Selulosa eter pada mortar self-leveling

Efek darihidroksipropil metil selulosa eterpada fluiditas, retensi air dan kekuatan ikatan mortar self-leveling dipelajari. Hasilnya menunjukkan bahwa HPMC dapat secara efektif meningkatkan retensi air pada mortar self-leveling dan mengurangi konsistensi mortar. Pengenalan HPMC dapat meningkatkan kekuatan ikatan mortar, namun kekuatan tekan, kekuatan lentur dan fluiditas berkurang. Uji kontras SEM dilakukan pada sampel, dan pengaruh HPMC terhadap efek perlambatan, efek retensi air dan kekuatan mortar dijelaskan lebih lanjut dari proses hidrasi semen pada 3 dan 28 hari.

Kata kunci:mortar self-leveling; selulosa eter; Ketidakstabilan; Retensi air

0. Pendahuluan

Mortar self-leveling dapat mengandalkan beratnya sendiri untuk membentuk fondasi yang rata, halus dan kuat di atas substrat, sehingga dapat meletakkan atau merekatkan material lain, dan dapat melakukan konstruksi dengan efisiensi tinggi di area yang luas, oleh karena itu, likuiditas yang tinggi adalah a fitur yang sangat signifikan dari mortar self-leveling; Khusus untuk volume besar, diperkuat padat atau celah pengurukan kurang dari 10 mm atau penggunaan bahan grouting perkuatan. Selain fluiditas yang baik, mortar self-leveling harus memiliki retensi air dan kekuatan ikatan tertentu, tidak ada fenomena segregasi pendarahan, dan memiliki karakteristik kenaikan suhu adiabatik dan rendah.

Umumnya mortar self-leveling memerlukan fluiditas yang baik, namun fluiditas sebenarnya dari bubur semen biasanya hanya 10 ~ 12 cm. Mortar self-leveling dapat memadat sendiri, dan waktu pengerasan awal lama dan waktu pengerasan akhir singkat. Selulosa eter merupakan salah satu bahan tambahan utama pada mortar siap pakai, walaupun jumlah penambahannya sangat rendah, namun dapat meningkatkan kinerja mortar secara signifikan, dapat meningkatkan konsistensi mortar, kinerja kerja, kinerja ikatan dan kinerja retensi air, memiliki peranan yang sangat penting dalam bidang mortar siap pakai.

1. Bahan baku dan metode penelitian

1.1 Bahan Baku

(1) Semen mutu P·O 42,5 biasa.

(2) Bahan pasir: Pasir laut yang dicuci di Xiamen, ukuran partikel 0,3 ~ 0,6 mm, kadar air 1% ~ 2%, pengeringan buatan.

(3) Selulosa eter: hidroksipropil metil selulosa eter adalah produk hidroksil yang masing-masing digantikan oleh metoksi dan hidroksipropil, dengan viskositas 300mpa·s. Saat ini, sebagian besar selulosa eter yang digunakan adalah hidroksipropil metil selulosa eter dan hidroksietil metil selulosa eter.

(4) superplasticizer: superplasticizer asam polikarboksilat.

(5) Bubuk lateks yang dapat didispersikan kembali: Seri HW5115 yang diproduksi oleh Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. adalah bubuk lateks yang dapat didispersikan kembali yang dikopolimerisasi oleh VAC/VeoVa.

1.2 Metode pengujian

Pengujian dilakukan sesuai dengan standar industri JC/T 985-2005 “Mortar Self-leveling Berbasis Semen untuk Penggunaan di Tanah”. Setting time ditentukan dengan mengacu pada standar konsistensi dan setting time pasta semen JC/T 727. Uji pembentukan spesimen mortar, kuat lentur dan kuat tekan self-leveling mengacu pada GB/T 17671. Cara uji kekuatan rekat: Blok uji mortar berukuran 80mmx80mmx20mm disiapkan terlebih dahulu, dan umurnya lebih dari 28 hari. Permukaannya menjadi kasar, dan air jenuh di permukaannya terhapus setelah 10 menit pembasahan. Benda uji mortar dituang pada permukaan yang sudah dipoles dengan ukuran 40mmx40mmx10mm. Kekuatan ikatan diuji pada umur desain.

Scanning electron microscopy (SEM) digunakan untuk menganalisis morfologi bahan semen dalam slurry. Dalam penelitian ini, cara pencampuran semua bahan serbuk adalah: pertama, bahan serbuk dari masing-masing komponen dicampur secara merata, kemudian ditambahkan ke air yang diusulkan untuk pencampuran yang seragam. Pengaruh selulosa eter pada mortar self-leveling dianalisis dengan uji kekuatan, retensi air, fluiditas dan mikroskopis SEM.

