Celulozni eter na samorazlivajući mort

Učinci odhidroksipropil metilcelulozni eterproučavani su fluidnost, zadržavanje vode i čvrstoća prianjanja samorazlivne žbuke. Rezultati pokazuju da HPMC može učinkovito poboljšati zadržavanje vode samorazlivajućih mortova i smanjiti konzistenciju morta. Uvođenjem HPMC-a može se poboljšati vezna čvrstoća morta, ali se smanjuju tlačna čvrstoća, čvrstoća na savijanje i fluidnost. Na uzorcima je proveden SEM kontrastni test, a učinak HPMC-a na učinak usporavanja, učinak zadržavanja vode i čvrstoću morta dodatno je objašnjen iz tijeka hidratacije cementa nakon 3 i 28 dana.

Ključne riječi:samorazlivajući mort; Celulozni eter; Fluidnost; Zadržavanje vode

0. Uvod

Samonivelirajuća žbuka može se osloniti na vlastitu težinu kako bi oblikovala ravnu, glatku i snažnu podlogu na podlozi, kako bi postavila ili lijepila druge materijale, i može izvesti veliku površinu visokoučinkovite konstrukcije, stoga je visoka likvidnost vrlo značajna karakteristika samorazlivajućih mortova; Osobito kao veliki volumen, ojačana gusta ili razmak manji od 10 mm zatrpavanje ili ojačanje korištenje materijala za injektiranje. Osim dobre fluidnosti, samorazlivajući mort mora imati određeno zadržavanje vode i čvrstoću veze, bez pojava segregacije krvarenja i imati karakteristike adijabatskog i niskog porasta temperature.

Općenito, samorazlivajući mort zahtijeva dobru fluidnost, ali stvarna fluidnost cementne kaše obično je samo 10 ~ 12 cm. Samorazlivajući mort može biti samozbijajući, a početno vrijeme vezivanja je dugo, a konačno vrijeme vezivanja kratko. Celulozni eter je jedan od glavnih aditiva gotovog morta, iako je količina dodatka vrlo niska, ali može značajno poboljšati performanse morta, može poboljšati konzistenciju morta, radne performanse, performanse vezivanja i performanse zadržavanja vode, ima vrlo važnu ulogu u području gotovih mortova.

1. Sirovine i metode istraživanja

1.1 Sirovine

(1) Obični cement marke P·O 42,5.

(2) Materijal pijeska: Xiamen opran morski pijesak, veličina čestica je 0,3 ~ 0,6 mm, sadržaj vode je 1% ~ 2%, umjetno sušenje.

(3) Celulozni eter: hidroksipropil metil celulozni eter je proizvod hidroksila zamijenjenog metoksi i hidroksipropil, redom, s viskoznošću od 300 mpa·s. Trenutačno se većina korištenog celuloznog etera sastoji od hidroksipropil metil celuloznog etera i hidroksietil metil celuloznog etera.

(4) superplastifikator: superplastifikator polikarboksilne kiseline.

(5) Redisperzibilni lateks prah: serija HW5115 koju proizvodi Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. je redisperzibilni lateks prah kopolimeriziran od strane VAC/VeoVa.

1.2 Metode ispitivanja

Ispitivanje je provedeno u skladu s industrijskim standardom JC/T 985-2005 “Samonivelirajuća žbuka na bazi cementa za upotrebu u tlu”. Vrijeme stvrdnjavanja je određeno prema standardnoj konzistenciji i vremenu stvrdnjavanja JC/T 727 cementne paste. Ispitivanje oblikovanja uzorka samonivelirajuće žbuke, savijanja i tlačne čvrstoće odnosi se na GB/T 17671. Metoda ispitivanja čvrstoće prianjanja: Ispitni blok za žbuku dimenzija 80 mm x 80 mm x 20 mm priprema se unaprijed, a njegova starost je veća od 28 dana. Površina se ohrapavi, a zasićena voda s površine se obriše nakon 10 minuta vlaženja. Ispitni komad morta izlijeva se na poliranu površinu veličine 40mmx40mmx10mm. Čvrstoća veze testirana je u projektiranoj dobi.

