Mehanička svojstva celuloznog etera modificiranog za cementnu žbuku
Pripremljena je modificirana cementna žbuka s vodocementnim omjerom 0,45, omjerom vapno-pijesak 1:2,5 i celuloznim eterom različitih viskoznosti od 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% i 1,0%. . Mjerenjem mehaničkih svojstava cementnog morta i promatranjem mikroskopske morfologije proučavan je utjecaj HEMC-a na tlačnu čvrstoću, čvrstoću na savijanje i čvrstoću prianjanja modificiranog cementnog morta. Rezultati istraživanja pokazuju da: s povećanjem udjela HEMC-a, tlačna čvrstoća modificirane žbuke u različitim godinama kontinuirano opada, a raspon smanjenja se smanjuje i ima tendenciju da bude blag; kada se doda isti sadržaj celuloznog etera, tlačna čvrstoća morta modificiranog celuloznim eterom različitih viskoziteta je: HEMC20
Ključne riječi:celulozni eter; cementni mort; čvrstoća na pritisak; čvrstoća na savijanje; čvrstoća veze
1 Uvod
U ovoj fazi godišnja potražnja za mortom u svijetu premašuje 200 milijuna tona, a industrijska potražnja i dalje raste. Trenutačno tradicionalni cementni mort ima nedostatke kao što su krvarenje, raslojavanje, veliko skupljanje nakon sušenja, slaba nepropusnost, niska vlačna čvrstoća veze i nepotpuna hidratacija zbog gubitka vode, koje je teško riješiti, ne samo da uzrokuju konstrukcijske nedostatke, već i vode do stvrdnjavanja Dolazi do pojava kao što su pucanje žbuke, usitnjavanje, rasipanje i udubljenje.
Kao jedan od najčešće korištenih dodataka komercijalnom mortu, celulozni eter ima funkcije zadržavanja vode, zgušnjavanja i usporavanja, a može se koristiti za poboljšanje fizičkih svojstava cementnog morta kao što su obradivost, zadržavanje vode, učinkovitost vezivanja i vrijeme vezivanja , kao što je značajno povećanje cementa. Vlačna čvrstoća prianjanja morta bit će smanjena, ali će se smanjiti tlačna čvrstoća, čvrstoća na savijanje i modul elastičnosti cementnog morta. Zhang Yishun i drugi proučavali su učinak metil celuloznog etera i hidroksipropil metil celuloznog etera na svojstva morta. Rezultati su pokazali da: i celulozni eteri mogu poboljšati zadržavanje vode u mortu, a čvrstoća na savijanje i tlačna čvrstoća se smanjuju u različitim stupnjevima, dok se omjer savijanja i čvrstoća vezivanja morta povećavaju u različitim stupnjevima, a učinak skupljanja morta može biti poboljšan. AJenni, R.Zurbriggen, itd. koristili su suvremene tehnike ispitivanja i analize za proučavanje interakcije različitih materijala u sustavu tankoslojnog ljepljivog morta modificiranog celuloznim eterom i uočili da se celulozni eter i Ca(OH) pojavljuju blizu površine morta. . 2, koja ukazuje na migraciju celuloznih etera u materijalima na bazi cementa.
U ovom radu, koristeći metode ispitivanja morta kao što su otpornost na pritisak, otpor na savijanje, vezivanje i SEM mikroskopski izgled, proučavan je utjecaj celuloznog eter cementnog morta na mehanička svojstva kao što su čvrstoća na pritisak, otpor na savijanje i čvrstoća veze u različitim godinama starosti, a izlaže se. njegov mehanizam djelovanja.
2. Sirovine i metode ispitivanja
2.1 Sirovine
2.1.1 Cement
Obični laurat cement koji proizvodi Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., model P 042.5 (GB175-2007), ima gustoću od 3,25 g/cm³ i specifične površine 4200cm²/g.
2.1.2 Hidroksipropil metilcelulozni eter
Thehidroksietil metil celulozni eterproizvodi Hercules Group iz Sjedinjenih Država ima viskozitet od 50000MPa/s, 100000MPa/s i 200000MPa/s u 2% otopini na 25°C, a sljedeće kratice su HEMC5, HEMC10 i HEMC20.
2.2 Metoda ispitivanja
a. Tlačna čvrstoća modificiranog morta
Tlačna čvrstoća uzoraka sirovog tijela ispitana je strojem za tlačnu čvrstoću TYE-300 tvrtke Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Brzina opterećenja je 0,5 kN/s. Ispitivanje tlačne čvrstoće provodi se prema GB/T17671-1999 “Metoda ispitivanja čvrstoće cementnog morta (ISO metoda)”.
Prema definiciji, formula za izračunavanje tlačne čvrstoće zelenog tijela je:
Rc=F/S
Gdje je Rc—čvrstoća na pritisak, MPa;
F—opterećenje sloma koje djeluje na uzorak, kN;
S—područje pritiska, m².
