Pengaruh Hidroksipropil Metil Selulosa Eter Terhadap Sifat Mortar Semen yang Disemprotkan Mesin

Selulosa eter adalah bahan tambahan penting dalam mortar yang diledakkan dengan mesin. Pengaruh empat viskositas hidroksipropil metilselulosa (HPMC) yang berbeda terhadap retensi air, kepadatan, kandungan udara, sifat mekanik dan distribusi ukuran pori mortar yang diledakkan dengan mesin dipelajari. Penelitian telah menunjukkan bahwa: HPMC dapat secara signifikan meningkatkan kinerja retensi air mortar, dan tingkat retensi air dapat melebihi 90% bila jumlah HPMC adalah 0,15%. Yang paling jelas; kadar udara mortar meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan HPMC: HPMC jelas akan menurunkan sifat mekanik mortar semen, tetapi rasio lipat mortar akan meningkat; ukuran pori mortar akan meningkat secara signifikan setelah penambahan HPMC, Proporsi lubang berbahaya dan banyak lubang berbahaya meningkat secara signifikan.

Kata kunci: mortir; hidroksipropil metilselulosa eter; retensi air; distribusi ukuran pori

0. Kata Pengantar

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan kemajuan industri yang berkelanjutan dan peningkatan teknologi, melalui pengenalan dan peningkatan mesin penyemprot mortar asing, teknologi penyemprotan dan plesteran mekanis telah berkembang pesat di negara kita. Mortar penyemprotan mekanis berbeda dengan mortar biasa, yang memerlukan kinerja retensi air yang tinggi, fluiditas yang sesuai, dan kinerja anti-kendur tertentu. Biasanya, selulosa eter ditambahkan ke dalam mortar, di antaranya hidroksipropil metilselulosa Plain eter (HPMC) adalah yang paling banyak digunakan. Fungsi utama HPMC dalam mortar adalah: kapasitas retensi air yang sangat baik, pengentalan dan viskosifikasi serta penyesuaian reologi. Namun kekurangan HPMC tidak bisa diabaikan. HPMC memiliki efek memasukkan udara, yang akan menyebabkan lebih banyak cacat internal dan sangat mengurangi sifat mekanik mortar. Tulisan ini mempelajari pengaruh HPMC terhadap laju retensi air, densitas, kandungan udara dan sifat mekanik mortar dari aspek makroskopis, serta mempelajari pengaruh HPMC terhadap struktur pori mortar dari aspek mikroskopis.

1. Tes

1.1 Bahan mentah

Semen: P. yang tersedia secara komersial·Semen O42.5, kuat lentur dan kuat tekan 28d masing-masing 6,9 dan 48,2 MPa; pasir: pasir sungai halus Chengde, 40-100 mesh; selulosa eter: hidroksipropil alkohol yang diproduksi oleh sebuah perusahaan di Hebei Metil selulosa eter, bubuk putih, viskositas nominal 40, 100, 150, 200 Pa·S: Air: air keran bersih.

1.2 Metode pengujian

Menurut JGJ/T 105-2011 “Peraturan Konstruksi untuk Penyemprotan dan Plesteran Mekanis”, konsistensi mortar adalah 80~120mm, dan tingkat retensi air lebih besar dari 90%. Pada pengujian ini perbandingan pasir kapur diatur 1:5, konsistensi dikontrol pada (93±2)mm, dan selulosa eter dicampur secara eksternal, dan dosisnya dihitung berdasarkan massa semen. Sifat dasar mortar seperti massa jenis basah, kadar udara, laju retensi air, dan konsistensi diuji dengan mengacu pada JGJ 70-2009 “Metode Pengujian Sifat Dasar Mortar Bangunan”, dan kadar udara diuji dan dihitung menurut metode kepadatan. Persiapan, pengujian kuat lentur dan kuat tekan benda uji dilakukan dengan mengacu pada GB/T 17671-1999 “Metode Pengujian Kekuatan Semen Mortar Pasir (Metode ISO)”. Ukuran pori diuji dengan porosimetri merkuri. Model porosimeter merkuri adalah AUTOPORE 9500, dan rentang pengukurannya adalah 5,5 nm hingga 360μM. Sebanyak 4 set tes dilakukan. 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (angka A, B, C, D).

