A cellulóz-éter hatása a vízvisszatartásra

Környezeti szimulációs módszerrel vizsgáltuk a különböző fokú szubsztitúciós és moláris szubsztitúciós cellulóz-éterek hatását a habarcs vízvisszatartására meleg körülmények között. A vizsgálati eredmények statisztikai eszközökkel történő elemzése azt mutatja, hogy az alacsony helyettesítési fokú és nagy moláris helyettesítési fokú hidroxi-etil-metil-cellulóz-éter mutatja a legjobb vízvisszatartást habarcsban.

Kulcsszavak: cellulóz-éter: vízvisszatartás; habarcs; környezeti szimulációs módszer; meleg körülmények között

A szárazkeverékes habarcs minőség-ellenőrzési, kényelmes használatának és szállításának, valamint környezetvédelmi előnyeinek köszönhetően napjainkban egyre elterjedtebb az épületek építésében. A szárazon kevert habarcsot víz hozzáadása és az építkezésen történő összekeverése után használjuk. A víznek két fő funkciója van: az egyik a habarcs építési teljesítményének biztosítása, a másik pedig a cementkötésű anyag hidratáltságának biztosítása, hogy a habarcs a kikeményedést követően elérje a szükséges fizikai és mechanikai tulajdonságokat. A habarcshoz való víz hozzáadásának befejezésétől az építkezés befejezéséig a megfelelő fizikai és mechanikai tulajdonságok eléréséig a szabad víz a cement hidratálása mellett két irányba vándorol: az alapréteg felszívódása és a felületi párolgás útján. Meleg körülmények között vagy közvetlen napfényben a nedvesség gyorsan elpárolog a felületről. Meleg körülmények között vagy közvetlen napfényben elengedhetetlen, hogy a habarcs gyorsan visszatartsa a nedvességet a felületről és csökkentse a szabad vízveszteségét. A habarcs vízvisszatartásának értékelésének kulcsa a megfelelő vizsgálati módszer meghatározása. Li Wei et al. a habarcs vízvisszatartás vizsgálati módszerét tanulmányozta, és megállapította, hogy a vákuumszűrési módszerrel és a szűrőpapír módszerrel összehasonlítva a környezetszimulációs módszerrel hatékonyan lehet jellemezni a habarcs vízvisszatartását különböző környezeti hőmérsékleteken.

A cellulóz-éter a leggyakrabban használt vízvisszatartó szer a szárazon kevert habarcstermékekben. A szárazon kevert habarcsban leggyakrabban használt cellulóz-éter a hidroxi-etil-metil-cellulóz-éter (HEMC) és a hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter (HPMC). A megfelelő szubsztituens csoportok a hidroxi-etil-, metil- és hidroxi-propil-, metil-csoport. A cellulóz-éter szubsztitúciós foka (DS) azt jelzi, hogy az egyes anhidroglükózegységeken a hidroxilcsoport milyen mértékben szubsztituált, a moláris szubsztitúció mértéke (MS) pedig azt jelzi, hogy ha a helyettesítő csoport hidroxilcsoportot tartalmaz, a szubsztitúciós reakció tovább folytatódik. az éterezési reakciót az új szabad hidroxilcsoportból végrehajtani. fokozat. A cellulóz-éter kémiai szerkezete és szubsztitúciós foka fontos tényezők, amelyek befolyásolják a habarcs nedvességszállítását és a habarcs mikroszerkezetét. A cellulóz-éter molekulatömegének növekedése növeli a habarcs vízvisszatartását, és az eltérő helyettesítési fok a habarcs vízvisszatartását is befolyásolja.

A szárazhabarcs építési környezet fő tényezői a környezeti hőmérséklet, a relatív páratartalom, a szél sebessége és a csapadék. Ami a forró éghajlatot illeti, az ACI (American Concrete Institute) 305. sz. bizottsága úgy határozza meg, mint olyan tényezők kombinációját, mint a magas légköri hőmérséklet, alacsony relatív páratartalom és szélsebesség, amely rontja az ilyen típusú időjárási körülmények között friss vagy megkeményedett beton minőségét vagy teljesítményét. Hazámban a nyár gyakran a különböző építési projektek építésének főszezonja. Meleg éghajlaton, magas hőmérsékleten és alacsony páratartalom mellett történő építkezés, különösen a habarcs fal mögötti része lehet napfénynek kitéve, ami befolyásolja a szárazon kevert habarcs friss keveredését és megkeményedését. Jelentős hatások a teljesítményre, például csökkent bedolgozhatóság, kiszáradás és erővesztés. A szárazon kevert habarcs minőségének biztosítása a meleg éghajlatú építés során felkeltette a habarcsipari technikusok és az építőipari személyzet figyelmét és kutatását.

