Propiedades mecánicas do éter de celulosa modificado para morteiro de cemento

Preparouse o morteiro de cemento modificado cunha relación auga-cemento de 0,45, unha relación cal-area de 1:2,5 e éter de celulosa con diferentes viscosidades de 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% e 1,0% . Mediante a medición das propiedades mecánicas do morteiro de cemento e observando a morfoloxía microscópica, estudouse o efecto do HEMC sobre a resistencia á compresión, a resistencia á flexión e a resistencia de unión do morteiro de cemento modificado. Os resultados da investigación mostran que: co aumento do contido de HEMC, a resistencia á compresión do morteiro modificado a diferentes idades diminúe continuamente e o intervalo de diminución diminúe e tende a ser suave; cando se engade o mesmo contido de éter de celulosa, a resistencia á compresión do morteiro modificado con éter de celulosa con diferentes viscosidades é: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

Palabras clave:éter de celulosa; morteiro de cemento; resistencia á compresión; resistencia á flexión; forza de unión

1 Introdución

Nesta fase, a demanda anual de morteiro no mundo supera os 200 millóns de toneladas e a demanda industrial segue en aumento. Na actualidade, o morteiro de cemento tradicional presenta defectos como sangrado, delaminación, gran contracción por secado, escasa impermeabilidade, baixa resistencia de unión á tracción e hidratación incompleta debido á perda de auga, que son difíciles de resolver, non só causando defectos de construción, senón que tamén provocan defectos de construción. ao endurecemento Prodúcense fenómenos como a rachadura do morteiro, a pulverización, o derramamento e o oco.

Como un dos aditivos máis utilizados para morteiros comerciais, o éter de celulosa ten as funcións de retención de auga, espesamento e retardo, e pódese usar para mellorar as propiedades físicas do morteiro de cemento, como a traballabilidade, a retención de auga, o rendemento de unión e o tempo de fraguado. , como aumentar significativamente o cemento. Reducirase a resistencia á tracción do morteiro, pero a resistencia á compresión, á flexión e ao módulo elástico do morteiro de cemento. Zhang Yishun e outros estudaron o efecto do éter de metil celulosa e o éter de hidroxipropil metil celulosa sobre as propiedades do morteiro. Os resultados mostraron que: ambos os éteres de celulosa poden mellorar a retención de auga do morteiro e a resistencia á flexión e a resistencia á compresión diminúe en diferentes graos, mentres que a relación de pregamento e a forza de unión do morteiro aumentan en diferentes graos e o rendemento de contracción do morteiro pode aumentar. ser mellorado. AJenni, R.Zurbriggen, etc. utilizaron técnicas modernas de proba e análise para estudar a interacción de varios materiais no sistema de morteiro adhesivo de capa fina modificado con éter de celulosa, e observaron que o éter de celulosa e o Ca(OH) apareceron preto da superficie do morteiro. . 2, indicando a migración de éteres de celulosa en materiais a base de cemento.

Neste traballo, utilizando métodos de proba de morteiros como a resistencia á compresión, a resistencia á flexión, a unión e a aparencia microscópica SEM, estúdase a influencia do morteiro de cemento éter de celulosa en propiedades mecánicas como a resistencia á compresión, a resistencia á flexión e a resistencia de unión a diferentes idades. e exponse. o seu mecanismo de acción.

2. Materias primas e métodos de proba

2.1 Materias primas

2.1.1 Cemento

O cemento laurado ordinario producido por Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., modelo P 042.5 (GB175-2007), ten unha densidade de 3,25 g/cm2³ e unha superficie específica de 4200 cm²/g.

2.1.2 Éter de hidroxipropil metilcelulosa

Oéter de hidroxietil metil celulosaproducida polo Grupo Hercules dos Estados Unidos ten viscosidades de 50000MPa/s, 100000MPa/s e 200000MPa/s en solución ao 2% a 25°C, e as seguintes abreviaturas son HEMC5, HEMC10 e HEMC20.

2.2 Método de proba

a. Resistencia á compresión do morteiro modificado

A resistencia á compresión das mostras do corpo verde foi probada cunha máquina de resistencia á compresión TYE-300 de Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. A taxa de carga é de 0,5 kN/s. A proba de resistencia a compresión realízase segundo GB/T17671-1999 "Método de proba de resistencia do morteiro de cemento (método ISO)".

Por definición, a fórmula para calcular a resistencia á compresión do corpo verde é:

Rc=F/S

Onde Rc—resistencia á compresión, MPa;

F—a carga de fallo que actúa sobre a mostra, kN;

S—área de presión, m².