2. Hasil dan analisis

2.1 Mobilitas

Selulosa eter mempunyai pengaruh penting terhadap retensi air, konsistensi dan kinerja konstruksi mortar self leveling. Khususnya sebagai mortar self-leveling, fluiditas merupakan salah satu indeks utama untuk mengevaluasi kinerja mortar self-leveling. Untuk memastikan komposisi mortar normal, fluiditas mortar dapat disesuaikan dengan mengubah kandungan selulosa eter.

Dengan meningkatnya kandungan selulosa eter. Fluiditas mortar menurun secara bertahap. Bila dosisnya 0,06%, fluiditas mortar berkurang lebih dari 8%, dan bila dosisnya 0,08%, fluiditasnya menurun lebih dari 13,5%. Sementara itu, seiring bertambahnya usia, dosis yang tinggi menunjukkan bahwa jumlah selulosa eter harus dikontrol dalam kisaran tertentu, dosis yang terlalu tinggi akan membawa efek negatif pada fluiditas mortar. Air dan semen dalam mortar membentuk bubur bersih untuk mengisi celah pasir, dan membungkus pasir untuk berperan sebagai pelumas, sehingga mortar memiliki fluiditas tertentu. Dengan diperkenalkannya selulosa eter, kandungan air bebas dalam sistem relatif berkurang, dan lapisan pelapis pada dinding luar pasir berkurang, sehingga mengurangi aliran mortar. Karena persyaratan mortar self-leveling dengan fluiditas tinggi, jumlah selulosa eter harus dikontrol dalam kisaran yang wajar.

2.2 Retensi Air

Retensi air pada mortar merupakan indeks penting untuk mengukur kestabilan komponen mortar semen yang baru dicampur. Menambahkan selulosa eter dalam jumlah yang tepat dapat meningkatkan retensi air pada mortar. Untuk membuat reaksi hidrasi bahan penyemen sepenuhnya, selulosa eter dalam jumlah yang wajar dapat menahan air dalam mortar untuk waktu yang lama untuk memastikan bahwa reaksi hidrasi bahan penyemen dapat terlaksana sepenuhnya.

Selulosa eter dapat digunakan sebagai zat penahan air karena atom oksigen pada ikatan hidroksil dan eter berikatan dengan molekul air membentuk ikatan hidrogen, sehingga air bebas menjadi air gabungan. Terlihat dari hubungan kandungan selulosa eter dengan laju retensi air mortar, yaitu laju retensi air mortar meningkat seiring dengan bertambahnya kandungan selulosa eter. Efek penahan air dari selulosa eter dapat mencegah substrat menyerap air terlalu banyak dan terlalu cepat, serta mencegah penguapan air, sehingga memastikan bahwa lingkungan bubur menyediakan air yang cukup untuk hidrasi semen. Ada juga penelitian yang menunjukkan bahwa selain jumlah selulosa eter, viskositasnya (berat molekul) juga mempunyai pengaruh yang lebih besar terhadap retensi air mortar, semakin besar viskositas maka semakin baik retensi air. Selulosa eter dengan viskositas 400 MPa·S umumnya digunakan untuk mortar self-leveling, yang dapat meningkatkan kinerja perataan mortar dan meningkatkan kekompakan mortar. Ketika viskositas melebihi 40.000 MPa·S, kinerja retensi air tidak lagi meningkat secara signifikan, dan tidak cocok untuk mortar self-leveling.

Pada penelitian ini diambil sampel mortar dengan selulosa eter dan mortar tanpa selulosa eter. Sebagian sampel merupakan sampel umur 3 hari, dan sebagian lagi sampel umur 3 hari diawetkan secara standar selama 28 hari, kemudian pembentukan produk hidrasi semen pada sampel tersebut diuji dengan SEM.

