Pengaruh faktor-faktor seperti perubahan viskositas hidroksietil metilselulosa (HEMC), apakah dimodifikasi atau tidak, dan perubahan kandungan terhadap tegangan luluh dan viskositas plastis mortar semen segar dipelajari. Untuk HEMC yang tidak dimodifikasi, semakin tinggi viskositasnya, semakin rendah tegangan leleh dan viskositas plastis mortar; pengaruh perubahan viskositas HEMC yang dimodifikasi pada sifat reologi mortar melemah; tidak peduli apakah itu dimodifikasi atau tidak, semakin tinggi viskositas HEMC, semakin rendah efek perlambatan tegangan luluh dan pengembangan viskositas plastis mortar lebih jelas. Jika kandungan HEMC lebih besar dari 0,3%, tegangan luluh dan viskositas plastis mortar meningkat seiring dengan peningkatan kandungan; ketika kandungan HEMC tinggi, tegangan leleh mortar menurun seiring waktu, dan kisaran viskositas plastik meningkat seiring waktu.
Kata kunci: hidroksietil metilselulosa, mortar segar, sifat reologi, tegangan luluh, viskositas plastis
I. Pendahuluan
Dengan berkembangnya teknologi konstruksi mortar, semakin banyak perhatian diberikan pada konstruksi mekanis. Transportasi vertikal jarak jauh mengajukan persyaratan baru untuk mortar yang dipompa: fluiditas yang baik harus dipertahankan selama proses pemompaan. Hal ini perlu mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi dan kondisi pembatas fluiditas mortar, dan metode yang umum adalah dengan mengamati parameter reologi mortar.
Sifat reologi mortar terutama bergantung pada sifat dan jumlah bahan mentah. Selulosa eter merupakan bahan tambahan yang banyak digunakan dalam mortar industri, yang mempunyai pengaruh besar terhadap sifat reologi mortar, sehingga para sarjana di dalam dan luar negeri telah melakukan beberapa penelitian terhadapnya. Ringkasnya, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: peningkatan jumlah selulosa eter akan menyebabkan peningkatan torsi awal mortar, tetapi setelah beberapa waktu pengadukan, hambatan aliran mortar malah akan menurun (1) ; bila fluiditas awal pada dasarnya sama maka fluiditas mortar akan hilang terlebih dahulu. meningkat setelah menurun (2); kekuatan luluh dan viskositas plastis mortar menunjukkan tren menurun pada awalnya dan kemudian meningkat, dan selulosa eter mendorong penghancuran struktur mortar dan memperpanjang waktu dari penghancuran hingga rekonstruksi (3); Eter dan bubuk kental memiliki viskositas dan stabilitas yang lebih tinggi, dll. (4). Namun penelitian-penelitian di atas masih mempunyai kekurangan:
Standar dan prosedur pengukuran dari berbagai pakar tidak seragam, dan hasil tes tidak dapat dibandingkan secara akurat; rentang pengujian instrumen terbatas, dan parameter reologi mortar yang diukur memiliki rentang variasi yang kecil, yang tidak mewakili secara luas; kurangnya uji perbandingan selulosa eter dengan viskositas berbeda; Ada banyak faktor yang mempengaruhi, dan pengulangannya kurang baik. Dalam beberapa tahun terakhir, kemunculan reometer mortar Viskomat XL telah memberikan kemudahan yang besar untuk penentuan sifat reologi mortar secara akurat. Keunggulannya adalah tingkat kendali otomatis yang tinggi, kapasitas besar, jangkauan pengujian yang luas, dan hasil pengujian yang lebih sesuai dengan kondisi sebenarnya. Dalam makalah ini, berdasarkan penggunaan instrumen jenis ini, hasil penelitian para ilmuwan yang ada disintesis, dan program pengujian dirumuskan untuk mempelajari pengaruh berbagai jenis dan viskositas hidroksietil metilselulosa (HEMC) pada reologi mortar di rentang dosis yang lebih besar. dampak kinerja.