Por definición, a fórmula para calcular a resistencia á flexión do corpo verde é:

Rf = (3P× L)/(2b× h²) = 0,234×P

Na fórmula, Rf—resistencia á flexión, MPa;

P—a carga de fallo que actúa sobre a mostra, kN;

L—a distancia entre os centros dos cilindros de apoio, é dicir, 10 cm;

b, h—a anchura e a altura da sección transversal do corpo de proba, ambas as dúas de 4 cm.

b. Resistencia á tracción do morteiro de cemento modificado

Use o detector de forza de adhesivo de ladrillo adhesivo ZQS6-2000 para medir a forza de adhesivo e a velocidade de tracción é de 2 mm/min. O ensaio de resistencia de unión realizouse segundo JC/T985-2005 “Mortero autonivelante a base de cemento para chan”.

Por definición, a fórmula para calcular a forza de unión do corpo verde é:

P=F/S

Na fórmula, P—resistencia á tracción, MPa;

F—carga máxima de fallo, N;

S—área de unión, mm².

3. Resultados e discusión

3.1 Resistencia a compresión

A partir da resistencia á compresión de dous tipos de morteiros modificados con éter de celulosa con diferentes viscosidades a diferentes idades, pódese ver que co aumento do contido de HEMC, a resistencia á compresión dos morteiros modificados con éter de celulosa a diferentes idades (3d, 7d e 28d) diminuíu. significativamente. Diminuíu significativamente e estabilizouse gradualmente: cando o contido de HEMC era inferior ao 0,4%, a resistencia á compresión diminuíu significativamente en comparación coa mostra en branco; cando o contido de HEMC era de 0,4% ~ 1,0%, a tendencia á diminución da resistencia á compresión diminuíu. Cando o contido de éter de celulosa é superior ao 0,8%, a resistencia á compresión das idades 7d e 28d é menor que a da mostra en branco na idade 3d, mentres que a resistencia á compresión do morteiro modificado 3d é case cero e a mostra é lixeiramente prensado Triturado ao instante, o interior é en po e a densidade é moi baixa.

O impacto do mesmo HEMC na resistencia á compresión do morteiro modificado a diferentes idades tamén é diferente, mostrando que a resistencia á compresión de 28d diminúe co aumento do contido de HEMC máis que o de 7d e 3d. Isto mostra que o efecto retardador de HEMC sempre existiu co aumento da idade, e o efecto retardador de HEMC non se viu afectado pola redución da auga no sistema ou o progreso da reacción de hidratación, o que resulta no crecemento da resistencia á compresión. do morteiro modificado sendo moito menor que aquel sen mostras de morteiro mesturadas con HEMC.

A partir da curva de cambio da resistencia á compresión do morteiro modificado con éter de celulosa a diferentes idades, pódese ver que cando se engade a mesma cantidade de éter de celulosa, a resistencia á compresión do morteiro modificado con éter de celulosa con diferentes viscosidades é: HEMC20 HEMC10>HEMC5. Isto débese a que o HEMC cun alto grao de polimerización ten un maior efecto na redución da resistencia á compresión do morteiro que o HEMC cun baixo grao de polimerización, pero a resistencia á compresión do morteiro modificado mesturado con HEMC é moito menor que a do morteiro. morteiro en branco sen HEMC.

Os seguintes tres factores levan á diminución da resistencia á compresión do morteiro modificado: por unha banda, porque a estrutura da rede macromolecular HEMC soluble en auga cobre as partículas de cemento, xel CSH, óxido de calcio, hidrato de aluminato de calcio e outras partículas sen hidratar. partículas Na superficie, especialmente na fase inicial da hidratación do cemento, a adsorción entre o hidrato de aluminato de calcio e o HEMC ralentiza a reacción de hidratación do aluminato de calcio, o que resulta nunha diminución significativa da resistencia á compresión. O efecto retardador do morteiro permanente é obvio, o que mostra que cando o contido de HEMC20 alcanza o 0,8% ~ 1%, a resistencia 3d da mostra de morteiro modificada é cero; por outra banda, a solución de HEMC hidratada ten unha maior viscosidade, e durante o proceso de mestura do morteiro, pódese mesturar con aire para formar unha gran cantidade de burbullas de aire, o que resulta nun gran número de baleiros no morteiro endurecido. , e a resistencia á compresión da mostra diminúe continuamente co aumento do contido de HEMC e o aumento do seu grao de polimerización; O sistema de morteiro só aumenta a flexibilidade do morteiro e non pode desempeñar o papel de soporte ríxido, polo que se reduce a resistencia á compresión.

3.2 Resistencia á flexión

A partir da resistencia á flexión de dous morteiros modificados con éter de celulosa de viscosidade diferentes a diferentes idades, pódese ver que, de xeito similar ao cambio na resistencia á compresión do morteiro modificado, a resistencia á flexión do morteiro modificado con éter de celulosa diminúe gradualmente co aumento do contido en HEMC.