Za analizu morfologije cementiranih materijala u kaši korištena je skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM). U studiji, metoda miješanja svih praškastih materijala je: prvo se praškasti materijali svake komponente ravnomjerno pomiješaju, a zatim dodaju u predloženu vodu za ravnomjerno miješanje. Učinak celuloznog etera na samorazlivajući mort analiziran je testovima čvrstoće, zadržavanja vode, fluidnosti i SEM mikroskopskim ispitivanjima.

2. Rezultati i analiza

2.1 Mobilnost

Celulozni eter ima važan učinak na zadržavanje vode, konzistenciju i građevinske karakteristike samorazlivajućih mortova. Osobito kao samorazlivajući mort, fluidnost je jedan od glavnih pokazatelja za ocjenu učinka samonivelirajućeg morta. Pod pretpostavkom da se osigura normalan sastav morta, fluidnost morta može se podešavati promjenom sadržaja celuloznog etera.

S povećanjem sadržaja celuloznog etera. Tekućina morta postupno se smanjuje. Kod doziranja od 0,06% fluidnost morta se smanjuje za više od 8%, a kod doziranja od 0,08% fluidnost se smanjuje za više od 13,5%. U isto vrijeme, s produljenjem starosti, visoka doza ukazuje da se količina celuloznog etera mora kontrolirati unutar određenog raspona, previsoka doza će imati negativne učinke na fluidnost morta. Voda i cement u žbuci čine čistu kašu koja ispunjava prazninu pijeska i omotava pijesak kako bi imala ulogu podmazivanja, tako da žbuka ima određenu fluidnost. Uvođenjem celuloznog etera relativno se smanjuje sadržaj slobodne vode u sustavu, a smanjuje se i premazni sloj na vanjskoj stijenci pijeska, čime se smanjuje tečenje morta. Zbog zahtjeva za samorazlivajućim mortom visoke fluidnosti, količinu celuloznog etera treba kontrolirati u razumnom rasponu.

2.2 Zadržavanje vode

Zadržavanje vode u mortu važan je pokazatelj za mjerenje stabilnosti komponenata u svježe umiješanom cementnom mortu. Dodavanje odgovarajuće količine celuloznog etera može poboljšati zadržavanje vode u mortu. Kako bi se reakcija hidratacije materijala za cementiranje izvršila u potpunosti, razumna količina celuloznog etera može zadržati vodu u mortu dulje vrijeme kako bi se osiguralo da se reakcija hidratacije materijala za cementiranje može u potpunosti izvesti.

Celulozni eter može se koristiti kao sredstvo za zadržavanje vode jer su atomi kisika na hidroksilnim i eterskim vezama povezani s molekulama vode da tvore vodikove veze, čime slobodna voda postaje spojena voda. Iz odnosa između sadržaja celuloznog etera i stupnja zadržavanja vode u mortu vidljivo je da se stupanj zadržavanja vode u mortu povećava s povećanjem sadržaja celuloznog etera. Učinak celuloznog etera na zadržavanje vode može spriječiti supstrat da upije previše i prebrzu vodu te spriječiti isparavanje vode, čime se osigurava da okolina kaše pruža dovoljno vode za hidrataciju cementa. Također postoje istraživanja koja pokazuju da osim količine celuloznog etera, veći utjecaj na zadržavanje vode u mortu ima i njegova viskoznost (molekularna težina), što je veća viskoznost, to bolje zadržava vodu. Celulozni eter s viskoznošću od 400 MPa·S općenito se koristi za samorazlivajući mort, koji može poboljšati učinak izravnavanja morta i poboljšati kompaktnost morta. Kada viskoznost prijeđe 40000 MPa·S, učinak zadržavanja vode više nije značajno poboljšan i nije prikladan za samorazlivajući mort.

U ovom istraživanju uzeti su uzorci morta s celuloznim eterom i morta bez celuloznog etera. Dio uzoraka bili su uzorci 3d starosti, a drugi dio uzoraka 3d starosti bili su standardno očvrsnuti za 28d, a potom je SEM ispitano stvaranje produkata hidratacije cementa u uzorcima.

