Astratto:L'etere di cellulosa è l'additivo principale nella malta premiscelata. Vengono introdotti i tipi e le caratteristiche strutturali dell'etere di cellulosa e l'etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) viene selezionato come additivo per studiare sistematicamente l'influenza sulle varie proprietà della malta. . Gli studi hanno dimostrato che: HPMC può migliorare significativamente la ritenzione idrica della malta e ha l'effetto di ridurre l'acqua. Allo stesso tempo, può anche ridurre la densità della miscela di malta, prolungare il tempo di presa della malta e ridurre la resistenza alla flessione e alla compressione della malta.
Parole chiave:malta pronta; etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC); prestazione
0.Prefazione
La malta è uno dei materiali più utilizzati nel settore edile. Con lo sviluppo della scienza dei materiali e il miglioramento delle esigenze delle persone in termini di qualità edilizia, la malta si è gradualmente sviluppata verso la commercializzazione, proprio come la promozione e lo sviluppo del calcestruzzo preconfezionato. Rispetto alla malta preparata con la tecnologia tradizionale, la malta prodotta commercialmente presenta molti evidenti vantaggi: (a) elevata qualità del prodotto; (b) elevata efficienza produttiva; (c) meno inquinamento ambientale e conveniente per l'edilizia civile. Allo stato attuale, Guangzhou, Shanghai, Pechino e altre città della Cina hanno promosso malte preconfezionate e sono stati emessi o saranno presto emessi importanti standard di settore e standard nazionali.
Dal punto di vista della composizione, una grande differenza tra la malta premiscelata e la malta tradizionale è l'aggiunta di additivi chimici, tra cui l'etere di cellulosa è l'additivo chimico più comunemente usato. L'etere di cellulosa viene solitamente utilizzato come agente di ritenzione dell'acqua. Lo scopo è migliorare l'operabilità della malta premiscelata. La quantità di etere di cellulosa è piccola, ma ha un impatto significativo sulle prestazioni della malta. È un additivo importante che influisce sulle prestazioni costruttive della malta. Pertanto, un'ulteriore comprensione dell'impatto dei tipi e delle caratteristiche strutturali dell'etere di cellulosa sulle prestazioni della malta cementizia aiuterà a selezionare e utilizzare correttamente l'etere di cellulosa e a garantire prestazioni stabili della malta.
1. Tipi e caratteristiche strutturali degli eteri di cellulosa
L'etere di cellulosa è un materiale polimerico solubile in acqua, che viene lavorato dalla cellulosa naturale attraverso dissoluzione alcalina, reazione di innesto (eterificazione), lavaggio, essiccazione, macinazione e altri processi. Gli eteri di cellulosa sono divisi in ionici e non ionici e la cellulosa ionica ha sale di carbossimetilcellulosa. La cellulosa non ionica comprende etere di idrossietilcellulosa, etere di idrossipropilmetilcellulosa, etere di metilcellulosa e simili. Poiché l'etere ionico di cellulosa (sale di carbossimetilcellulosa) è instabile in presenza di ioni calcio, viene utilizzato raramente nei prodotti in polvere secca con cemento, calce spenta e altri materiali cementanti. Gli eteri di cellulosa utilizzati nella malta secca in polvere sono principalmente l'etere di idrossietilmetilcellulosa (HEMC) e l'etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC), che rappresentano oltre il 90% della quota di mercato.
L'HPMC è formato dalla reazione di eterificazione del trattamento di attivazione degli alcali di cellulosa con l'agente di eterificazione cloruro di metile e ossido di propilene. Nella reazione di eterificazione, il gruppo ossidrile sulla molecola di cellulosa viene sostituito da metossi) e idrossipropile per formare HPMC. Il numero di gruppi sostituiti dal gruppo ossidrile sulla molecola di cellulosa può essere espresso dal grado di eterificazione (chiamato anche grado di sostituzione). L'etere dell'HPMC Il grado di conversione chimica è compreso tra 12 e 15. Pertanto, nella struttura dell'HPMC ci sono gruppi importanti come l'idrossile (-OH), il legame etereo (-o-) e l'anello anidroglucosio, e questi gruppi hanno un certo impatto sulle prestazioni della malta.
2. Effetto dell'etere di cellulosa sulle proprietà della malta cementizia
2.1 Materie prime per il test
Etere di cellulosa: prodotto da Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd., viscosità: 75000;
Cemento: cemento composito di marca Conch di grado 32,5; sabbia: sabbia media; ceneri volanti: grado II.
2.2 Risultati dei test
2.2.1 Effetto di riduzione dell'acqua dell'etere di cellulosa
Dal rapporto tra la consistenza della malta ed il contenuto di etere di cellulosa a parità di rapporto di miscelazione si può notare che la consistenza della malta aumenta gradualmente con l'aumento del contenuto di etere di cellulosa. Quando il dosaggio è 0,3‰ la consistenza della malta è superiore di circa il 50% rispetto a quella senza miscelazione, il che dimostra che l'etere di cellulosa può migliorare notevolmente la lavorabilità della malta. All’aumentare della quantità di etere di cellulosa, il consumo di acqua può diminuire gradualmente. Si può considerare che l'etere di cellulosa ha un certo effetto di riduzione dell'acqua.