2. Hasil dan Analisis

2.1 Pengaruh HPMC terhadap laju retensi air mortar semen

Retensi air mengacu pada kemampuan mortar untuk menahan air. Dalam mortar yang disemprotkan mesin, penambahan selulosa eter dapat secara efektif menjaga kelembapan, mengurangi laju pendarahan, dan memenuhi persyaratan hidrasi yang cukup pada bahan berbahan dasar semen.

Dari pengaruh HPMC terhadap laju retensi air mortar terlihat bahwa dengan bertambahnya kandungan HPMC maka laju retensi air mortar meningkat secara bertahap. Kurva selulosa eter dengan viskositas 100, 150 dan 200 Pa·pada dasarnya sama. Ketika kandungannya 0,05% hingga 0,15%, tingkat retensi air meningkat secara linier. Bila kandungannya 0,15%, tingkat retensi air lebih besar dari 93%.．Setelah 20%, tren peningkatan retensi air menjadi datar, menunjukkan bahwa jumlah HPMC mendekati saturasi. Kurva pengaruh jumlah HPMC dengan viskositas 40 Pa·s pada tingkat retensi air kira-kira berupa garis lurus. Jika jumlahnya lebih besar dari 0,15%, tingkat retensi air mortar jauh lebih rendah dibandingkan tiga jenis HPMC lainnya dengan jumlah viskositas yang sama. Secara umum diyakini bahwa mekanisme retensi air selulosa eter adalah: gugus hidroksil pada molekul selulosa eter dan atom oksigen pada ikatan eter akan berasosiasi dengan molekul air membentuk ikatan hidrogen, sehingga air bebas menjadi air terikat. , sehingga memainkan efek retensi air yang baik; Dipercaya juga bahwa interdifusi antara molekul air dan rantai molekul selulosa eter memungkinkan molekul air memasuki bagian dalam rantai makromolekul selulosa eter dan terkena gaya pengikatan yang kuat, sehingga meningkatkan retensi air bubur semen. Retensi air yang sangat baik dapat menjaga mortar tetap homogen, tidak mudah dipisahkan, dan memperoleh kinerja pencampuran yang baik, sekaligus mengurangi keausan mekanis dan meningkatkan umur mesin penyemprot mortar.

2.2 Pengaruh HPMC terhadap densitas dan kadar udara mortar semen

Dari pengaruh perbedaan viskositas dan dosis HPMC terhadap massa jenis mortar terlihat bahwa pada dosis HPMC 0-0,20% maka massa jenis mortar menurun tajam dengan bertambahnya dosis HPMC, dari 2050 kg/m.³ menjadi sekitar 1650kg/m³ , menurun sekitar 20%; setelah kandungan HPMC melebihi 0,20%, penurunan densitasnya cenderung datar. Membandingkan keempat jenis HPMC dengan viskositas yang berbeda, terlihat bahwa semakin tinggi viskositas maka semakin rendah massa jenis mortar; kurva densitas mortar dengan viskositas campuran HPMC 150 dan 200 Pa s pada dasarnya tumpang tindih, menunjukkan bahwa seiring dengan peningkatan viskositas HPMC, densitas mortar tidak lagi berkurang.

Dari pengaruh perbedaan viskositas dan dosis HPMC terhadap kadar udara mortar terlihat bahwa perubahan kadar udara mortar berbanding terbalik dengan perubahan massa jenis mortar. Volume udara hampir naik dalam garis lurus; ketika kandungan HPMC melebihi 0,20%, kandungan udara hampir tidak berubah, menunjukkan bahwa efek pemasukan udara dari mortar mendekati saturasi. Efek masuknya udara HPMC dengan viskositas 150 dan 200 Pa·s lebih besar dibandingkan HPMC dengan viskositas 40 dan 100 Pa·s.

