Pengaruh selulosa eter terhadap retensi air

Metode simulasi lingkungan digunakan untuk mempelajari pengaruh selulosa eter dengan derajat substitusi dan substitusi molar yang berbeda terhadap retensi air mortar dalam kondisi panas. Analisis hasil pengujian menggunakan alat statistik menunjukkan bahwa hidroksietil metil selulosa eter dengan derajat substitusi rendah dan derajat substitusi molar tinggi menunjukkan retensi air terbaik pada mortar.

Kata kunci: selulosa eter: retensi air; mortir; metode simulasi lingkungan; kondisi panas

Karena keunggulannya dalam pengendalian kualitas, kemudahan penggunaan dan transportasi, serta perlindungan lingkungan, mortar campuran kering saat ini semakin banyak digunakan dalam konstruksi bangunan. Mortar campuran kering digunakan setelah menambahkan air dan pencampuran di lokasi konstruksi. Air memiliki dua fungsi utama: satu untuk memastikan kinerja konstruksi mortar, dan yang lainnya untuk memastikan hidrasi material semen sehingga mortar dapat mencapai sifat fisik dan mekanik yang diperlukan setelah pengerasan. Dari selesainya penambahan air pada mortar hingga selesainya konstruksi hingga memperoleh sifat fisik dan mekanik yang memadai, air bebas akan bermigrasi ke dua arah selain menghidrasi semen: penyerapan lapisan dasar dan penguapan permukaan. Dalam kondisi panas atau terkena sinar matahari langsung, uap air menguap dengan cepat dari permukaan. Dalam kondisi panas atau di bawah sinar matahari langsung, mortar harus dapat menahan kelembapan dengan cepat dari permukaan dan mengurangi kehilangan air bebas. Kunci untuk mengevaluasi retensi air pada mortar adalah menentukan metode pengujian yang tepat. Li Wei dkk. mempelajari metode uji retensi air mortar dan menemukan bahwa dibandingkan dengan metode filtrasi vakum dan metode kertas saring, metode simulasi lingkungan dapat secara efektif mengkarakterisasi retensi air mortar pada suhu lingkungan yang berbeda.

Selulosa eter adalah bahan penahan air yang paling umum digunakan dalam produk mortar campuran kering. Selulosa eter yang paling umum digunakan dalam mortar campuran kering adalah hidroksietil metil selulosa eter (HEMC) dan hidroksipropil metil selulosa eter (HPMC). Gugus substituen yang sesuai adalah hidroksietil, metil dan hidroksipropil, metil. Derajat substitusi (DS) selulosa eter menunjukkan derajat substitusi gugus hidroksil pada setiap unit anhidroglukosa, dan derajat substitusi molar (MS) menunjukkan bahwa jika gugus pengganti mengandung gugus hidroksil, maka reaksi substitusi berlanjut. melakukan reaksi eterifikasi dari gugus hidroksil bebas baru. derajat. Struktur kimia dan derajat substitusi selulosa eter merupakan faktor penting yang mempengaruhi pengangkutan uap air dalam mortar dan struktur mikro mortar. Peningkatan berat molekul selulosa eter akan meningkatkan retensi air mortar, dan perbedaan derajat substitusi juga akan mempengaruhi retensi air mortar.

Faktor utama lingkungan konstruksi mortar campuran kering meliputi suhu lingkungan, kelembaban relatif, kecepatan angin dan curah hujan. Mengenai iklim panas, Komite 305 ACI (American Concrete Institute) mendefinisikannya sebagai kombinasi faktor seperti suhu atmosfer yang tinggi, kelembapan relatif yang rendah, dan kecepatan angin, yang mengganggu kualitas atau kinerja beton segar atau mengeras pada jenis cuaca ini. Musim panas di negara saya sering kali merupakan musim puncak pembangunan berbagai proyek konstruksi. Konstruksi di daerah beriklim panas dengan suhu tinggi dan kelembapan rendah, terutama bagian mortar di belakang dinding dapat terkena sinar matahari, yang akan mempengaruhi pencampuran segar dan pengerasan mortar campuran kering. Efek signifikan terhadap kinerja seperti berkurangnya kemampuan kerja, dehidrasi, dan hilangnya kekuatan. Cara memastikan kualitas mortar campuran kering dalam konstruksi iklim panas telah menarik perhatian dan penelitian para teknisi industri mortar dan personel konstruksi.