Produkti hidratacije cementa u slijepoj probi uzorka morta u 3d starosti su veći od onih u uzorku s celuloznim eterom, a u 28d starosti produkti hidratacije u uzorku s celuloznim eterom daleko su veći od onih u slijepoj probi. Rana hidratacija vode je odgođena jer na površini čestica cementa u ranoj fazi postoji složen filmski sloj formiran celuloznim eterom. Međutim, s produljenjem dobi proces hidratacije se odvija sporije. U ovom trenutku, zadržavanje vode celuloznog etera na kaši čini dovoljno vode u kaši da zadovolji zahtjeve reakcije hidratacije, što je pogodno za puni napredak reakcije hidratacije. Stoga, u kasnijoj fazi u kaši ima više proizvoda za hidrataciju. Relativno govoreći, u slijepom uzorku ima više slobodne vode, što može zadovoljiti vodu potrebnu za ranu reakciju cementa. Međutim, s napredovanjem procesa hidratacije, dio vode u uzorku se troši u ranoj reakciji hidratacije, a drugi dio se gubi isparavanjem, što rezultira nedostatkom vode u kasnijoj kaši. Stoga je 3d proizvoda za hidrataciju u slijepom uzorku relativno više. Količina produkata hidratacije puno je manja od količine produkata hidratacije u uzorku koji sadrži celulozni eter. Stoga, iz perspektive proizvoda za hidrataciju, ponovno se objašnjava da dodavanje odgovarajuće količine celuloznog etera mortu može doista poboljšati zadržavanje vode u kaši.

2.3 Vrijeme stvrdnjavanja

Celulozni eter ima određeno usporavajuće djelovanje na mort, s povećanjem sadržaja celuloznog etera. Vrijeme vezivanja morta tada se produljuje. Učinak usporavanja celuloznog etera izravno je povezan s njegovim strukturnim karakteristikama. Celulozni eter ima dehidriranu glukoznu prstenastu strukturu, koja može formirati vrata molekularnog kompleksa šećera i kalcija s ionima kalcija u otopini za hidrataciju cementa, smanjiti koncentraciju iona kalcija u razdoblju indukcije hidratacije cementa, spriječiti stvaranje i taloženje Ca(OH)2 i kalcijeve soli kristala, kako bi se odgodio proces hidratacije cementa. Učinak usporavanja celuloznog etera na cementnu kašu uglavnom ovisi o stupnju supstitucije alkila i malo je povezan s njegovom molekularnom težinom. Što je manji stupanj supstitucije alkila, što je veći sadržaj hidroksila, to je očitiji učinak usporavanja. L. Semitz i sur. vjerovao je da su molekule celuloznog etera uglavnom adsorbirane na produktima hidratacije kao što su C—S—H i Ca(OH)2, a rijetko adsorbirane na izvornim mineralima klinkera. U kombinaciji sa SEM analizom procesa hidratacije cementa, utvrđeno je da celulozni eter ima određeni učinak usporavanja, a što je veći sadržaj celuloznog etera, to je očitiji učinak usporavanja složenog sloja filma na ranu hidrataciju cementa, stoga, očitiji je učinak usporavanja.

2.4 Čvrstoća na savijanje i čvrstoća na pritisak

Općenito, čvrstoća je jedan od važnih pokazatelja ocjenjivanja učinaka otvrdnjavanja mješavina cementnih materijala na bazi cementa. Uz visoku tečnost, samorazlivajući mort također treba imati određenu čvrstoću na pritisak i čvrstoću na savijanje. U ovom su istraživanju ispitane tlačna čvrstoća i čvrstoća na savijanje nakon 7 i 28 dana slijepe žbuke pomiješane s celuloznim eterom.

S povećanjem udjela celuloznog etera, tlačna čvrstoća i savojna čvrstoća morta se smanjuju u različitim amplitudama, udio je mali, utjecaj na čvrstoću nije očit, ali s udjelom većim od 0,02%, očitiji je rast stope gubitka čvrstoće , dakle, u upotrebi celuloznog etera za poboljšanje zadržavanja vode u mortu, ali također uzeti u obzir promjenu čvrstoće.

