Cellulóz-éter önterülő habarcson

A hatásokhidroxi-propil-metil-cellulóz-éterAz önterülő habarcs folyékonyságát, vízvisszatartását és kötési szilárdságát vizsgáltuk. Az eredmények azt mutatják, hogy a HPMC hatékonyan javítja az önterülő habarcs vízvisszatartását és csökkenti a habarcs konzisztenciáját. A HPMC bevezetése javíthatja a habarcs tapadási szilárdságát, de csökken a nyomószilárdság, a hajlítószilárdság és a folyékonyság. A mintákon SEM kontraszt tesztet végeztünk, és a HPMC hatását a habarcs késleltető hatására, vízvisszatartó hatására és szilárdságára tovább magyaráztuk a cement 3. és 28. napos hidratációs folyamatából.

Kulcsszavak:önterülő habarcs; cellulóz-éter; Folyékonyság; Vízvisszatartás

0. Bevezetés

Az önterülő habarcs a saját súlyára támaszkodva lapos, sima és erős alapot képezhet az aljzaton, így más anyagokat fektethet le vagy ragaszthat, és nagy területen képes nagy hatékonyságú építést végezni, ezért a nagy likviditás az önterülő habarcs nagyon fontos jellemzője; Különösen nagy térfogatú, megerősített sűrű vagy 10 mm-nél kisebb hézagkitöltésnél vagy fugázóanyag megerősítő felhasználásánál. A jó folyékonyság mellett az önterülő habarcsnak bizonyos vízvisszatartással és kötési szilárdsággal kell rendelkeznie, nem kell vérzéses szegregációs jelenség, valamint az adiabatikus és alacsony hőmérséklet-emelkedés jellemzőivel kell rendelkeznie.

Az önterülő habarcs általában jó folyékonyságot igényel, de a cementiszap tényleges folyékonysága általában csak 10-12 cm. Az önterülő habarcs öntömörödő lehet, és a kezdeti kötési idő hosszú, a végső kötési idő pedig rövid. A cellulóz-éter a készre kevert habarcsok egyik fő adaléka, bár a hozzáadott mennyiség nagyon alacsony, de jelentősen javíthatja a habarcs teljesítményét, javíthatja a habarcs konzisztenciáját, a munkateljesítményt, a kötési teljesítményt és a vízvisszatartási teljesítményt, nagyon fontos szerepet tölt be a készhabarcsok területén.

1. Nyersanyagok és kutatási módszerek

1.1 Nyersanyagok

(1) Közönséges P·O 42,5 minőségű cement.

(2) Homok anyaga: Xiamen mosott tengeri homok, részecskeméret 0,3–0,6 mm, víztartalom 1% ~ 2%, mesterséges szárítás.

(3) Cellulóz-éter: a hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter a metoxi-, illetve a hidroxi-propil-csoporttal helyettesített hidroxil terméke, amelynek viszkozitása 300 mpa·s. Jelenleg a legtöbb használt cellulóz-éter hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter és hidroxi-etil-metil-cellulóz-éter.

(4) szuperlágyító: polikarbonsav szuperlágyító.

(5) Rediszpergálható latexpor: A Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. által gyártott HW5115 sorozat egy VAC/VeoVa által kopolimerizált újradiszpergálható latexpor.

1.2 Vizsgálati módszerek

A vizsgálatot a JC/T 985-2005 „Cement alapú önterülő habarcs talajhoz” ipari szabvány szerint végezték el. A kötési időt a JC/T 727 cementpaszta standard konzisztenciájára és kötési idejére hivatkozva határoztuk meg. Önterülő habarcs próbatest alakítás, hajlítás és nyomószilárdság vizsgálat GB/T 17671. A kötési szilárdság vizsgálati módja: A 80mmx80mmx20mm méretű habarcs próbatömb előre elkészített, életkora 28 nap felett van. A felületet érdesítjük, a felületről telített vizet 10 perces nedvesítés után letöröljük. A polírozott felületre öntik a habarcs próbadarabot 40mmx40mmx10mm méretben. A kötési szilárdságot a tervezési korban tesztelik.

Pásztázó elektronmikroszkópiát (SEM) alkalmaztunk a cementált anyagok morfológiájának elemzésére iszapban. A vizsgálatban az összes poranyag keverési módja a következő: először az egyes komponensek poranyagait egyenletesen összekeverjük, majd hozzáadjuk a javasolt vízhez az egyenletes keverés érdekében. A cellulóz-éter önterülő habarcsra gyakorolt ​​hatását szilárdsági, vízvisszatartási, folyékonysági és SEM mikroszkópos tesztekkel elemeztük.

