A hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter hatása a gépi permetezett cementhabarcs tulajdonságaira

A cellulóz-éter nélkülözhetetlen adalékanyag a gépi fúvott habarcsban. Négy különböző viszkozitású hidroxipropil-metil-cellulóz (HPMC) hatását vizsgálták a gépi fúvott habarcs vízvisszatartására, sűrűségére, levegőtartalmára, mechanikai tulajdonságaira és pórusméret-eloszlására. Tanulmányok kimutatták, hogy: A HPMC jelentősen javíthatja a habarcs vízvisszatartó képességét, és a vízvisszatartási arány meghaladhatja a 90%-ot, ha a HPMC mennyisége 0,15%. A legnyilvánvalóbb; a habarcs levegőtartalma a HPMC tartalom növekedésével nő: a HPMC nyilvánvalóan csökkenti a cementhabarcs mechanikai tulajdonságait, de nő a habarcs hajtogatási aránya; a habarcs pórusmérete jelentősen megnő a HPMC hozzáadása után, A káros lyukak és a többszörös káros lyukak aránya jelentősen megnőtt.

Kulcsszavak: habarcs; hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter; vízvisszatartás; pórusméret-eloszlás

0. Előszó

Az elmúlt években az ipar folyamatos fejlődésével és a technológia fejlődésével, a külföldi habarcsszóró gépek bevezetésével és továbbfejlesztésével hazánkban nagymértékben fejlődött a mechanikus szórás és vakolás technológiája. A mechanikus permetezőhabarcs különbözik a hagyományos habarcstól, amely nagy vízmegtartó képességet, megfelelő folyékonyságot és bizonyos megereszkedésgátló tulajdonságokat igényel. Általában cellulóz-étert adnak a habarcshoz, amelyek közül a legszélesebb körben használt hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter (HPMC). A HPMC főbb funkciói a habarcsban: kiváló vízvisszatartó képesség, sűrítés és viszkozitás, valamint reológiai beállítás. A HPMC hiányosságait azonban nem lehet figyelmen kívül hagyni. A HPMC légelvezető hatással rendelkezik, ami több belső hibát okoz, és jelentősen csökkenti a habarcs mechanikai tulajdonságait. Ez a cikk a HPMC hatását vizsgálja a habarcs vízvisszatartási arányára, sűrűségére, levegőtartalmára és mechanikai tulajdonságaira makroszkopikus szempontból, valamint a HPMC hatását a habarcs pórusszerkezetére mikroszkópos szempontból.

1. Teszt

1.1 Nyersanyagok

Cement: kereskedelmi forgalomban kapható P·O42,5 cement, 28d hajlító- és nyomószilárdsága 6,9 és 48,2 MPa; homok: Chengde finom folyami homok, 40-100 mesh; cellulóz-éter: hidroxi-propil-alkohol, amelyet egy Hebei-i cég állít elő Metil-cellulóz-éter, fehér por, névleges viszkozitása 40, 100, 150, 200 Pa·S: Víz: tiszta csapvíz.

1.2 Vizsgálati módszer

A JGJ/T 105-2011 „Mechanikai szórásra és vakolásra vonatkozó építési szabályzat” szerint a habarcs konzisztenciája 80-120 mm, a vízvisszatartási arány pedig nagyobb, mint 90%. Ebben a tesztben a mész-homok arányt 1:5-re, a konzisztenciát pedig (93±2)mm, és a cellulóz-étert kívülről összekeverjük, és az adagolását a cementtömeg alapján számítjuk ki. A habarcs alapvető tulajdonságait, mint például a nedves sűrűséget, a levegőtartalmat, a vízvisszatartási arányt és a konzisztenciát a JGJ 70-2009 „Az építőhabarcs alapvető tulajdonságainak vizsgálati módszerei” alapján tesztelik, a levegőtartalmat pedig a sűrűség módszer. A próbatestek előkészítési, hajlító- és nyomószilárdsági vizsgálatait a GB/T 17671-1999 „Módszerek a cementhabarcs homok szilárdságának vizsgálatára (ISO módszer)” alapján végeztük. A pórusméretet higanyporozimetriával vizsgáltuk. A higanyporoziméter modellje AUTOPORE 9500 volt, a mérési tartomány 5,5 nm-től 360-ig terjedt.μm. Összesen 4 tesztsorozatot végeztek el. 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (a számok A, B, C, D).