Dalam tulisan ini, metode simulasi lingkungan digunakan untuk mengevaluasi retensi air mortar yang dicampur dengan hidroksietil metil selulosa eter dan hidroksipropil metil selulosa eter dengan derajat substitusi dan substitusi molar yang berbeda pada suhu 45.℃, dan perangkat lunak statistik yang digunakan JMP8.02 menganalisis data pengujian untuk mempelajari pengaruh berbagai selulosa eter terhadap retensi air mortar dalam kondisi panas.

1. Bahan baku dan metode pengujian

1.1 Bahan mentah

Conch P. 042.5 Semen, pasir kuarsa 50-100 mesh, hidroksietil metilselulosa eter (HEMC) dan hidroksipropil metilselulosa eter (HPMC) dengan kekentalan 40000mPa·S. Untuk menghindari pengaruh komponen lain, pengujian ini menggunakan formula mortar yang disederhanakan, termasuk 30% semen, 0,2% selulosa eter, dan 69,8% pasir kuarsa, dan jumlah air yang ditambahkan adalah 19% dari total formula mortar. Keduanya adalah rasio massa.

1.2 Metode simulasi lingkungan

Perangkat uji metode simulasi lingkungan menggunakan lampu yodium-tungsten, kipas angin, dan ruang lingkungan untuk mensimulasikan suhu luar ruangan, kelembapan, dan kecepatan angin, dll., untuk menguji perbedaan kualitas mortar yang baru dicampur dalam kondisi berbeda, dan untuk uji retensi air mortar. Dalam percobaan ini, metode pengujian dalam literatur telah ditingkatkan, dan komputer dihubungkan ke timbangan untuk pencatatan dan pengujian otomatis, sehingga mengurangi kesalahan percobaan.

Pengujian dilakukan di laboratorium standar [suhu (23±2)°C, kelembaban relatif (50±3)%] menggunakan lapisan dasar non-penyerap (piringan plastik dengan diameter dalam 88mm) pada suhu penyinaran 45°C. Cara pengujiannya adalah sebagai berikut:

(1) Dengan kipas angin dimatikan, nyalakan lampu yodium-tungsten, dan letakkan piring plastik pada posisi tetap secara vertikal di bawah lampu yodium-tungsten untuk dipanaskan terlebih dahulu selama 1 jam;

(2) Timbang cawan plastik, kemudian masukkan mortar yang sudah diaduk ke dalam cawan plastik, ratakan sesuai ketebalan yang dibutuhkan, lalu timbang;

(3) Kembalikan wadah plastik ke posisi semula, dan perangkat lunak mengontrol timbangan untuk menimbang secara otomatis setiap 5 menit sekali, dan pengujian berakhir setelah 1 jam.

2. Hasil dan pembahasan

Hasil perhitungan laju retensi air R0 mortar dicampur selulosa eter yang berbeda setelah diiradiasi pada suhu 45°C selama 30 menit.

Data pengujian di atas dianalisis menggunakan produk JMP8.02 dari grup perangkat lunak statistik SAS Company, untuk memperoleh hasil analisis yang andal. Proses analisisnya adalah sebagai berikut.

2.1 Analisis dan penyesuaian regresi

Pemasangan model dilakukan dengan kuadrat terkecil standar. Perbandingan antara nilai terukur dan nilai prediksi menunjukkan evaluasi kesesuaian model, dan ditampilkan secara grafis secara lengkap. Dua kurva putus-putus mewakili “interval kepercayaan 95%”, dan garis horizontal putus-putus mewakili nilai rata-rata seluruh data. Kurva putus-putus dan perpotongan garis horizontal putus-putus menunjukkan bahwa model pseudo-stage tipikal.

Nilai khusus untuk ringkasan yang sesuai dan ANOVA. Dalam ringkasan yang pas, R² mencapai 97%, dan nilai P dalam analisis varians jauh lebih kecil dari 0,05. Kombinasi kedua kondisi tersebut semakin menunjukkan bahwa model fitting bersifat signifikan.