2. Eredmények és elemzés

2.1 Mobilitás

A cellulóz-éter fontos hatással van az önterülő habarcs vízvisszatartására, állagára és szerkezeti teljesítményére. Különösen önterülő habarcsként a folyékonyság az egyik fő mutató az önterülő habarcs teljesítményének értékeléséhez. A habarcs normál összetételének biztosítása érdekében a habarcs folyékonysága a cellulóz-éter-tartalom változtatásával szabályozható.

A cellulóz-éter tartalom növekedésével. A habarcs folyékonysága fokozatosan csökken. Ha az adagolás 0,06%, a habarcs folyékonysága több mint 8%-kal, 0,08%-os adagolás esetén pedig több mint 13,5%-kal csökken. Ugyanakkor az életkor meghosszabbodásával a magas dózis azt jelzi, hogy a cellulóz-éter mennyiségét egy bizonyos tartományon belül szabályozni kell, a túl magas adagolás negatív hatással lesz a habarcs folyékonyságára. A habarcsban lévő víz és cement alkotja a tiszta iszapot, hogy kitöltse a homokrést, és körbetekerje a homokot, hogy kenő szerepet töltsön be, így a habarcsnak bizonyos folyékonysága van. A cellulóz-éter bevezetésével viszonylag csökken a rendszer szabad víztartalma, és csökken a homok külső falán lévő bevonatréteg, így csökken a habarcs folyása. A nagy folyékonyságú önterülő habarcs igénye miatt a cellulóz-éter mennyiségét ésszerű tartományban kell szabályozni.

2.2 Vízvisszatartás

A habarcs vízvisszatartása fontos mutató a frissen kevert cementhabarcs összetevőinek stabilitásának mérésére. Megfelelő mennyiségű cellulóz-éter hozzáadásával javítható a habarcs vízvisszatartása. Annak érdekében, hogy a cementáló anyag hidratációs reakciója teljes mértékben megvalósuljon, ésszerű mennyiségű cellulóz-éter képes hosszú ideig a habarcsban tartani a vizet, hogy biztosítsa a cementáló anyag hidratációs reakciójának teljes végrehajtását.

A cellulóz-éter vízvisszatartó szerként használható, mivel a hidroxil- és éterkötéseken lévő oxigénatomok vízmolekulákkal kapcsolódnak össze, és így hidrogénkötéseket hoznak létre, így a szabad víz egyesült vízzé válik. A cellulóz-éter-tartalom és a habarcs vízvisszatartó képessége közötti összefüggésből látható, hogy a habarcs vízvisszatartási aránya a cellulóz-éter-tartalom növekedésével nő. A cellulóz-éter vízvisszatartó hatása megakadályozhatja, hogy az aljzat túl sok és túl gyors vizet szívjon fel, és megakadályozza a víz elpárolgását, így biztosítva, hogy a hígtrágya környezet elegendő vizet biztosítson a cementhidratációhoz. Vannak olyan tanulmányok is, amelyek azt mutatják, hogy a cellulóz-éter mennyisége mellett annak viszkozitása (molekulatömege) is nagyobb hatással van a habarcs vízvisszatartására, minél nagyobb a viszkozitás, annál jobb a vízvisszatartás. Az önterülő habarcshoz általában 400 MPa·S viszkozitású cellulóz-étert használnak, amely javíthatja a habarcs szintező teljesítményét és javíthatja a habarcs tömörségét. Ha a viszkozitás meghaladja a 40000 MPa·S-t, a vízvisszatartó képesség már nem javul jelentősen, és nem alkalmas önterülő habarcshoz.

Ebben a vizsgálatban cellulóz-éteres habarcsból és cellulóz-éter nélküli habarcsból vettek mintákat. A minták egy része 3d korú minta volt, a 3d korú minták másik része pedig 28 napra standard térhálósítással készült, majd a mintákban a cementhidratációs termékek képződését SEM-mel vizsgáltuk.