Prema definiciji, formula za izračunavanje čvrstoće na savijanje zelenog tijela je:
Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P
U formuli, Rf—čvrstoća na savijanje, MPa;
P—opterećenje sloma koje djeluje na uzorak, kN;
L—udaljenost između središta nosivih cilindara, odnosno 10 cm;
b, h—širina i visina poprečnog presjeka ispitnog tijela, a obje su 4 cm.
b. Vlačna čvrstoća veze modificiranog cementnog morta
Koristite ZQS6-2000 Adhesive Brick Detector Adhesive Strength Detector za mjerenje adhezivne snage, a brzina zatezanja je 2 mm/min. Ispitivanje čvrstoće prianjanja provedeno je prema JC/T985-2005 “Samorazlivajući mort na bazi cementa za tlo”.
Prema definiciji, formula za izračunavanje čvrstoće veze zelenog tijela je:
P=Ž/S
U formuli, P—vlačna čvrstoća veze, MPa;
F—maksimalno opterećenje kvara, N;
S—područje lijepljenja, mm².
3. Rezultati i rasprava
3.1 Čvrstoća na pritisak
Iz tlačne čvrstoće dviju vrsta mortova modificiranih celuloznim eterom s različitim viskozitetima u različitim godinama starosti, može se vidjeti da se s povećanjem sadržaja HEMC-a, tlačna čvrstoća mortova modificiranih celuloznim eterom u različitim godinama (3d, 7d i 28d) smanjila. značajno. Značajno smanjena i postupno stabilizirana: kada je sadržaj HEMC bio manji od 0,4%, tlačna čvrstoća se značajno smanjila u usporedbi sa slijepim uzorkom; kada je sadržaj HEMC bio 0,4%~1,0%, trend smanjenja tlačne čvrstoće se usporio. Kada je sadržaj celuloznog etera veći od 0,8%, tlačna čvrstoća 7d i 28d starosti niža je od čvrstoće slijepog uzorka 3d starosti, dok je tlačna čvrstoća modificiranog morta 3d gotovo nula, a uzorak je lagano prešano Trenutačno se drobi, iznutra je praškast, a gustoća je vrlo mala.
Utjecaj istog HEMC-a na tlačnu čvrstoću modificiranog morta u različitim godinama također je različit, pokazujući da se tlačna čvrstoća 28d smanjuje s povećanjem udjela HEMC-a više nego kod 7d i 3d. To pokazuje da je učinak usporavanja HEMC-a uvijek postojao s povećanjem starosti, a na učinak usporavanja HEMC-a nije utjecalo smanjenje vode u sustavu ili napredak reakcije hidratacije, što je rezultiralo rastom tlačne čvrstoće. modificiranog morta koji je mnogo manji od onog bez uzoraka morta pomiješanih s HEMC-om.
Iz krivulje promjene tlačne čvrstoće morta modificiranog celuloznim eterom pri različitim godinama starosti može se vidjeti da kada se doda ista količina celuloznog etera, tlačna čvrstoća morta modificiranog celuloznim eterom različitih viskoznosti iznosi: HEMC20
Sljedeća tri čimbenika dovode do smanjenja tlačne čvrstoće modificiranog morta: s jedne strane, zato što struktura makromolekularne mreže HEMC topive u vodi pokriva čestice cementa, CSH gel, kalcijev oksid, kalcijev aluminat hidrat i druge čestice i nehidratizirane čestice Na površini, posebno u ranoj fazi hidratacije cementa, adsorpcija između kalcijevog aluminat hidrata i HEMC-a usporava reakciju hidratacije kalcijevog aluminata, što rezultira značajnim smanjenjem tlačne čvrstoće. Učinak usporavanja trajnog morta je očit, što pokazuje da kada sadržaj HEMC20 dosegne 0,8%~1%, 3d čvrstoća modificiranog uzorka morta je nula; s druge strane, hidratizirana HEMC otopina ima veću viskoznost, a tijekom procesa miješanja žbuke može se miješati sa zrakom kako bi se stvorio veliki broj mjehurića zraka, što rezultira velikim brojem šupljina u očvrslom mortu. , a tlačna čvrstoća uzorka kontinuirano opada s porastom udjela HEMC i porastom njegovog stupnja polimerizacije; Sustav žbuke samo povećava fleksibilnost žbuke i ne može igrati ulogu krutog nosača, pa se smanjuje tlačna čvrstoća.
3.2 Čvrstoća na savijanje
Iz čvrstoće na savijanje dviju mortova modificiranih celuloznim eterom različite viskoznosti u različitim godinama, može se vidjeti da slično promjeni tlačne čvrstoće modificiranog morta, čvrstoća na savijanje morta modificiranog celuloznim eterom postupno opada s povećanjem sadržaja HEMC-a.