2. Model reologi mortar semen segar
Sejak reologi diperkenalkan ke dalam ilmu semen dan beton, sejumlah besar penelitian telah menunjukkan bahwa beton segar dan mortar dapat dianggap sebagai cairan Bingham, dan Banfill selanjutnya menguraikan kelayakan penggunaan model Bingham untuk menggambarkan sifat reologi mortar (5). Dalam persamaan reologi τ=τ0+μγ model Bingham, τ adalah tegangan geser, τ0 adalah tegangan leleh, μ adalah viskositas plastis, dan γ adalah laju geser. Diantaranya, τ0 dan μ adalah dua parameter terpenting: τ0 adalah tegangan geser minimum yang dapat membuat mortar semen mengalir, dan hanya jika τ>τ0 bekerja pada mortar, mortar dapat mengalir; μ mencerminkan tahanan viskos pada saat mortar mengalir. Semakin besar μ maka semakin lambat aliran mortar [3]. Dalam kasus dimana τ0 dan μ tidak diketahui, tegangan geser harus diukur setidaknya pada dua laju geser yang berbeda sebelum dapat dihitung (6).
Dalam rheometer mortar tertentu, kurva NT yang diperoleh dengan mengatur laju putaran sudu N dan mengukur torsi T yang dihasilkan oleh ketahanan geser mortar juga dapat digunakan untuk menghitung persamaan lain T=g+ yang sesuai dengan model Bingham Kedua parameter g dan h dari Nh. g sebanding dengan tegangan luluh τ0, h sebanding dengan viskositas plastik μ, dan τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h, di mana G adalah konstanta yang berhubungan dengan instrumen, dan K dapat dilewatkan melalui aliran yang diketahui Hal ini diperoleh dengan mengoreksi fluida yang karakteristiknya berubah seiring dengan laju geser [7]. Demi kemudahan, makalah ini membahas langsung g dan h, dan menggunakan hukum perubahan g dan h untuk mencerminkan perubahan hukum tegangan luluh dan viskositas plastis mortar.
3. Tes
3.1 Bahan mentah
3.2 pasir
Pasir kuarsa: pasir kasar 20-40 mesh, pasir sedang 40-70 mesh, pasir halus 70-100 mesh, dan ketiganya dicampur dengan perbandingan 2:2:1.
3.3 Selulosa eter
Hidroksietil metilselulosa HEMC20 (viskositas 20000 mPa s), HEMC25 (viskositas 25000 mPa s), HEMC40 (viskositas 40000 mPa s), dan HEMC45 (viskositas 45000 mPa s), dimana HEMC25 Dan HEMC45 adalah selulosa eter yang dimodifikasi.
3.4 Mencampur air
keran air.
3.5 Rencana pengujian
Rasio kapur-pasir 1:2,5, konsumsi air ditetapkan 60% dari konsumsi semen, dan kandungan HEMC 0-1,2% dari konsumsi semen.
Campurkan terlebih dahulu semen, HEMC dan pasir kuarsa yang telah ditimbang secara akurat, kemudian tambahkan air pencampur sesuai GB/T17671-1999 dan aduk, kemudian gunakan rheometer mortar Viskomat XL untuk mengujinya. Prosedur pengujiannya adalah: kecepatan ditingkatkan dengan cepat dari 0 menjadi 80rpm pada 0~5 menit, 60rpm pada 5~7 menit, 40rpm pada 7~9 menit, 20rpm pada 9~11 menit, 10rpm pada 11~13 menit, dan 5rpm pada 13~15 menit , 15~30 menit, kecepatannya 0rpm, lalu siklus setiap 30 menit sekali sesuai dengan prosedur di atas, dan total waktu pengujian adalah 120 menit.