Efek masuknya udara dari selulosa eter terutama ditentukan oleh struktur molekulnya. Selulosa eter memiliki gugus hidrofilik (gugus hidroksil, eter) dan gugus hidrofobik (gugus metil, cincin glukosa), dan merupakan surfaktan. , memiliki aktivitas permukaan, sehingga memiliki efek masuknya udara. Di satu sisi, gas yang dimasukkan dapat bertindak sebagai bantalan bola dalam mortar, meningkatkan kinerja kerja mortar, meningkatkan volume, dan meningkatkan keluaran, yang bermanfaat bagi pabrikan. Namun di sisi lain, efek pemasukan udara meningkatkan kandungan udara mortar dan porositas setelah pengerasan, mengakibatkan peningkatan pori-pori berbahaya dan sangat mengurangi sifat mekanik. Meskipun HPMC mempunyai efek pemasukan udara tertentu, HPMC tidak dapat menggantikan bahan pemasukan udara. Selain itu, bila HPMC dan bahan pemasukan udara digunakan pada saat yang sama, bahan pemasukan udara mungkin gagal.

2.3 Pengaruh HPMC terhadap sifat mekanik mortar semen

Dari kuat lentur 28d dan kuat tekan 28d terlihat bahwa dengan jumlah HPMC hanya 0,05% maka kuat lentur mortar menurun cukup signifikan yaitu sekitar 25% lebih rendah dibandingkan dengan sampel blanko tanpa HPMC, dan kuat tekannya hanya bisa mencapai 65% dari sampel kosong. 80%. Bila kandungan HPMC melebihi 0,20%, derajat penurunan kuat lentur dan kuat tekan mortar tidak terlihat jelas. Viskositas HPMC mempunyai pengaruh yang kecil terhadap sifat mekanik mortar. HPMC menimbulkan banyak gelembung udara kecil, dan efek masuknya udara pada mortar meningkatkan porositas internal dan pori-pori mortar yang berbahaya, sehingga mengakibatkan penurunan kuat tekan dan kuat lentur secara signifikan. Alasan lain penurunan kekuatan mortar adalah efek retensi air dari selulosa eter, yang menahan air dalam mortar yang mengeras, dan rasio pengikat air yang besar menyebabkan penurunan kekuatan blok uji. Untuk mortar konstruksi mekanis, meskipun selulosa eter dapat secara signifikan meningkatkan laju retensi air mortar dan meningkatkan kemampuan pengerjaannya, jika jumlahnya terlalu besar, hal ini akan sangat mempengaruhi sifat mekanik mortar, sehingga hubungan antara keduanya harus dipertimbangkan secara wajar.

Dari rasio pelipatan 28 hari terlihat bahwa dengan bertambahnya kandungan HPMC maka rasio pelipatan mortar secara keseluruhan menunjukkan tren yang meningkat yang pada dasarnya merupakan hubungan linier. Hal ini karena penambahan selulosa eter menimbulkan sejumlah besar gelembung udara, menyebabkan lebih banyak cacat di dalam mortar, mengakibatkan penurunan tajam pada kuat tekan mortar, dan meskipun kuat lentur juga menurun sampai batas tertentu; tetapi selulosa eter dapat meningkatkan fleksibilitas mortar dan menahan kekuatan lipat yang baik, yang membuat laju penurunannya melambat. Jika dilihat secara komprehensif, efek gabungan keduanya menghasilkan peningkatan rasio lipat.

2.4 Pengaruh HPMC terhadap ukuran pori mortar

Kurva distribusi ukuran pori keempat kelompok sampel A, B, C dan D diukur dengan porosimetri intrusi merkuri.

