Etere di idrossipropilmetilcellulosa sulle proprietà della malta di ceneri volanti

È stato studiato l'effetto dell'etere di idrossipropilmetilcellulosa sulle proprietà della malta di ceneri volanti ed è stata analizzata la relazione tra densità umida e resistenza alla compressione. I risultati del test mostrano che l'aggiunta di etere di idrossipropilmetilcellulosa alla malta di ceneri volanti può migliorare significativamente le prestazioni di ritenzione idrica della malta, prolungare il tempo di adesione della malta e ridurre la densità umida e la resistenza alla compressione della malta. Esiste una buona correlazione tra la densità a umido e la resistenza a compressione 28d. Nella condizione di densità bagnata nota, la resistenza alla compressione 28d può essere calcolata utilizzando la formula di adattamento.

Parole chiave:ceneri volanti; etere di cellulosa; ritenzione idrica; resistenza alla compressione; correlazione

Allo stato attuale, le ceneri volanti sono state ampiamente utilizzate nell’ingegneria delle costruzioni. L'aggiunta di una certa quantità di ceneri volanti nella malta può non solo migliorare le proprietà meccaniche e la durabilità della malta, ma anche ridurre il costo della malta. Tuttavia, la malta delle ceneri volanti mostra una ritenzione idrica insufficiente, quindi come migliorare la ritenzione idrica della malta è diventato un problema urgente da risolvere. L'etere di cellulosa è un additivo ad alta efficienza comunemente usato in patria e all'estero. È necessario aggiungerlo solo in una piccola quantità per avere un grande impatto sugli indicatori di prestazione come la ritenzione idrica e la resistenza alla compressione della malta.

1. Materie prime e metodi di prova

1.1 Materie prime

Il cemento è P·Cemento Portland ordinario di grado O 42,5 prodotto dalla fabbrica di cemento Hangzhou Meiya; la cenere volante è di qualitàⅡcenere; la sabbia è sabbia media ordinaria con un modulo di finezza di 2,3, una densità apparente di 1499 kg·m-3 e un contenuto di umidità dello 0,14%, contenuto di fango 0,72%; l'etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) è prodotto da Shandong Heda Co., Ltd., il marchio è 75HD100000; l'acqua di impasto è acqua di rubinetto.

1.2 Preparazione della malta

Quando si mescola una malta modificata con etere di cellulosa, mescolare prima accuratamente l'HPMC con cemento e ceneri volanti, quindi miscelare a secco con sabbia per 30 secondi, quindi aggiungere acqua e mescolare per non meno di 180 secondi.

1.3 Metodo di prova

La consistenza, la densità umida, la delaminazione e il tempo di presa della malta appena miscelata devono essere misurati secondo le normative pertinenti in JGJ70-90 "Metodi di prova di prestazione di base della malta da costruzione". La ritenzione d'acqua della malta viene determinata secondo il metodo di prova per la ritenzione d'acqua della malta riportato nell'Appendice A di JG/T 230-2007 “Malta pronta”. Il test di resistenza alla compressione adotta uno stampo di prova con fondo cubico da 70,7 mm x 70,7 mm x 70,7 mm. Il blocco di prova formato viene polimerizzato ad una temperatura di (20±2)°C per 24 ore, e dopo la sformatura, si continua a stagionare in un ambiente con temperatura di (20±2)°C e un'umidità relativa superiore al 90% rispetto all'età predeterminata, secondo JGJ70-90 "Building Mortar Basic performance test Method" per la determinazione della sua resistenza a compressione.

2. Risultati dei test e analisi

2.1 Densità umida

Dal rapporto tra la densità e la quantità di HPMC si può vedere che la densità umida diminuisce gradualmente con l'aumento della quantità di HPMC. Quando la quantità di HPMC è pari allo 0,05%, la densità umida della malta è pari al 96,8% della malta di riferimento. Quando la quantità di HPMC continua ad aumentare, la velocità di diminuzione della densità umida viene accelerata. Quando il contenuto di HPMC è dello 0,20%, la densità umida della malta è solo l'81,5% della malta di riferimento. Ciò è dovuto principalmente all'effetto di trascinamento dell'aria dell'HPMC. Le bolle d'aria introdotte aumentano la porosità della malta e ne diminuiscono la compattezza, con conseguente diminuzione della densità volumetrica della malta.

2.2 Impostazione dell'ora

Dal rapporto tra il tempo di coagulazione e la quantità di HPMC si può vedere che il tempo di coagulazione aumenta gradualmente. Quando il dosaggio è dello 0,20% il tempo di presa aumenta del 29,8% rispetto alla malta di riferimento, arrivando a circa 300min. Si può vedere che quando il dosaggio è dello 0,20%, il tempo di presa cambia notevolmente. Il motivo è che L Schmitz et al. ritengono che le molecole di etere di cellulosa siano principalmente adsorbite su prodotti di idratazione come cSH e idrossido di calcio, e raramente siano adsorbite sulla fase minerale originale del clinker. Inoltre, a causa dell'aumento della viscosità della soluzione dei pori, l'etere di cellulosa diminuisce. La mobilità degli ioni (Ca2+, so42-...) nella soluzione dei pori ritarda ulteriormente il processo di idratazione.