4. Hasil dan pembahasan
4.1 Pengaruh perubahan viskositas HEMC terhadap sifat reologi mortar semen
(Jumlah HEMC adalah 0,5% dari massa semen), yang mencerminkan hukum variasi tegangan luluh dan viskositas plastis mortar. Terlihat bahwa meskipun viskositas HEMC40 lebih tinggi dibandingkan dengan HEMC20, namun tegangan luluh dan viskositas plastis mortar yang dicampur dengan HEMC40 lebih rendah dibandingkan dengan mortar yang dicampur dengan HEMC20; Meskipun viskositas HEMC45 80% lebih tinggi dibandingkan HEMC25, tegangan luluh mortar sedikit lebih rendah, dan viskositas plastis antara Setelah 90 menit terjadi peningkatan. Hal ini karena semakin tinggi viskositas selulosa eter, semakin lambat laju disolusinya, dan semakin lama waktu yang dibutuhkan mortar yang dibuat dengannya untuk mencapai viskositas akhir [8]. Selain itu, pada saat pengujian yang sama, massa jenis mortar yang dicampur dengan HEMC40 lebih rendah dibandingkan dengan mortar yang dicampur dengan HEMC20, dan massa jenis mortar yang dicampur dengan HEMC45 lebih rendah dibandingkan dengan mortar yang dicampur dengan HEMC25, menunjukkan bahwa HEMC40 dan HEMC45 menimbulkan lebih banyak gelembung udara, dan gelembung udara dalam mortar memiliki efek ” “Bola”, yang juga mengurangi hambatan aliran mortar.
Setelah penambahan HEMC40, tegangan luluh mortar berada pada keseimbangan setelah 60 menit, dan viskositas plastik meningkat; setelah menambahkan HEMC20, tegangan luluh mortar mencapai kesetimbangan setelah 30 menit, dan viskositas plastik meningkat. Hal ini menunjukkan bahwa HEMC40 memiliki efek perlambatan yang lebih besar terhadap perkembangan tegangan luluh mortar dan viskositas plastis dibandingkan HEMC20, serta membutuhkan waktu lebih lama untuk mencapai viskositas akhir.
Tegangan leleh mortar yang dicampur dengan HEMC45 menurun dari 0 menjadi 120 menit, dan viskositas plastik meningkat setelah 90 menit; sedangkan tegangan leleh mortar yang dicampur HEMC25 meningkat setelah 90 menit, dan viskositas plastik meningkat setelah 60 menit. Hal ini menunjukkan bahwa HEMC45 memiliki efek perlambatan yang lebih besar terhadap perkembangan tegangan luluh mortar dan viskositas plastis dibandingkan HEMC25, serta waktu yang dibutuhkan untuk mencapai viskositas akhir juga lebih lama.
4.2 Pengaruh kandungan HEMC terhadap tegangan luluh mortar semen
Selama pengujian, faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan luluh mortar adalah: delaminasi dan pendarahan mortar, kerusakan struktur akibat pengadukan, pembentukan produk hidrasi, pengurangan kadar air bebas dalam mortar, dan efek perlambatan selulosa eter. Untuk efek perlambatan selulosa eter, pandangan yang lebih umum diterima adalah menjelaskannya melalui adsorpsi bahan tambahan.
Terlihat bahwa ketika HEMC40 ditambahkan dan kandungannya kurang dari 0,3%, tegangan luluh mortar menurun secara bertahap seiring dengan meningkatnya kandungan HEMC40; ketika kandungan HEMC40 lebih besar dari 0,3%, tegangan luluh mortar meningkat secara bertahap. Karena pendarahan dan delaminasi mortar tanpa selulosa eter, tidak terdapat cukup pasta semen di antara agregat untuk melumasi, yang mengakibatkan peningkatan tegangan luluh dan kesulitan mengalir. Penambahan selulosa eter yang tepat dapat secara efektif meningkatkan fenomena delaminasi mortar, dan gelembung udara yang dimasukkan setara dengan “bola” kecil, yang dapat mengurangi tegangan luluh mortar dan membuatnya mudah mengalir. Ketika kandungan selulosa eter meningkat, kadar air tetapnya juga meningkat secara bertahap. Ketika kandungan selulosa eter melebihi nilai tertentu, pengaruh pengurangan kelembaban bebas mulai memainkan peran utama, dan tegangan luluh mortar meningkat secara bertahap.
