Hidroksipropil metilselulosa eter terhadap sifat mortar fly ash

Pengaruh hidroksipropil metilselulosa eter terhadap sifat mortar fly ash dipelajari, dan hubungan antara densitas basah dan kuat tekan dianalisis. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan hidroksipropil metilselulosa eter pada mortar fly ash dapat meningkatkan kinerja retensi air mortar secara signifikan, memperpanjang waktu rekatan mortar, serta menurunkan massa jenis basah dan kuat tekan mortar. Terdapat korelasi yang baik antara kepadatan basah dan kuat tekan 28d. Pada kondisi massa jenis basah diketahui maka kuat tekan 28d dapat dihitung dengan menggunakan rumus fitting.

Kata kunci:abu terbang; selulosa eter; retensi air; kekuatan tekan; korelasi

Saat ini fly ash telah banyak digunakan dalam bidang teknik konstruksi. Menambahkan fly ash dalam jumlah tertentu ke dalam mortar tidak hanya dapat meningkatkan sifat mekanik dan daya tahan mortar, tetapi juga mengurangi biaya mortar. Namun mortar fly ash menunjukkan retensi air yang tidak mencukupi, sehingga cara meningkatkan retensi air pada mortar menjadi masalah yang mendesak untuk dipecahkan. Selulosa eter adalah campuran efisiensi tinggi yang biasa digunakan di dalam dan luar negeri. Hanya perlu ditambahkan sedikit saja agar berdampak besar pada indikator kinerja seperti retensi air dan kuat tekan mortar.

1. Bahan baku dan metode pengujian

1.1 Bahan mentah

Semennya adalah P·O semen Portland biasa kelas 42,5 yang diproduksi oleh Pabrik Semen Meiya Hangzhou; fly ashnya bermutuⅡabu; pasirnya adalah pasir sedang biasa dengan modulus kehalusan 2,3, massa jenis 1499kg·m-3, dan kadar air 0,14 %, kadar lumpur 0,72%; hidroksipropil metil selulosa eter (HPMC) diproduksi oleh Shandong Heda Co., Ltd., mereknya 75HD100000; air pencampurnya adalah air keran.

1.2 Persiapan mortir

Saat mencampur mortar modifikasi selulosa eter, pertama-tama campurkan HPMC dengan semen dan fly ash secara menyeluruh, kemudian keringkan campuran dengan pasir selama 30 detik, kemudian tambahkan air dan aduk selama tidak kurang dari 180 detik.

1.3 Metode pengujian

Konsistensi, kepadatan basah, delaminasi dan waktu pengerasan mortar yang baru dicampur harus diukur sesuai dengan peraturan terkait dalam JGJ70-90 “Metode Uji Kinerja Dasar Mortar Bangunan”. Retensi air mortar ditentukan berdasarkan metode pengujian retensi air mortar dalam Lampiran A JG/T 230-2007 “Mortar Campuran Siap Pakai”. Uji kuat tekan menggunakan cetakan uji alas kubus berukuran 70,7 mm x 70,7 mm x 70,7 mm. Blok uji yang terbentuk dikeringkan pada suhu (20±2)°C selama 24 jam, dan setelah dilakukan demoulding dilanjutkan curing pada lingkungan bersuhu (20±2)°C dan kelembaban relatif di atas 90% sampai umur yang telah ditentukan, menurut JGJ70-90 “Metode uji kinerja Dasar Mortar Bangunan” penentuan kuat tekannya.

2. Hasil pengujian dan analisis

2.1 Kepadatan basah

Dari hubungan antara densitas dengan jumlah HPMC terlihat bahwa densitas basah berangsur-angsur menurun seiring dengan bertambahnya jumlah HPMC. Bila jumlah HPMC 0,05% maka berat jenis basah mortar adalah 96,8% dari mortar acuan. Ketika jumlah HPMC terus meningkat, kecepatan penurunan kepadatan basah semakin cepat. Bila kadar HPMC 0,20% maka berat jenis basah mortar hanya 81,5% dari mortar acuan. Hal ini terutama disebabkan oleh efek HPMC yang memasukkan udara. Gelembung udara yang masuk meningkatkan porositas mortar dan menurunkan kekompakan, sehingga mengakibatkan penurunan kepadatan volume mortar.

2.2 Pengaturan waktu

Terlihat dari hubungan waktu koagulasi dengan jumlah HPMC yang semakin lama semakin meningkat. Ketika dosisnya 0,20%, waktu pengerasan meningkat sebesar 29,8% dibandingkan dengan mortar referensi, mencapai sekitar 300 menit. Terlihat pada dosis 0,20% setting time mengalami perubahan yang besar. Alasannya adalah L Schmitz dkk. percaya bahwa molekul selulosa eter terutama teradsorpsi pada produk hidrasi seperti cSH dan kalsium hidroksida, dan jarang teradsorpsi pada fase mineral asli klinker. Selain itu, karena peningkatan viskositas larutan pori, selulosa eter berkurang. Mobilitas ion (Ca2+, so42-…) dalam larutan pori semakin memperlambat proses hidrasi.