Iz krivulje promjene čvrstoće na savijanje morta modificiranog celuloznim eterom u različitim godinama starosti, može se vidjeti da kada je sadržaj celuloznog etera isti, čvrstoća na savijanje uzorka modificiranog morta HEMC20 nešto je niža od uzorka morta modificiranog HEMC10, dok kada je sadržaj HEMC-a 0,4% ~ 0,8%, 28d krivulje promjene čvrstoće na savijanje gotovo se podudaraju.
Iz krivulje promjene čvrstoće na savijanje morta modificiranog celuloznim eterom u različitim godinama starosti također se može vidjeti da je promjena čvrstoće na savijanje modificiranog morta: HEMC5
3.3 Snaga veze
Iz varijacijskih krivulja čvrstoće veze tri morta modificirana celuloznim eterom u različitim godinama starosti može se vidjeti da čvrstoća veze modificiranog morta raste s povećanjem sadržaja HEMC-a i postupno nastoji biti stabilna. S produljenjem starosti, prionjivost modificirane žbuke također je pokazala trend povećanja.
Iz 28-dnevnih krivulja promjene čvrstoće prianjanja tri morta modificirana celuloznim eterom može se vidjeti da se čvrstoća prianjanja modificiranog morta povećava s povećanjem sadržaja HEMC-a i postupno postaje stabilna. Istodobno, s povećanjem stupnja polimerizacije celuloznog etera, promjena čvrstoće veze modificiranog morta je: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
To je zbog uvođenja velikog broja pora u modificiranu žbuku s visokim udjelom HEMC-a, što rezultira povećanjem poroznosti stvrdnutog tijela, smanjenjem gustoće strukture i sporijim rastom čvrstoće veze. ; u vlačnom ispitivanju do loma je došlo u modificiranom mortu. Unutra nema loma na kontaktnoj površini između modificiranog morta i podloge, što ukazuje da je čvrstoća veze između modificiranog morta i podloge veća od čvrstoće stvrdnutog morta. modificirani mort. Međutim, kada je količina HEMC-a niska (0%~0,4%), molekule HEMC-a topljive u vodi mogu prekriti i omotati čestice hidratiziranog cementa i formirati polimerni film između čestica cementa, što povećava fleksibilnost i fleksibilnost modificirani mort. Plastičnost, a zbog izvrsnog zadržavanja vode HEMC-a, modificirani mort ima dovoljno vode za reakciju hidratacije, što osigurava razvoj čvrstoće cementa, a čvrstoća veze modificiranog cementnog morta raste linearno.
3.4 SEM
Iz SEM usporednih slika prije i nakon morta modificiranog celuloznim eterom, može se vidjeti da su razmaci između kristalnih zrnaca u nemodificiranom mortu relativno veliki, a stvara se mala količina kristala. U modificiranoj žbuci, kristali potpuno rastu, ugradnja celuloznog etera poboljšava sposobnost zadržavanja vode u žbuci, cement je potpuno hidratiziran, a proizvodi hidratacije su očiti.
To je zato što je celulozni eter tretiran posebnim postupkom eterifikacije, koji ima izvrsnu disperziju i zadržavanje vode. Voda se postupno otpušta tijekom duljeg vremenskog razdoblja, samo mala količina vode izlazi iz kapilarnih pora zbog sušenja i isparavanja, a većina vode hidratizira s cementom kako bi se osigurala čvrstoća modificirane cementne žbuke.
4 Zaključak
a. Kako se sadržaj HEMC-a povećava, tlačna čvrstoća modificiranog morta u različitim godinama kontinuirano opada, a raspon redukcije se smanjuje i ima tendenciju da bude ravan; kada je sadržaj celuloznog etera veći od 0,8%, 7d i 28d Tlačna čvrstoća 3d-starog slijepog uzorka niža je od one slijepog uzorka, dok je 3d-stara tlačna čvrstoća modificiranog morta gotovo nula. Uzorak se pri laganom pritisku lomi, a unutrašnjost je praškasta niske gustoće.
b. Kada se doda ista količina celuloznog etera, tlačna čvrstoća morta modificiranog celuloznim eterom različitih viskoziteta mijenja se kako slijedi: HEMC20
c. Čvrstoća na savijanje morta modificiranog celuloznim eterom postupno se smanjuje s povećanjem sadržaja HEMC-a. Promjena čvrstoće na savijanje modificiranog morta je: HEMC5
d. Snaga prianjanja modificiranog morta raste s povećanjem sadržaja HEMC-a i postupno postaje stabilna. Istodobno, s povećanjem stupnja polimerizacije celuloznog etera, promjena čvrstoće veze modificiranog morta je: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
e. Nakon što se celulozni eter umiješa u cementni mort, kristal u potpunosti raste, pore između kristalnih zrna se smanjuju, a cement se potpuno hidratizira, što osigurava tlačnu, savojnu i veznu čvrstoću cementnog morta.
Vrijeme objave: 30. siječnja 2023