Ketika jumlah HEMC40 kurang dari 0,3%, tegangan leleh mortar menurun secara bertahap dalam waktu 0-120 menit, hal ini terutama terkait dengan delaminasi mortar yang semakin serius, karena terdapat jarak tertentu antara bilah dan bagian bawah. instrumen, dan agregat setelah delaminasi tenggelam ke bawah, resistansi atas menjadi lebih kecil; bila kandungan HEMC40 0,3%, mortar akan sulit terdelaminasi, adsorpsi selulosa eter terbatas, hidrasi dominan, dan tegangan luluh mengalami peningkatan tertentu; kandungan HEMC40 adalah Ketika kandungan selulosa eter 0,5%-0,7%, adsorpsi selulosa eter meningkat secara bertahap, laju hidrasi menurun, dan tren perkembangan tegangan luluh mortar mulai berubah; Di permukaan, laju hidrasi lebih rendah dan tegangan luluh mortar menurun seiring waktu.
4.3 Pengaruh kandungan HEMC terhadap viskositas plastis mortar semen
Terlihat bahwa setelah penambahan HEMC40, viskositas plastis mortar meningkat secara bertahap seiring dengan meningkatnya kandungan HEMC40. Hal ini dikarenakan selulosa eter mempunyai efek pengentalan yang dapat meningkatkan kekentalan cairan, dan semakin besar takaran maka semakin besar kekentalan mortar. Alasan mengapa viskositas plastik mortar menurun setelah penambahan 0,1% HEMC40 juga karena efek “bola” dari masuknya gelembung udara, dan pengurangan pendarahan dan delaminasi mortar.
Viskositas plastis mortar biasa tanpa penambahan selulosa eter secara bertahap menurun seiring waktu, yang juga terkait dengan kepadatan bagian atas yang lebih rendah yang disebabkan oleh pelapisan mortar; bila kandungan HEMC40 0,1%-0,5%, struktur mortar relatif seragam, dan struktur mortar relatif seragam setelah 30 menit. Viskositas plastik tidak banyak berubah. Saat ini, ini terutama mencerminkan efek viskositas selulosa eter itu sendiri; setelah kandungan HEMC40 lebih besar dari 0,7%, viskositas plastis mortar meningkat secara bertahap seiring bertambahnya waktu, karena viskositas mortar juga berhubungan dengan selulosa eter. Viskositas larutan selulosa eter meningkat secara bertahap dalam jangka waktu tertentu setelah dimulainya pencampuran. Semakin besar dosisnya, semakin signifikan efek peningkatannya seiring berjalannya waktu.
V.Kesimpulan
Faktor-faktor seperti perubahan viskositas HEMC, dimodifikasi atau tidak, dan perubahan dosis akan sangat mempengaruhi sifat reologi mortar, yang dapat tercermin dari dua parameter tegangan luluh dan viskositas plastis.
Untuk HEMC yang tidak dimodifikasi, semakin besar viskositasnya, semakin rendah tegangan leleh dan viskositas plastis mortar dalam waktu 0-120 menit; pengaruh perubahan viskositas HEMC yang dimodifikasi terhadap sifat reologi mortar lebih lemah dibandingkan dengan HEMC yang tidak dimodifikasi; Terlepas dari apakah itu permanen atau tidak, semakin besar viskositas HEMC, semakin signifikan efek penundaan terhadap perkembangan tegangan luluh mortar dan viskositas plastis.
Saat menambahkan HEMC40 dengan viskositas 40000mPa·s dan kandungannya lebih besar dari 0,3%, tegangan luluh mortar meningkat secara bertahap; bila kandungannya melebihi 0,9%, tegangan luluh mortar mulai menunjukkan kecenderungan menurun secara bertahap seiring berjalannya waktu; Viskositas plastik meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan HEMC40. Ketika kandungannya lebih besar dari 0,7%, viskositas plastis mortar mulai menunjukkan kecenderungan meningkat secara bertahap seiring berjalannya waktu.
Waktu posting: 24 November 2022