2. Eredmények és elemzés

2.1 A HPMC hatása a cementhabarcs vízvisszatartási arányára

A vízvisszatartás a habarcs vízmegtartó képességére utal. Gépi permetezésű habarcsban a cellulóz-éter hozzáadása hatékonyan fenntartja a nedvességet, csökkenti a vérzési sebességet, és megfelel a cementalapú anyagok megfelelő hidratációjának követelményeinek.

A HPMC habarcs vízvisszatartó képességére gyakorolt ​​hatásából látható, hogy a HPMC tartalom növekedésével a habarcs vízvisszatartási aránya fokozatosan növekszik. A 100, 150 és 200 Pa viszkozitású cellulóz-éterek görbéi·s alapvetően ugyanaz. Ha a tartalom 0,05-0,15%, a vízvisszatartási arány lineárisan növekszik. Ha a tartalom 0,15%, a vízvisszatartási arány nagyobb, mint 93%..20% után a vízvisszatartás növekvő tendenciája lapossá válik, ami azt jelzi, hogy a HPMC mennyisége közel áll a telítettséghez. A 40 Pa viszkozitású HPMC mennyiségének befolyásolási görbéje·s a vízvisszatartási arányon megközelítőleg egy egyenes. Ha a mennyiség nagyobb, mint 0,15%, a habarcs vízvisszatartási aránya lényegesen alacsonyabb, mint a másik három azonos viszkozitású HPMC-é. Általános vélekedés, hogy a cellulóz-éter vízvisszatartó mechanizmusa a következő: a cellulóz-éter molekulán lévő hidroxilcsoport és az éterkötésen lévő oxigénatom a vízmolekulával társulva hidrogénkötést hoz létre, így a szabad víz kötött vízzé válik. , így jó vízmegtartó hatást fejt ki; Azt is gondolják, hogy a vízmolekulák és a cellulóz-éter molekulaláncok közötti diffúzió lehetővé teszi, hogy a vízmolekulák bejussanak a cellulóz-éter makromolekuláris láncainak belsejébe, és erős kötőerőknek legyenek kitéve, ezáltal javítva a cementiszap vízvisszatartását. A kiváló vízvisszatartás megőrzi a habarcsot homogén, nem könnyen szétválasztható, és jó keverési teljesítményt ér el, miközben csökkenti a mechanikai kopást és növeli a habarcsszóró gép élettartamát.

2.2 A HPMC hatása a cementhabarcs sűrűségére és levegőtartalmára

A HPMC különböző viszkozitásainak és dózisainak a habarcs sűrűségére gyakorolt ​​hatásából látható, hogy ha a HPMC adagolása 0-0,20%, a habarcs sűrűsége a HPMC adagolásának növelésével meredeken csökken, 2050 kg/m-ről.³ körülbelül 1650 kg/m³ , körülbelül 20%-kal csökkent; miután a HPMC-tartalom meghaladja a 0,20%-ot, a sűrűségcsökkenés általában lapos. A négyféle, különböző viszkozitású HPMC-t összehasonlítva látható, hogy minél nagyobb a viszkozitás, annál kisebb a habarcs sűrűsége; a 150 és 200 Pa s HPMC vegyes viszkozitású habarcsok sűrűségi görbéi alapvetően átfedik egymást, ami azt jelzi, hogy a HPMC viszkozitásának tovább növekszik, a habarcs sűrűsége már nem csökken.