2.2 Analisis Faktor-Faktor yang Mempengaruhi

Dalam lingkup percobaan ini, pada kondisi penyinaran 30 menit, faktor pengaruh yang sesuai adalah sebagai berikut: dalam faktor tunggal, nilai p yang diperoleh jenis selulosa eter dan derajat substitusi molar semuanya kurang dari 0,05 , yang menunjukkan bahwa kedua Yang terakhir memiliki dampak yang signifikan terhadap retensi air pada mortar. Sedangkan interaksinya, dari hasil percobaan hasil analisis fitting pengaruh jenis selulosa eter, derajat substitusi (Ds) dan derajat substitusi molar (MS) terhadap retensi air mortar, jenis selulosa eter dan derajat substitusi, Interaksi antara derajat substitusi dan derajat substitusi molar berpengaruh nyata terhadap retensi air mortar, karena nilai p keduanya kurang dari 0,05. Interaksi faktor-faktor menunjukkan bahwa interaksi dua faktor digambarkan lebih intuitif. Persilangan menunjukkan bahwa keduanya memiliki korelasi yang kuat, dan paralelisme menunjukkan bahwa keduanya memiliki korelasi yang lemah. Dalam diagram interaksi faktor, ambil luasnyaα dimana tipe vertikal dan derajat substitusi lateral berinteraksi sebagai contoh, kedua ruas garis berpotongan, menunjukkan bahwa korelasi antara tipe dan derajat substitusi adalah kuat, dan di daerah b dimana tipe vertikal dan derajat substitusi lateral molar berinteraksi, kedua ruas garis cenderung sejajar, menunjukkan bahwa korelasi antara jenis dan substitusi molar lemah.

2.3 Prediksi retensi air

Berdasarkan model pemasangan, berdasarkan pengaruh komprehensif selulosa eter yang berbeda terhadap retensi air mortar, retensi air mortar diprediksi oleh perangkat lunak JMP, dan kombinasi parameter untuk retensi air mortar terbaik ditemukan. Prediksi retensi air menunjukkan kombinasi retensi air mortar terbaik dan tren perkembangannya, yaitu HEMC lebih baik daripada HPMC dalam perbandingan jenis, substitusi sedang dan rendah lebih baik daripada substitusi tinggi, dan substitusi sedang dan tinggi lebih baik daripada substitusi rendah dalam substitusi molar, namun Tidak ada perbedaan yang signifikan antara keduanya dalam kombinasi ini. Kesimpulannya, hidroksietil metil selulosa eter dengan derajat substitusi rendah dan derajat substitusi molar tinggi menunjukkan retensi air mortar terbaik pada suhu 45℃. Berdasarkan kombinasi ini, nilai prediksi retensi air yang diberikan oleh sistem adalah 0,611736±0,014244.

3. Kesimpulan

(1) Sebagai faktor tunggal yang signifikan, jenis selulosa eter memiliki pengaruh yang signifikan terhadap retensi air mortar, dan hidroksietil metil selulosa eter (HEMC) lebih baik daripada hidroksipropil metil selulosa eter (HPMC). Hal ini menunjukkan bahwa perbedaan jenis substitusi akan menyebabkan perbedaan retensi air. Pada saat yang sama, jenis selulosa eter juga berinteraksi dengan derajat substitusi.

(2) Sebagai faktor tunggal yang signifikan yang mempengaruhi, derajat substitusi molar selulosa eter menurun, dan retensi air mortar cenderung menurun. Hal ini menunjukkan bahwa rantai samping gugus substituen selulosa eter yang terus mengalami reaksi eterifikasi dengan gugus hidroksil bebas juga akan menyebabkan perbedaan retensi air mortar.

(3) Derajat substitusi selulosa eter berinteraksi dengan jenis dan derajat substitusi molar. Antara derajat substitusi dan jenisnya, dalam kasus derajat substitusi rendah, retensi air HEMC lebih baik dibandingkan HPMC; dalam kasus substitusi tingkat tinggi, perbedaan antara HEMC dan HPMC tidak besar. Untuk interaksi antara derajat substitusi dan substitusi molar, pada kasus derajat substitusi molar rendah, retensi air pada derajat substitusi molar rendah lebih baik dibandingkan dengan derajat substitusi molar tinggi; Perbedaannya tidak terlalu besar.

(4) Mortar yang dicampur dengan hidroksietil metil selulosa eter dengan derajat substitusi rendah dan derajat substitusi molar tinggi menunjukkan retensi air terbaik pada kondisi panas. Namun bagaimana menjelaskan pengaruh jenis selulosa eter, derajat substitusi dan derajat substitusi molar terhadap retensi air mortar, permasalahan mekanistik pada aspek ini masih memerlukan kajian lebih lanjut.