempo de funcionamento do morteiro. Ao mesmo tempo, debido ao aumento da porosidade do morteiro, a súa densidade aparente e resistencia á compresión caerán significativamente, polo que debe seleccionarse a dosificación adecuada na aplicación. A resistencia á compresión 28d do morteiro ten unha boa correlación coa densidade húmida, e a resistencia á compresión 28d pódese calcular medindo a densidade húmida, que ten un valor de referencia importante para o control de calidade do morteiro durante a construción.