A cement hidratációs termékei a vakmintában a habarcsmintában 3 napos korban többek, mint a cellulóz-éteres mintában, 28 napos korban pedig a cellulóz-éteres mintában lévő hidratációs termékek sokkal többek, mint a vakmintában. A víz korai hidratálása késik, mivel a cementszemcsék felületén korai stádiumban a cellulóz-éter által alkotott összetett filmréteg van. A kor előrehaladtával azonban a hidratációs folyamat lassan megy végbe. Ebben az időben a cellulóz-éter vízvisszatartása a zagyon elegendő vizet tesz a zagyban ahhoz, hogy kielégítse a hidratációs reakció igényeit, ami elősegíti a hidratációs reakció teljes lefolyását. Ezért a későbbi szakaszban több hidratáló termék van a zagyban. Viszonylagosan több szabad víz van a vakmintában, ami kielégíti a korai cementreakció vízigényét. A hidratációs folyamat előrehaladtával azonban a mintában lévő víz egy része a korai hidratációs reakcióban elfogy, a másik része pedig a párolgás következtében elveszik, aminek következtében a későbbi szuszpenzióban nem lesz elegendő víz. Ezért a 3D hidratációs termékek a vakmintában viszonylag többek. A hidratációs termékek mennyisége jóval kevesebb, mint a cellulóz-étert tartalmazó mintában lévő hidratációs termékek mennyisége. Ezért a hidratációs termékek szemszögéből ismételten elmagyarázzuk, hogy megfelelő mennyiségű cellulóz-éter habarcshoz való hozzáadása valóban javíthatja a zagy vízvisszatartását.

2.3 Idő beállítása

A cellulóz-éter bizonyos késleltető hatással bír a habarcsra, a cellulóz-éter tartalom növekedésével. Ekkor a habarcs kötési ideje meghosszabbodik. A cellulóz-éter késleltető hatása közvetlenül összefügg szerkezeti jellemzőivel. A cellulóz-éter dehidratált glükózgyűrűs szerkezettel rendelkezik, amely kalcium-ionokkal cukor-kalcium-molekuláris komplex kaput képezhet a cementhidratációs oldatban, csökkenti a kalciumionok koncentrációját a cementhidratációs indukciós periódusban, megakadályozza a Ca(OH)2 és kalciumsó képződését és kicsapódását kristályok, hogy késleltesse a cement hidratációs folyamatát. A cellulóz-éter késleltető hatása a cementszuszpenzióra főként az alkil szubsztitúciós fokától függ, és alig van összefüggésben annak molekulatömegével. Minél kisebb az alkil helyettesítési foka, minél nagyobb a hidroxiltartalom, annál nyilvánvalóbb a késleltető hatás. L. Semitz et al. úgy vélték, hogy a cellulóz-éter molekulák főként hidratációs termékeken, például C-S-H és Ca(OH)2 adszorbeálódnak, és ritkán adszorbeálódnak eredeti klinker ásványokon. A cementhidratációs folyamat SEM elemzésével kombinálva azt találtuk, hogy a cellulóz-éter bizonyos késleltető hatással rendelkezik, és minél magasabb a cellulóz-éter-tartalom, annál nyilvánvalóbb a komplex filmréteg késleltető hatása a cement korai hidratálására, ezért a nyilvánvalóbb a késleltető hatás.

2.4 Hajlítószilárdság és nyomószilárdság

Általában a szilárdság az egyik fontos értékelési mutatója a cement alapú cementkötésű anyagok keverékek térhálósító hatásának. A nagy áramlási teljesítmény mellett az önterülő habarcsnak bizonyos nyomószilárdsággal és hajlítószilárdsággal is rendelkeznie kell. Ebben a vizsgálatban a cellulóz-éterrel kevert vakhabarcs 7 és 28 napos nyomószilárdságát és hajlítószilárdságát tesztelték.

A cellulóz-éter tartalom növekedésével a habarcs nyomószilárdsága és hajlítószilárdsága különböző amplitúdókkal csökken, a tartalom kicsi, a szilárdságra gyakorolt ​​​​hatás nem nyilvánvaló, de 0,02% feletti tartalomnál a szilárdságveszteség növekedése nyilvánvalóbb , ezért a cellulóz-éter alkalmazásánál a habarcs vízvisszatartásának javítására, de figyelembe kell venni a szilárdság változását is.