Menurut kurva distribusi ukuran pori, data distribusi ukuran pori dan berbagai parameter statistik sampel AD, HPMC memiliki pengaruh yang besar terhadap struktur pori mortar semen:

(1) Setelah penambahan HPMC, ukuran pori mortar semen meningkat secara signifikan. Pada kurva distribusi ukuran pori, area gambar bergerak ke kanan, dan nilai pori yang sesuai dengan nilai puncak menjadi lebih besar. Juga dari data statistik distribusi ukuran pori dan median ukuran pori pada hasil pengujian berbagai parameter statistik, terlihat bahwa median ukuran pori mortar semen setelah penambahan HPMC jauh lebih besar dibandingkan dengan sampel blanko, dan dalam sampel dengan dosis 0,3% Nilai aperture adalah 2 kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan sampel kosong.

(2) Wu Zhongwei dkk. membagi pori-pori pada beton menjadi empat jenis, yaitu pori-pori yang tidak berbahaya (≤20 nm), sedikit pori-pori berbahaya (20–100 nm), pori-pori berbahaya (100–200 nm) dan banyak pori-pori berbahaya (≥200nm). 200nm). Dari data statistik distribusi ukuran pori dan hasil pengujian berbagai parameter statistik, terlihat bahwa jumlah pori-pori yang tidak berbahaya atau pori-pori yang kurang berbahaya berkurang secara signifikan, dan jumlah pori-pori yang berbahaya atau pori-pori yang lebih berbahaya bertambah setelah penambahan HPMC. Pori-pori sampel yang tidak berbahaya atau kurang berbahaya tanpa HPMC adalah sekitar 49,4%, dan pori-pori yang tidak berbahaya atau kurang berbahaya berkurang secara signifikan setelah penambahan HPMC. Mengambil dosis 0,1% sebagai contoh, pori-pori yang tidak berbahaya atau kurang berbahaya berkurang sekitar 45%. , jumlah pori-pori berbahaya lebih besar dari 10μm meningkat sekitar 9 kali lipat.

3) Diameter pori median, diameter pori rata-rata, volume pori spesifik, dan luas permukaan spesifik tidak mengikuti aturan perubahan yang sangat ketat dengan meningkatnya kandungan HPMC, yang mungkin terkait dengan dispersi besar pemilihan sampel dalam pengujian injeksi merkuri. Namun secara keseluruhan, median diameter pori, rata-rata diameter pori dan volume pori spesifik sampel yang dicampur HPMC cenderung meningkat dibandingkan dengan sampel blanko, sedangkan luas permukaan spesifiknya menurun.

3. Kesimpulan

(1) Tingkat retensi air mortar meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan HPMC. Kurva selulosa eter dengan viskositas 100, 150 dan 200 Pa·S pada dasarnya sama, dan tingkat retensi air lebih besar dari 93% bila kandungannya 0,15%. Bila isi 40 Pa·Jika selulosa eter lebih besar dari 0,15%, tingkat retensi air lebih rendah dibandingkan tiga jenis HPMC viskositas lainnya.

(2) Massa jenis mortar menurun secara bertahap seiring dengan bertambahnya kadar HPMC, dan kadarnya menjadi 0,05%. Penurunan kepadatan paling jelas terlihat pada 0,20%, sekitar 20%; bila kandungannya melebihi 0,20%, kepadatannya hampir tidak berubah; kadar udara mortar meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan HPMC.

(3) Peningkatan kandungan HPMC jelas akan menurunkan sifat mekanik mortar semen, namun rasio lipat mortar akan meningkat, dan fleksibilitas mortar akan menjadi lebih baik.

(4) Setelah menambahkan HPMC, ukuran pori mortar meningkat secara signifikan, dan proporsi pori-pori berbahaya dan banyak pori-pori berbahaya meningkat secara signifikan. Sampel dengan kandungan HPMC 0,1% berkurang sekitar 45% dibandingkan dengan sampel kosong yang pori-porinya tidak atau kurang berbahaya, dan jumlah pori-pori yang lebih berbahaya lebih besar dari 10μm meningkat sekitar 9 kali lipat.