A HPMC különböző viszkozitásainak és dózisainak a habarcs levegőtartalmára gyakorolt ​​hatásából látható, hogy a habarcs levegőtartalmának változása ellentétes a habarcs sűrűségével. A levegő mennyisége szinte egyenes vonalban emelkedik; amikor a HPMC tartalom meghaladja a 0,20%-ot, a levegőtartalom alig változik, ami azt jelzi, hogy a habarcs levegőelvezető hatása közel van a telítettséghez. A 150 és 200 Pa viszkozitású HPMC légelvezető hatása·s nagyobb, mint a 40 és 100 Pa viszkozitású HPMC-é·s.

A cellulóz-éter levegőt magával ragadó hatását elsősorban molekulaszerkezete határozza meg. A cellulóz-éternek hidrofil csoportjai (hidroxil-, étercsoportok) és hidrofób csoportjai (metilcsoportok, glükózgyűrűk) egyaránt vannak, és felületaktív anyag. , felületi aktivitással rendelkezik, így légelvonó hatású. Egyrészt a bevezetett gáz golyóscsapágyként működhet a habarcsban, javíthatja a habarcs munkateljesítményét, növelheti a térfogatot és növelheti a teljesítményt, ami a gyártó számára előnyös. Másrészt a levegőt magával ragadó hatás növeli a habarcs levegőtartalmát és a porozitást a kikeményedés után, ami a káros pórusok növekedését és a mechanikai tulajdonságok nagymértékű csökkenését eredményezi. Bár a HPMC rendelkezik bizonyos légelvezető hatással, nem helyettesítheti a levegőt magával ragadó szert. Ezen túlmenően, ha a HPMC-t és a levegőt magával ragadó szert egyidejűleg használják, előfordulhat, hogy a levegőt magával ragadó szer meghibásodik.

2.3 A HPMC hatása a cementhabarcs mechanikai tulajdonságaira

A 28d hajlítószilárdságból és a 28d nyomószilárdságból látható, hogy amikor a HPMC mennyisége csak 0,05%, a habarcs hajlítószilárdsága jelentősen csökken, ami kb. 25%-kal kisebb, mint a HPMC nélküli vakmintaé, ill. a nyomószilárdság csak a vakminta 65%-át érheti el. 80%. Ha a HPMC-tartalom meghaladja a 0,20%-ot, a habarcs hajlítószilárdságának és nyomószilárdságának csökkenése nem nyilvánvaló. A HPMC viszkozitása kevéssé befolyásolja a habarcs mechanikai tulajdonságait. A HPMC sok apró légbuborékot vezet be, és a habarcs levegőbevonó hatása növeli a habarcs belső porozitását és káros pórusait, ami a nyomószilárdság és a hajlítószilárdság jelentős csökkenését eredményezi. A habarcsszilárdság csökkenésének másik oka a cellulóz-éter vízvisszatartó hatása, amely a vizet a megszilárdult habarcsban tartja, a nagy vízkötőanyag arány pedig a próbatömb szilárdságának csökkenéséhez vezet. A mechanikus építőhabarcsok esetében a cellulóz-éter ugyan jelentősen növelheti a habarcs vízvisszatartási arányát és javíthatja a bedolgozhatóságát, de ha túl nagy mennyiség, az komolyan befolyásolja a habarcs mechanikai tulajdonságait, ezért a kettő kapcsolatát ésszerűen kell mérlegelni.

A 28 napos hajtogatási arányból látható, hogy a HPMC tartalom növekedésével a habarcs összesített hajtogatási aránya növekvő tendenciát mutat, ami alapvetően lineáris összefüggés. Ennek az az oka, hogy a hozzáadott cellulóz-éter nagyszámú légbuborékot vezet be, ami több hibát okoz a habarcs belsejében, ami a habarcs nyomószilárdságának éles csökkenését eredményezi, és bár a hajlítószilárdság is csökken bizonyos mértékig; de a cellulóz-éter javíthatja a habarcs rugalmasságát és ellenáll. A hajtogatási szilárdság kedvező, ami lassítja a csökkenést. Átfogóan tekintve a kettő együttes hatása a hajtási arány növekedését eredményezi.

2.4 A HPMC hatása a habarcs pórusméretére

Az A, B, C és D minták négy csoportjának pórusméret-eloszlási görbéit higany behatolásos porozimetriával mértük.