A partir da curva de cambio da resistencia á flexión do morteiro modificado con éter de celulosa a diferentes idades, pódese ver que cando o contido do éter de celulosa é o mesmo, a resistencia á flexión da mostra de morteiro modificado HEMC20 é lixeiramente inferior á da mostra de morteiro modificado HEMC10, mentres que cando o contido de HEMC é de 0,4% ~ 0,8%, as curvas de cambio de resistencia á flexión 28d das dúas case coinciden.

A partir da curva de cambio da resistencia á flexión do morteiro modificado con éter de celulosa a diferentes idades, tamén se pode ver que o cambio na resistencia á flexión do morteiro modificado é: HEMC5

3.3 Resistencia de unión

Pódese ver a partir das curvas de variación da forza de unión dos tres morteiros modificados con éter de celulosa a diferentes idades que a forza de unión do morteiro modificado aumenta co aumento do contido en HEMC e tende gradualmente a ser estable. Coa extensión da idade, a forza de unión do morteiro modificado tamén mostrou unha tendencia crecente.

Pódese ver a partir das curvas de cambio de forza de unión de 28 días dos tres morteiros modificados con éter de celulosa que a forza de unión do morteiro modificado aumenta co aumento do contido de HEMC e tende gradualmente a ser estable. Ao mesmo tempo, co aumento do grao de polimerización do éter de celulosa, o cambio da forza de unión do morteiro modificado é: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Isto débese á introdución dun gran número de poros no morteiro modificado con alto contido en HEMC, o que resulta no aumento da porosidade do corpo endurecido, a diminución da densidade da estrutura e o lento crecemento da forza de unión. ; no ensaio de tracción, a fractura produciuse no morteiro modificado. No interior, non hai fractura na superficie de contacto entre o morteiro modificado e o substrato, o que indica que a resistencia de unión entre o morteiro modificado e o substrato é maior que a do endurecido. morteiro modificado. Non obstante, cando a cantidade de HEMC é baixa (0% ~ 0,4%), as moléculas de HEMC solubles en auga poden cubrir e envolver as partículas de cemento hidratado e formar unha película de polímero entre as partículas de cemento, o que aumenta a flexibilidade e flexibilidade das partículas de cemento. o morteiro modificado. Plasticidade, e debido á excelente retención de auga de HEMC, o morteiro modificado ten auga suficiente para a reacción de hidratación, o que garante o desenvolvemento da resistencia do cemento e a forza de unión do morteiro de cemento modificado aumenta linealmente.

3.4 SEM

A partir das imaxes de comparación SEM antes e despois do morteiro modificado con éter de celulosa, pódese ver que os espazos entre os grans de cristal no morteiro non modificado son relativamente grandes e fórmanse unha pequena cantidade de cristais. No morteiro modificado, os cristais crecen totalmente, a incorporación de éter de celulosa mellora o rendemento de retención de auga do morteiro, o cemento está totalmente hidratado e os produtos de hidratación son obvios.

Isto débese a que o éter de celulosa foi tratado cun proceso de eterificación especial, que ten unha excelente dispersión e retención de auga. A auga é liberada gradualmente durante un longo período de tempo, só unha pequena cantidade de auga escapa dos poros capilares debido ao secado e á evaporación, e a maior parte da auga hidratouse co cemento para garantir a resistencia do morteiro de cemento modificado.

4 Conclusión

a. A medida que aumenta o contido de HEMC, a resistencia á compresión do morteiro modificado a diferentes idades diminúe continuamente e o rango de redución diminúe e tende a ser plano; cando o contido de éter de celulosa é superior ao 0,8%, o 7d e o 28d A resistencia á compresión da mostra en branco envellecida en 3D é menor que a da mostra en branco, mentres que a resistencia á compresión do morteiro modificado en 3D é case cero. A mostra rompe cando se presiona lixeiramente e o interior é en po con pouca densidade.

b. Cando se engade a mesma cantidade de éter de celulosa, a resistencia á compresión do morteiro modificado con éter de celulosa con diferentes viscosidades cambia do seguinte xeito: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

c. A resistencia á flexión do morteiro modificado con éter de celulosa diminúe gradualmente co aumento do contido de HEMC. O cambio de resistencia á flexión do morteiro modificado é: HEMC5

d. A forza de unión do morteiro modificado aumenta co aumento do contido de HEMC, e gradualmente tende a ser estable. Ao mesmo tempo, co aumento do grao de polimerización do éter de celulosa, o cambio da forza de unión do morteiro modificado é: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e. Despois de que o éter de celulosa se mestura no morteiro de cemento, o cristal crece completamente, os poros entre os grans de cristal redúcense e o cemento está totalmente hidratado, o que garante a resistencia á compresión, á flexión e á unión do morteiro de cemento.