Uzroci pada tlačne i savojne čvrstoće morta. Može se analizirati sa sljedećih aspekata. Prije svega, u istraživanju nije korišten cement rane čvrstoće i brzog stvrdnjavanja. Kada je suhi mort pomiješan s vodom, neke čestice celuloznog eter gumenog praha prvo su se adsorbirale na površinu čestica cementa kako bi se stvorio film od lateksa, što je odgodilo hidrataciju cementa i smanjilo početnu čvrstoću matrice morta. Drugo, kako bi se simuliralo radno okruženje pripreme samonivelirajućeg morta na licu mjesta, svi uzorci u studiji nisu bili podvrgnuti vibracijama u procesu pripreme i oblikovanja i oslanjali su se na samoniveliranje. Zbog snažnog učinka celuloznog etera u mortu na zadržavanje vode, nakon stvrdnjavanja morta u matrici je ostao velik broj pora. Povećanje poroznosti morta također je važan razlog smanjenja tlačne i savojne čvrstoće morta. Osim toga, nakon dodavanja celuloznog etera u mort povećava se sadržaj fleksibilnog polimera u porama morta. Kada se matrica pritisne, fleksibilni polimer teško može igrati krutu potpornu ulogu, što također utječe na performanse čvrstoće matrice u određenoj mjeri.

2.5 Snaga lijepljenja

Celulozni eter ima velik učinak na svojstvo vezivanja morta i naširoko se koristi u istraživanju i pripremi samorazlivajućih mortova.

Kada je sadržaj celuloznog etera između 0,02% i 0,10%, čvrstoća veze morta je očito poboljšana, a čvrstoća veze nakon 28 dana mnogo je veća od one nakon 7 dana. Celulozni eter tvori zatvoreni polimerni film između čestica hidratacije cementa i sustava tekuće faze, koji potiče više vode u polimernom filmu izvan čestica cementa, što je pogodno za potpunu hidrataciju cementa, kako bi se poboljšala čvrstoća veze paste. nakon stvrdnjavanja. U isto vrijeme, odgovarajuća količina celuloznog etera povećava plastičnost i fleksibilnost morta, smanjuje krutost prijelazne zone između morta i sučelja podloge, smanjuje napon klizanja između sučelja i pojačava učinak vezivanja između morta i podloge u određeni stupanj. Zbog prisutnosti celuloznog etera u cementnoj kaši, između čestica morta i produkata hidratacije nastaju posebna međupovršinska prijelazna zona i međupovršinski sloj. Ovaj međupovršinski sloj čini međupovršinsku prijelaznu zonu fleksibilnijom i manje krutom, tako da mort ima jaku snagu vezivanja.

3. Zaključak i rasprava

Celulozni eter može poboljšati zadržavanje vode samorazlivajućih mortova. Povećanjem količine celuloznog etera postupno se pojačava zadržavanje vode u mortu, a fluidnost morta i vrijeme vezivanja se donekle smanjuju. Previsoko zadržavanje vode povećat će poroznost stvrdnute kaše, što može uzrokovati očigledan gubitak tlačne i savojne čvrstoće stvrdnute žbuke. U studiji, jačina se značajno smanjila kada je doza bila između 0,02% i 0,04%, a što je veća količina celuloznog etera, to je očitiji učinak usporavanja. Stoga je i kod uporabe celuloznog etera potrebno sveobuhvatno razmotriti mehanička svojstva samorazlivne žbuke, razuman odabir doziranja i sinergistički učinak između nje i drugih kemijskih materijala.

Korištenje celuloznog etera može smanjiti tlačnu čvrstoću i čvrstoću na savijanje cementne kaše i poboljšati čvrstoću vezivanja morta. Analiza razloga za promjenu čvrstoće, uglavnom uzrokovanu promjenom mikroproizvoda i strukture, s jedne strane, čestice celuloznog eterskog gumenog praha prvo adsorbirane na površini čestica cementa, stvaranje filma od lateksa, odgoda hidratacije cement, koji će uzrokovati gubitak rane čvrstoće kaše; S druge strane, zbog učinka stvaranja filma i učinka zadržavanja vode, pogoduje potpunoj hidrataciji cementa i poboljšanju čvrstoće veze. Autor vjeruje da ove dvije vrste promjena čvrstoće uglavnom postoje u granici razdoblja stvrdnjavanja, a napredovanje i kašnjenje te granice mogu biti kritična točka koja uzrokuje veličinu dviju vrsta čvrstoće. Detaljnije i sustavnije proučavanje ove kritične točke doprinijet će boljoj regulaciji i analizi procesa hidratacije cementiranog materijala u kaši. Korisno je prilagoditi količinu celuloznog etera i vrijeme stvrdnjavanja prema zahtjevima mehaničkih svojstava morta, kako bi se poboljšala učinkovitost morta.