A pórusméret-eloszlási görbe, a pórusméret-eloszlási adatok és az AD minták különböző statisztikai paraméterei alapján a HPMC nagy hatással van a cementhabarcs pórusszerkezetére:

(1) A HPMC hozzáadása után a cementhabarcs pórusmérete jelentősen megnő. A pórusméret-eloszlási görbén a kép területe jobbra mozdul el, a csúcsértéknek megfelelő pórusérték pedig nagyobb lesz. A különböző statisztikai paraméterek vizsgálati eredményeiben a pórusméret-eloszlás és a medián pórusméret statisztikai adataiból is látható, hogy a cementhabarcs medián pórusmérete HPMC hozzáadása után szignifikánsan nagyobb, mint a vakmintáé, ill. a 0,3%-os adagolású mintában Az értéknyílás 2 nagyságrenddel nagyobb, mint a vakminta.

(2) Wu Zhongwei et al. A beton pórusait négy típusra osztotta, amelyek ártalmatlan pórusok (≤20 nm), kevés káros pórus (20–100 nm), káros pórusok (100–200 nm) és sok káros pórus (≥200 nm). 200 nm). A pórusméret-eloszlás statisztikai adataiból és a különböző statisztikai paraméterek vizsgálati eredményeiből látható, hogy a HPMC hozzáadása után jelentősen csökken az ártalmatlan vagy kevésbé káros pórusok száma, illetve nő a káros pórusok vagy a károsabb pórusok száma. A HPMC nélküli minta ártalmatlan vagy kevésbé káros pórusai körülbelül 49,4%, az ártalmatlan vagy kevésbé káros pórusok pedig jelentősen csökkennek a HPMC hozzáadása után. Példaként 0,1%-os adagolás esetén az ártalmatlan vagy kevésbé káros pórusok körülbelül 45%-kal csökkennek. , a 10-nél nagyobb káros pórusok számaμm körülbelül 9-szeresére nőtt.

3) A medián pórusátmérő, az átlagos pórusátmérő, a fajlagos pórustérfogat és a fajlagos felület nem követ túl szigorú változási szabályt a HPMC tartalom növekedésével, ami összefüggésben lehet a mintaválasztás nagy szórásával a higanyinjektálási tesztben. Összességében azonban a HPMC-vel kevert minta átlagos pórusátmérője, átlagos pórusátmérője és fajlagos pórustérfogata általában nő a vakmintához képest, miközben a fajlagos felület csökken.

3. Következtetés

(1) A habarcs vízvisszatartási aránya a HPMC tartalom növekedésével nő. A cellulóz-éter görbéi 100, 150 és 200 Pa viszkozitású·Az S alapvetően ugyanaz, és a vízvisszatartási arány nagyobb, mint 93%, ha a tartalom 0,15%. Amikor a tartalom 40 Pa·s cellulóz-éter nagyobb, mint 0,15%, a vízvisszatartási arány alacsonyabb, mint a másik három viszkozitású HPMC-é.

(2) A habarcs sűrűsége a HPMC tartalom növekedésével fokozatosan csökken, és a tartalom 0,05%. A sűrűségcsökkenés a legszembetűnőbb 0,20%, körülbelül 20%; ha a tartalom meghaladja a 0,20%-ot, a sűrűség alig változik; a habarcs levegőtartalma a HPMC tartalom növekedésével nő.

(3) A HPMC tartalom növekedése nyilvánvalóan csökkenti a cementhabarcs mechanikai tulajdonságait, de nő a habarcs megfelelő hajtogatási aránya, és jobb lesz a habarcs rugalmassága.

(4) A HPMC hozzáadása után a habarcs pórusmérete jelentősen megnő, a káros pórusok és a többszörösen káros pórusok aránya pedig jelentősen megnő. A 0,1% HPMC-tartalmú minta körülbelül 45%-kal csökkent a nem vagy kevésbé káros pórusokat tartalmazó vakmintához képest, és a 10-nél nagyobb káros pórusok számaμm körülbelül 9-szeresére nőtt.