2.3 Stratificazione e ritenzione idrica

Sia il grado di delaminazione che la ritenzione d'acqua possono caratterizzare l'effetto di ritenzione idrica della malta. Dalla relazione tra il grado di delaminazione e la quantità di HPMC, si può vedere che il grado di delaminazione mostra un andamento decrescente all'aumentare della quantità di HPMC. Quando il contenuto di HPMC è dello 0,05%, il grado di delaminazione diminuisce in modo molto significativo, indicando che quando il contenuto di etere di fibra è piccolo, il grado di delaminazione può essere notevolmente ridotto, l'effetto di ritenzione idrica può essere migliorato e la lavorabilità e la lavorabilità della malta può essere migliorata. A giudicare dalla relazione tra le proprietà dell'acqua e la quantità di HPMC, all'aumentare della quantità di HPMC, anche la ritenzione idrica migliora gradualmente. Quando il dosaggio è inferiore allo 0,15%, l'effetto di ritenzione idrica aumenta molto leggermente, ma quando il dosaggio raggiunge lo 0,20%, l'effetto di ritenzione idrica è stato notevolmente migliorato, dal 90,1% con il dosaggio allo 0,15%, al 95%. La quantità di HPMC continua ad aumentare e le prestazioni costruttive della malta iniziano a peggiorare. Pertanto, considerando le prestazioni di ritenzione idrica e le prestazioni di costruzione, la quantità appropriata di HPMC è pari a 0,10%~0,20%. Analisi del suo meccanismo di ritenzione idrica: l'etere di cellulosa è un polimero organico solubile in acqua, suddiviso in ionico e non ionico. HPMC è un etere di cellulosa non ionico con un gruppo idrofilo, un gruppo ossidrile (-OH) e un legame etereo (-0-1) nella sua formula strutturale. Quando disciolti in acqua, gli atomi di ossigeno sul gruppo ossidrile e il legame etereo e le molecole d'acqua si associano per formare legami idrogeno, il che fa perdere all'acqua la sua fluidità e l'acqua libera non è più libera, ottenendo così l'effetto di ritenzione idrica e ispessimento.

2.4 Resistenza alla compressione

Dal rapporto tra la resistenza a compressione e la quantità di HPMC, si può vedere che con l'aumento della quantità di HPMC, la resistenza a compressione di 7d e 28d ha mostrato un andamento decrescente, dovuto principalmente all'introduzione di un gran numero di di bolle d'aria da parte di HPMC, che ha aumentato notevolmente la porosità della malta. aumento, con conseguente diminuzione della forza. Quando il contenuto è dello 0,05%, la resistenza alla compressione 7d diminuisce in modo molto significativo, la resistenza diminuisce del 21,0% e la resistenza alla compressione 28d diminuisce del 26,6%. Dalla curva si può vedere che l'impatto dell'HPMC sulla resistenza alla compressione è molto evidente. Quando il dosaggio è molto piccolo, sarà notevolmente ridotto. Pertanto, nelle applicazioni pratiche, il suo dosaggio deve essere controllato e utilizzato in combinazione con un antischiuma. Indagando sul motivo, Guan Xuemao et al. Ritengo che in primo luogo, quando l'etere di cellulosa viene aggiunto alla malta, il polimero flessibile nei pori della malta aumenta e questi polimeri e pori flessibili non possono fornire un supporto rigido quando il blocco di prova viene compresso. La matrice composita è relativamente indebolita, riducendo così la resistenza a compressione della malta; in secondo luogo, a causa dell'effetto di ritenzione idrica dell'etere di cellulosa, dopo che si è formato il blocco di prova della malta, la maggior parte dell'acqua rimane nella malta e il rapporto acqua-cemento effettivo è inferiore a quello senza Quelli sono molto più grandi, quindi la resistenza alla compressione della malta sarà notevolmente ridotta.

2.5 Correlazione tra resistenza a compressione e densità a umido

Si può vedere dalla curva di relazione tra resistenza a compressione e densità a umido che dopo l'adattamento lineare di tutti i punti nella figura, i punti corrispondenti sono ben distribuiti su entrambi i lati della linea di adattamento e esiste una buona correlazione tra densità a umido e compressione proprietà di resistenza e la densità umida è semplice e facile da misurare, quindi la resistenza a compressione della malta 28d può essere calcolata attraverso l'equazione di adattamento lineare stabilita. L'equazione di adattamento lineare è mostrata nella formula (1), R²=0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), dove y è la resistenza a compressione 28d della malta, MPa; X è la densità umida, kg m-3.

3. Conclusione

HPMC può migliorare l'effetto di ritenzione idrica della malta di ceneri volanti e prolungare il tempo di funzionamento della malta. Allo stesso tempo, a causa dell'aumento della porosità della malta, la sua densità apparente e resistenza alla compressione diminuiranno in modo significativo, pertanto nell'applicazione è necessario selezionare il dosaggio appropriato. La resistenza a compressione 28d della malta ha una buona correlazione con la densità a umido e la resistenza a compressione 28d può essere calcolata misurando la densità a umido, che ha un importante valore di riferimento per il controllo di qualità della malta durante la costruzione.