Ebben a cikkben a környezeti szimulációs módszert használjuk a hidroxi-etil-metil-cellulóz-éterrel és hidroxi-propil-metil-cellulóz-éterrel kevert habarcs vízvisszatartásának értékelésére, különböző fokú szubsztitúcióval és moláris helyettesítéssel 45 °C-on.℃, és a statisztikai szoftvert használják A JMP8.02 a tesztadatokat elemzi, hogy tanulmányozza a különböző cellulóz-éterek hatását a habarcs vízvisszatartására meleg körülmények között.

1. Nyersanyagok és vizsgálati módszerek

1.1 Nyersanyagok

Conch P. 042.5 Cement, 50-100 mesh kvarchomok, hidroxi-etil-metil-cellulóz-éter (HEMC) és hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter (HPMC), 40 000 mPa viszkozitású·s. Az egyéb összetevők hatásának elkerülése érdekében a teszt egyszerűsített habarcsképletet alkalmaz, amely 30% cementet, 0,2% cellulóz-étert és 69,8% kvarchomokot tartalmaz, és a hozzáadott víz mennyisége a teljes habarcsképlet 19%-a. Mindkettő tömegarány.

1.2 Környezeti szimulációs módszer

A környezetszimulációs módszer vizsgálókészüléke jód-volfrám lámpákkal, ventilátorokkal, környezeti kamrákkal szimulálja a kültéri hőmérsékletet, páratartalmat, szélsebességet stb., a frissen kevert habarcs minőségi különbségét különböző körülmények között, valamint tesztelje a habarcs vízvisszatartását. Ebben a kísérletben az irodalomban szereplő vizsgálati módszert továbbfejlesztették, és a számítógépet a mérleghez csatlakoztatják az automatikus rögzítéshez és teszteléshez, ezzel csökkentve a kísérleti hibát.

A vizsgálatot szabványos laboratóriumban [hőmérséklet (23±2)°C, relatív páratartalom (50±3)%] nem nedvszívó alapréteg (88 mm belső átmérőjű műanyag edény) felhasználásával 45 °C besugárzási hőmérsékleten°C. A vizsgálati módszer a következő:

(1) Kikapcsolt ventilátor mellett kapcsolja be a jód-volfrám lámpát, és helyezze a műanyag edényt rögzített helyzetbe függőlegesen a jód-volfrám lámpa alá, hogy 1 órán át előmelegítsen;

(2) Mérjük le a műanyag edényt, majd helyezzük a kevert habarcsot a műanyag edénybe, simítsuk el a kívánt vastagságnak megfelelően, majd mérjük le;

(3) Tegye vissza a műanyag edényt az eredeti helyzetébe, és a szoftver vezérli a mérleget úgy, hogy 5 percenként egyszer automatikusan lemérjen, és a teszt 1 óra elteltével véget ér.

2. Eredmények és megbeszélés

Különböző cellulóz-éterekkel kevert habarcs R0 vízvisszatartási arányának számítási eredményei 45 °C-os besugárzás után°C-on 30 percig.

A fenti tesztadatokat a SAS Company statisztikai szoftvercsoport JMP8.02 termékével elemeztük, hogy megbízható elemzési eredményeket kapjunk. Az elemzés folyamata a következő.

2.1 Regresszióanalízis és illesztés

A modellillesztést szabványos legkisebb négyzetekkel végeztük. A mért érték és az előrejelzett érték összehasonlítása a modellillesztés értékelését mutatja, és teljes mértékben grafikusan megjeleníti. A két szaggatott görbe a „95%-os konfidencia intervallumot”, a szaggatott vízszintes vonal pedig az összes adat átlagos értékét jelenti. A szaggatott görbe és A szaggatott vízszintes vonalak metszéspontja azt jelzi, hogy a modell pszeudo-stádiuma jellemző.

Konkrét értékek az illesztési összefoglaláshoz és az ANOVA-hoz. A találó összefoglalóban az R² elérte a 97%-ot, és a varianciaanalízis P-értéke jóval kevesebb volt, mint 0,05. A két feltétel kombinációja továbbá azt mutatja, hogy a modellillesztés jelentős.