Produk hidrasi semen pada sampel blanko sampel mortar pada umur 3 hari lebih banyak dibandingkan sampel dengan selulosa eter, dan pada umur 28 hari produk hidrasi pada sampel dengan selulosa eter jauh lebih banyak dibandingkan dengan sampel blanko. Hidrasi awal air tertunda karena terdapat lapisan film kompleks yang dibentuk oleh selulosa eter pada permukaan partikel semen pada tahap awal. Namun seiring bertambahnya usia, proses hidrasi berjalan lambat. Pada saat ini, retensi air selulosa eter pada bubur membuat terdapat cukup air dalam bubur untuk memenuhi kebutuhan reaksi hidrasi, yang kondusif bagi kemajuan penuh reaksi hidrasi. Oleh karena itu, terdapat lebih banyak produk hidrasi dalam bubur pada tahap selanjutnya. Secara relatif, terdapat lebih banyak air bebas dalam sampel blanko, yang dapat memenuhi kebutuhan air pada reaksi awal semen. Namun, seiring berjalannya proses hidrasi, sebagian air dalam sampel dikonsumsi pada reaksi hidrasi awal, dan sebagian lainnya hilang melalui penguapan, sehingga air pada bubur berikutnya tidak mencukupi. Oleh karena itu, produk hidrasi 3d pada sampel blanko relatif lebih banyak. Jumlah produk hidrasi jauh lebih sedikit dibandingkan jumlah produk hidrasi dalam sampel yang mengandung selulosa eter. Oleh karena itu, dari sudut pandang produk hidrasi, sekali lagi dijelaskan bahwa menambahkan selulosa eter dalam jumlah yang tepat ke dalam mortar memang dapat meningkatkan retensi air pada bubur.

2.3 Pengaturan waktu

Selulosa eter mempunyai efek perlambatan tertentu pada mortar, seiring dengan meningkatnya kandungan selulosa eter. Waktu pengerasan mortar kemudian diperpanjang. Efek perlambatan selulosa eter berhubungan langsung dengan karakteristik strukturalnya. Selulosa eter memiliki struktur cincin glukosa dehidrasi, yang dapat membentuk gerbang kompleks molekul gula kalsium dengan ion kalsium dalam larutan hidrasi semen, mengurangi konsentrasi ion kalsium pada periode induksi hidrasi semen, mencegah pembentukan dan pengendapan Ca(OH)2 dan garam kalsium kristal, sehingga memperlambat proses hidrasi semen. Efek perlambatan selulosa eter pada bubur semen terutama bergantung pada derajat substitusi alkil dan memiliki sedikit hubungan dengan berat molekulnya. Semakin kecil derajat substitusi alkil, semakin besar kandungan hidroksilnya, semakin nyata efek perlambatannya. L.Semitz dkk. percaya bahwa molekul selulosa eter terutama teradsorpsi pada produk hidrasi seperti C — S — H dan Ca(OH)2, dan jarang teradsorpsi pada mineral asli klinker. Dikombinasikan dengan analisis SEM pada proses hidrasi semen, ditemukan bahwa selulosa eter mempunyai efek perlambatan tertentu, dan semakin tinggi kandungan selulosa eter, semakin jelas efek perlambatan lapisan film kompleks pada hidrasi awal semen, oleh karena itu, semakin besar pula efek perlambatan lapisan film kompleks pada hidrasi awal semen. lebih jelas efek perlambatannya.

2.4 Kekuatan lentur dan kekuatan tekan

Secara umum, kekuatan adalah salah satu indeks evaluasi penting dari efek pengawetan campuran bahan semen berbahan dasar semen. Selain kinerja aliran yang tinggi, mortar self-leveling juga harus memiliki kuat tekan dan kuat lentur tertentu. Pada penelitian ini diuji kuat tekan dan kuat lentur mortar blanko berumur 7 dan 28 hari yang dicampur selulosa eter.

Dengan meningkatnya kandungan selulosa eter, kuat tekan mortar dan kuat lentur berkurang pada amplitudo yang berbeda, kandungannya kecil, pengaruhnya terhadap kekuatan tidak jelas, tetapi dengan kandungan lebih dari 0,02%, pertumbuhan laju kehilangan kekuatan lebih jelas. Oleh karena itu, dalam penggunaan selulosa eter untuk meningkatkan retensi air mortar, tetapi juga memperhitungkan perubahan kekuatan.