2.3 Lapisan dan retensi air

Tingkat delaminasi dan retensi air dapat mencirikan efek retensi air pada mortar. Dari hubungan derajat delaminasi dengan jumlah HPMC terlihat bahwa derajat delaminasi menunjukkan tren menurun seiring dengan bertambahnya jumlah HPMC. Ketika kandungan HPMC 0,05%, derajat delaminasi menurun secara signifikan, menunjukkan bahwa ketika kandungan serat eter kecil, derajat delaminasi dapat sangat berkurang, efek retensi air dapat ditingkatkan, dan kemampuan kerja serta kemampuan kerja mortar dapat ditingkatkan. Dilihat dari hubungan sifat air dengan jumlah HPMC, seiring dengan bertambahnya jumlah HPMC maka retensi air juga lambat laun menjadi lebih baik. Ketika dosisnya kurang dari 0,15%, efek retensi air meningkat dengan sangat perlahan, namun ketika dosis mencapai 0,20%, efek retensi air telah meningkat pesat, dari 90,1% ketika dosisnya 0,15%, menjadi 95%. Jumlah HPMC terus meningkat, dan kinerja konstruksi mortar mulai menurun. Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan kinerja retensi air dan kinerja konstruksi, jumlah HPMC yang tepat adalah 0,10%~0,20%. Analisis mekanisme retensi airnya: Selulosa eter adalah polimer organik yang larut dalam air, yang terbagi menjadi ionik dan non-ionik. HPMC adalah selulosa eter non-ionik dengan gugus hidrofilik, gugus hidroksil (-OH) dan ikatan eter (-0-1) dalam rumus strukturnya. Ketika dilarutkan dalam air, atom oksigen pada gugus hidroksil dan ikatan eter serta Molekul air bergabung membentuk ikatan hidrogen, yang menyebabkan air kehilangan fluiditasnya, dan air bebas tidak lagi bebas, sehingga mencapai efek retensi dan pengentalan air.

2.4 Kekuatan tekan

Dari hubungan kuat tekan dengan jumlah HPMC terlihat bahwa dengan bertambahnya jumlah HPMC maka kuat tekan 7d dan 28d menunjukkan tren penurunan yang terutama disebabkan oleh masuknya sejumlah besar HPMC. gelembung udara oleh HPMC, yang sangat meningkatkan porositas mortar. meningkat sehingga mengakibatkan penurunan kekuatan. Pada kadar 0,05%, kuat tekan 7d turun sangat signifikan, kuat tekan turun 21,0%, dan kuat tekan 28d turun 26,6%. Terlihat dari kurva bahwa pengaruh HPMC terhadap kuat tekan sangat jelas terlihat. Bila dosisnya sangat kecil, maka akan sangat dikurangi. Oleh karena itu, dalam penerapan praktisnya, dosisnya harus dikontrol dan digunakan dalam kombinasi dengan pencegah busa. Menyelidiki alasannya, Guan Xuemao dkk. percaya bahwa pertama, ketika selulosa eter ditambahkan ke mortar, polimer fleksibel dalam pori-pori mortar meningkat, dan polimer serta pori-pori fleksibel ini tidak dapat memberikan dukungan yang kaku ketika blok uji dikompresi. Matriks komposit relatif melemah sehingga mengurangi kuat tekan mortar; kedua, karena efek retensi air dari selulosa eter, setelah blok uji mortar terbentuk, sebagian besar air tetap berada di dalam mortar, dan rasio air-semen sebenarnya lebih rendah daripada tanpa itu. Jauh lebih besar, sehingga kuat tekannya mortar akan berkurang secara signifikan.

2.5 Korelasi antara kuat tekan dan kepadatan basah

Terlihat dari kurva hubungan antara kuat tekan dan massa jenis basah bahwa setelah pemasangan linier semua titik pada gambar, titik-titik yang bersesuaian terdistribusi dengan baik pada kedua sisi garis pemasangan, dan terdapat korelasi yang baik antara massa jenis basah dan kuat tekan. sifat kekuatan, dan kepadatan basah sederhana dan mudah diukur, sehingga kuat tekan mortar 28d dapat dihitung melalui persamaan fitting linier yang telah ditetapkan. Persamaan fitting linier ditunjukkan pada rumus (1), R²=0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), dimana, y adalah kuat tekan mortar 28d, MPa; X adalah massa jenis basah, kg m-3.

3. Kesimpulan

HPMC dapat meningkatkan efek retensi air pada mortar fly ash dan memperpanjang waktu pengoperasian mortar. Pada saat yang sama, karena peningkatan porositas mortar, kepadatan curah dan kekuatan tekannya akan turun secara signifikan, sehingga dosis yang tepat harus dipilih dalam penerapannya. Kuat tekan mortar 28d mempunyai korelasi yang baik dengan massa jenis basah, dan kuat tekan 28d dapat dihitung dengan mengukur massa jenis basah, yang mempunyai nilai acuan penting untuk pengendalian kualitas mortar selama konstruksi.