A habarcs nyomó- és hajlítószilárdságának csökkenésének okai. A következő szempontok szerint elemezhető. Először is, korai szilárdságú és gyorsan keményedő cementet nem használtak a vizsgálatban. A szárazhabarcs vízzel való összekeverésekor néhány cellulóz-éter-gumi porszemcsét először a cementszemcsék felületén adszorbeáltak, így latex filmet alkottak, ami késleltette a cement hidratációját és csökkentette a habarcsmátrix korai szilárdságát. Másodszor, az önterülő habarcs helyszíni elkészítésének munkakörnyezetének szimulálása érdekében a vizsgálatban szereplő összes minta nem szenvedett vibrációt az előkészítés és a formázás során, és önsúlyozásra támaszkodott. A cellulóz-éter habarcsban erős vízmegtartó képessége miatt a habarcs keményedés után nagyszámú pórus maradt a mátrixban. A habarcs porozitásának növekedése is fontos oka a habarcs nyomó- és hajlítószilárdságának csökkenésének. Ezenkívül a cellulóz-éter habarcshoz való hozzáadása után megnő a rugalmas polimer tartalma a habarcs pórusaiban. Amikor a mátrixot préselik, a rugalmas polimer nehezen tud merev támasztó szerepet játszani, ami bizonyos mértékig befolyásolja a mátrix szilárdsági teljesítményét is.

2.5 Ragasztási szilárdság

A cellulóz-éter nagy hatással van a habarcs kötési tulajdonságaira, és széles körben használják önterülő habarcsok kutatásában és készítésében.

Ha a cellulóz-éter tartalom 0,02% és 0,10% között van, a habarcs kötési szilárdsága nyilvánvalóan javul, és a kötési szilárdság 28 napnál sokkal nagyobb, mint 7 napnál. A cellulóz-éter zárt polimer filmet képez a cementhidratáló részecskék és a folyadékfázisú rendszer között, ami több vizet biztosít a polimer filmben a cementrészecskéken kívül, ami elősegíti a cement teljes hidratációját, így javítja a paszta kötési szilárdságát. keményedés után. Ugyanakkor a megfelelő mennyiségű cellulóz-éter növeli a habarcs plaszticitását és rugalmasságát, csökkenti a habarcs és a szubsztrátum határfelülete közötti átmeneti zóna merevségét, csökkenti a határfelületek közötti csúszási feszültséget, és fokozza a habarcs és a hordozó közötti kötési hatást. bizonyos mértékig. A cementiszap cellulóz-éter jelenléte miatt speciális határfelületi átmeneti zóna és határfelületi réteg képződik a habarcsszemcsék és a hidratációs termékek között. Ez a határfelületi réteg rugalmasabbá és kevésbé merevebbé teszi a határfelületi átmeneti zónát, így a habarcs erős kötési szilárdsággal rendelkezik.

3. Következtetés és megbeszélés

A cellulóz-éter javíthatja az önterülő habarcs vízvisszatartását. A cellulóz-éter mennyiségének növelésével a habarcs vízvisszatartása fokozatosan javul, a habarcs folyékonysága és kötési ideje bizonyos mértékig csökken. A túl magas vízvisszatartás növeli a megszilárdult iszap porozitását, ami miatt a megkeményedett habarcs nyomó- és hajlítószilárdsága nyilvánvalóan csökkenhet. A vizsgálat során a szilárdság szignifikánsan csökkent, ha az adagolás 0,02% és 0,04% között volt, és minél több a cellulóz-éter mennyisége, annál nyilvánvalóbb a késleltető hatás. Ezért a cellulóz-éter alkalmazásakor átfogóan figyelembe kell venni az önterülő habarcs mechanikai tulajdonságait, az adagolás ésszerű megválasztását és a szinergetikus hatást más vegyi anyagokkal.

A cellulóz-éter használata csökkentheti a cementiszap nyomószilárdságát és hajlítószilárdságát, és javíthatja a habarcs kötési szilárdságát. A szilárdságváltozás okainak elemzése, amelyet elsősorban a mikrotermékek és a szerkezet változása okoz, egyrészt a cementszemcsék felületén először adszorbeálódott cellulóz-éter-gumi porszemcsék, latex film képződés, késleltetik a hidratációt cement, amely a hígtrágya korai szilárdságának elvesztését okozza; Másrészt filmképző hatásának és vízmegtartó hatásának köszönhetően elősegíti a cement teljes hidratációját és a kötési szilárdság javulását. A szerző úgy véli, hogy ez a kétféle szilárdsági változás elsősorban a beállítási periódus határában létezik, és ennek a határnak az előrehaladása és késése lehet az a kritikus pont, amely a kétféle erősség nagyságát okozza. Ennek a kritikus pontnak a mélyrehatóbb és szisztematikusabb vizsgálata elősegíti a zagyban lévő cementált anyag hidratációs folyamatának jobb szabályozását és elemzését. Hasznos a cellulóz-éter mennyiségének és a kikeményedési időnek a habarcs mechanikai tulajdonságainak igénye szerint történő beállítása a habarcs teljesítményének javítása érdekében.