Penyebab menurunnya kuat tekan dan kuat lentur mortar. Hal ini dapat dianalisis dari aspek-aspek berikut. Pertama-tama, semen dengan kekuatan awal dan pengerasan cepat tidak digunakan dalam penelitian ini. Ketika mortar kering dicampur dengan air, beberapa partikel bubuk karet selulosa eter pertama kali teradsorpsi pada permukaan partikel semen untuk membentuk lapisan lateks, yang menunda hidrasi semen dan mengurangi kekuatan awal matriks mortar. Kedua, untuk mensimulasikan lingkungan kerja persiapan mortar self-leveling di lokasi, semua spesimen dalam penelitian tidak mengalami getaran dalam proses persiapan dan pencetakan, dan mengandalkan self-weight leveling. Karena kinerja retensi air yang kuat dari selulosa eter dalam mortar, sejumlah besar pori-pori tertinggal dalam matriks setelah mortar mengeras. Meningkatnya porositas pada mortar juga menjadi penyebab penting menurunnya kuat tekan dan kuat lentur mortar. Selain itu, setelah penambahan selulosa eter ke dalam mortar, kandungan polimer fleksibel pada pori-pori mortar meningkat. Ketika matriks ditekan, polimer fleksibel sulit untuk memainkan peran pendukung yang kaku, yang juga mempengaruhi kinerja kekuatan matriks sampai batas tertentu.

2.5 Kekuatan ikatan

Selulosa eter mempunyai pengaruh besar pada sifat ikatan mortar dan banyak digunakan dalam penelitian dan persiapan mortar self-leveling.

Ketika kandungan selulosa eter antara 0,02% dan 0,10%, kekuatan ikatan mortar jelas meningkat, dan kekuatan ikatan pada umur 28 hari jauh lebih tinggi dibandingkan pada umur 7 hari. Selulosa eter membentuk lapisan polimer tertutup antara partikel hidrasi semen dan sistem fase cair, yang mendorong lebih banyak air dalam lapisan polimer di luar partikel semen, sehingga kondusif untuk hidrasi semen secara menyeluruh, sehingga dapat meningkatkan kekuatan ikatan pasta. setelah pengerasan. Pada saat yang sama, jumlah selulosa eter yang tepat meningkatkan plastisitas dan fleksibilitas mortar, mengurangi kekakuan zona transisi antara antarmuka mortar dan substrat, mengurangi tegangan slip antara antarmuka, dan meningkatkan efek ikatan antara mortar dan substrat di derajat tertentu. Karena adanya selulosa eter dalam bubur semen, zona transisi antarmuka khusus dan lapisan antarmuka terbentuk antara partikel mortar dan produk hidrasi. Lapisan antar muka ini menjadikan zona transisi antar muka lebih fleksibel dan tidak terlalu kaku, sehingga mortar memiliki kekuatan rekat yang kuat.

3. Kesimpulan dan Pembahasan

Selulosa eter dapat meningkatkan retensi air pada mortar self-leveling. Dengan meningkatnya jumlah selulosa eter, retensi air mortar secara bertahap meningkat, dan fluiditas mortar serta waktu pengerasan berkurang sampai batas tertentu. Retensi air yang terlalu tinggi akan meningkatkan porositas bubur yang mengeras, yang dapat menyebabkan hilangnya kekuatan tekan dan lentur mortar yang mengeras. Dalam penelitian tersebut, kekuatan menurun secara signifikan ketika dosisnya antara 0,02% dan 0,04%, dan semakin banyak jumlah selulosa eter, semakin jelas efek perlambatannya. Oleh karena itu, ketika menggunakan selulosa eter, perlu juga mempertimbangkan secara komprehensif sifat mekanik mortar self-leveling, pemilihan dosis yang masuk akal, dan efek sinergis antara mortar tersebut dan bahan kimia lainnya.

Penggunaan selulosa eter dapat menurunkan kuat tekan dan kuat lentur bubur semen, serta meningkatkan kekuatan rekat mortar. Analisis alasan perubahan kekuatan, terutama disebabkan oleh perubahan produk mikro dan struktur, di satu sisi, partikel bubuk karet selulosa eter pertama kali teradsorpsi pada permukaan partikel semen, pembentukan film lateks, menunda hidrasi. semen, yang akan menyebabkan hilangnya kekuatan awal bubur; Di sisi lain, karena efek pembentukan film dan efek retensi air, hal ini kondusif bagi hidrasi semen secara menyeluruh dan peningkatan kekuatan ikatan. Penulis berpendapat bahwa kedua jenis perubahan kekuatan ini terutama terjadi pada batas periode pengaturan, dan kemajuan serta penundaan batas ini mungkin merupakan titik kritis yang menyebabkan besarnya kedua jenis kekuatan tersebut. Kajian yang lebih mendalam dan sistematis mengenai titik kritis ini akan membantu pengaturan dan analisis yang lebih baik terhadap proses hidrasi material semen dalam slurry. Akan sangat membantu untuk menyesuaikan jumlah selulosa eter dan waktu pengawetan sesuai dengan permintaan sifat mekanik mortar, sehingga dapat meningkatkan kinerja mortar.