2.2 A befolyásoló tényezők elemzése

A kísérlet keretein belül 30 perces besugárzás mellett az illeszkedő befolyásoló tényezők a következők: egyedi tényezőkre vonatkoztatva a cellulóz-éter típusa és a moláris helyettesítési fok alapján kapott p értékek kisebbek, mint 0,05 , amely azt mutatja, hogy a második Ez utóbbi jelentős hatással van a habarcs vízvisszatartására. Ami a kölcsönhatást illeti, a cellulóz-éter típusának, a szubsztitúciós mértéknek (Ds) és a moláris szubsztitúciós foknak (MS) a habarcs vízvisszatartására gyakorolt ​​hatásának illesztési vizsgálati eredményeiből, a cellulóz-éter típusa és a szubsztitúció mértéke, A szubsztitúció mértéke és a moláris helyettesítési fok közötti kölcsönhatás jelentős hatással van a habarcs vízvisszatartására, mert mindkettő p-értéke 0,05-nél kisebb. A faktorok kölcsönhatása azt jelzi, hogy két tényező kölcsönhatása intuitívabban írható le. A kereszt azt jelzi, hogy a kettő erős korrelációt mutat, a párhuzamosság pedig azt, hogy a kettő között gyenge. A faktorkölcsönhatás diagramban vegye fel a területetα ahol például a függőleges típus és a laterális helyettesítési fok kölcsönhatásba lép, a két vonalszakasz metszi egymást, jelezve, hogy a típus és a helyettesítési fok között erős a korreláció, illetve a b területen, ahol a függőleges típus és a moláris laterális helyettesítési fok interact , a két vonalszakasz általában párhuzamos, ami azt jelzi, hogy a típus és a moláris szubsztitúció közötti korreláció gyenge.

2.3 Vízvisszatartás előrejelzése

Az illesztési modell alapján, a különböző cellulóz-étereknek a habarcs vízvisszatartására gyakorolt ​​átfogó hatásának megfelelően, a JMP szoftverrel megjósolják a habarcs vízvisszatartását, és megtalálják a habarcs legjobb vízvisszatartásának paraméterkombinációját. A vízvisszatartási előrejelzés a legjobb habarcs vízvisszatartás és annak fejlődési trendjének kombinációját mutatja, vagyis a HEMC jobb, mint a HPMC típus-összehasonlításban, a közepes és alacsony helyettesítés jobb, mint a magas helyettesítés, és a közepes és magas helyettesítés jobb, mint az alacsony helyettesítés moláris szubsztitúcióban, de ebben a kombinációban nincs szignifikáns különbség a kettő között. Összefoglalva, az alacsony szubsztitúciós fokú és nagy moláris helyettesítési fokú hidroxi-etil-metil-cellulóz-éterek mutatták a legjobb habarcs vízvisszatartást 45 °C-on.℃. Ennél a kombinációnál a rendszer által megadott vízvisszatartás becsült értéke 0,611736±0,014244.

3. Következtetés

(1) Jelentős egyetlen tényezőként a cellulóz-éter típusa jelentős hatással van a habarcs vízvisszatartására, és a hidroxi-etil-metil-cellulóz-éter (HEMC) jobb, mint a hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter (HPMC). Ez azt mutatja, hogy a helyettesítés típusának különbsége a vízvisszatartás különbségéhez vezet. Ugyanakkor a cellulóz-éter típusa is kölcsönhatásba lép a helyettesítés mértékével.

(2) Jelentős egyetlen befolyásoló tényezőként a cellulóz-éter moláris helyettesítési foka csökken, és a habarcs vízvisszatartása csökken. Ez azt mutatja, hogy mivel a cellulóz-éter szubsztituens csoport oldallánca továbbra is éterezési reakción megy keresztül a szabad hidroxilcsoporttal, ez a habarcs vízvisszatartásában is különbségekhez vezet.

(3) A cellulóz-éterek szubsztitúciós foka kölcsönhatásban volt a helyettesítés típusával és moláris mértékével. A szubsztitúció mértéke és a típus között alacsony szubsztitúciós fok esetén a HEMC vízvisszatartása jobb, mint a HPMC-é; nagyfokú szubsztitúció esetén nem nagy a különbség a HEMC és a HPMC között. A szubsztitúció mértéke és a moláris szubsztitúció közötti kölcsönhatásra alacsony szubsztitúciós fokú esetén a kis moláris szubsztitúciós fokú vízvisszatartás jobb, mint a nagy moláris szubsztitúciós fokú vízvisszatartás; A különbség nem óriási.

(4) A hidroxi-etil-metil-cellulóz-éterrel kevert, alacsony szubsztitúciós fokú és nagy moláris helyettesítési fokú habarcs mutatta a legjobb vízvisszatartást meleg körülmények között. A cellulóz-éter típusának, a helyettesítési foknak és a moláris szubsztitúciós foknak a habarcs vízvisszatartására gyakorolt ​​hatásának magyarázatával azonban a mechanikai kérdés ebben a vonatkozásban még további vizsgálatra szorul.