2.2.2 Ritenzione idrica
La ritenzione idrica della malta si riferisce alla capacità della malta di trattenere l'acqua, ed è anche un indice prestazionale per misurare la stabilità dei componenti interni della malta cementizia fresca durante il trasporto e il parcheggio. La ritenzione d'acqua può essere misurata da due indicatori: grado di stratificazione e tasso di ritenzione d'acqua, ma grazie all'aggiunta di un agente che trattiene l'acqua, la ritenzione d'acqua della malta premiscelata è stata significativamente migliorata e il grado di stratificazione non è sufficientemente sensibile per riflettere la differenza. Il test di ritenzione idrica consiste nel calcolare il tasso di ritenzione idrica misurando la variazione di massa della carta da filtro prima e dopo il contatto della carta da filtro con l'area specificata di malta entro un certo periodo di tempo. Grazie al buon assorbimento d'acqua della carta da filtro, anche se la ritenzione idrica della malta è elevata, la carta da filtro può comunque assorbire l'umidità nella malta. Il tasso di ritenzione idrica può riflettere accuratamente la ritenzione idrica della malta, maggiore è il tasso di ritenzione idrica, migliore è la ritenzione idrica.
Esistono molti modi tecnici per migliorare la ritenzione idrica della malta, ma l'aggiunta di etere di cellulosa è il modo più efficace. La struttura dell'etere di cellulosa contiene legami idrossilici ed eterei. Gli atomi di ossigeno su questi gruppi si associano alle molecole d'acqua per formare legami idrogeno. Trasforma le molecole d'acqua libere in acqua legata, in modo da svolgere un buon ruolo nella ritenzione idrica. Dal rapporto tra il tasso di ritenzione d'acqua della malta e il contenuto di etere di cellulosa si può vedere che nell'ambito del contenuto di prova il tasso di ritenzione d'acqua della malta e il contenuto di etere di cellulosa mostrano un buon rapporto di corrispondenza. Maggiore è il contenuto di etere di cellulosa, maggiore è il tasso di ritenzione idrica. .
2.2.3 Densità della miscela di malta
Dalla legge di variazione della densità della miscela di malta con il contenuto di etere di cellulosa si può vedere che la densità della miscela di malta diminuisce gradualmente con l'aumento del contenuto di etere di cellulosa e la densità umida della malta quando il contenuto è 0,3‰o Diminuito di circa il 17% (rispetto a nessuna miscela). Ci sono due ragioni per la diminuzione della densità della malta: una è l'effetto aerante dell'etere di cellulosa. L'etere di cellulosa contiene gruppi alchilici, che possono ridurre l'energia superficiale della soluzione acquosa e avere un effetto di trascinamento dell'aria sulla malta cementizia, facendo aumentare il contenuto di aria della malta e anche la tenacità del film a bolle è superiore a quella di bolle d'acqua pura e non è facile da scaricare; invece l'etere di cellulosa si espande dopo aver assorbito acqua e occupa un certo volume, che equivale ad aumentare i pori interni della malta, quindi fa sì che la malta si mescoli. Densità gocce.
L'effetto aerante dell'etere di cellulosa da un lato migliora la lavorabilità della malta e dall'altro, a causa dell'aumento del contenuto d'aria, la struttura del corpo indurito si allenta, con conseguente effetto negativo di diminuzione le proprietà meccaniche come la resistenza.
2.2.4 Tempo di coagulazione
Dal rapporto tra il tempo di presa della malta e la quantità di etere si vede chiaramente che l'etere di cellulosa ha un effetto ritardante sulla malta. Maggiore è il dosaggio, più evidente è l'effetto ritardante.
L'effetto ritardante dell'etere di cellulosa è strettamente correlato alle sue caratteristiche strutturali. L'etere di cellulosa conserva la struttura di base della cellulosa, vale a dire, la struttura dell'anello di anidroglucosio esiste ancora nella struttura molecolare dell'etere di cellulosa e l'anello di anidroglucosio è la causa del gruppo principale di ritardanti del cemento, che possono formare molecole di zucchero-calcio composti (o complessi) con ioni calcio nella soluzione acquosa di idratazione del cemento, che riduce la concentrazione di ioni calcio nel periodo di induzione dell'idratazione del cemento e previene la formazione, la precipitazione e la precipitazione di cristalli di Ca (OH): e sale di calcio e ritarda il processo di idratazione del cemento.
2.2.5 Forza
Dall'influenza dell'etere di cellulosa sulla resistenza alla flessione e alla compressione della malta, si può vedere che con l'aumento del contenuto di etere di cellulosa, le resistenze alla flessione e alla compressione della malta a 7 e 28 giorni mostrano tutte una tendenza al ribasso.
Il motivo della diminuzione della resistenza della malta può essere attribuito all'aumento del contenuto di aria, che aumenta la porosità della malta indurita e rende allentata la struttura interna del corpo indurito. Attraverso l'analisi di regressione della densità umida e della resistenza a compressione della malta, si può vedere che esiste una buona correlazione tra i due, la densità umida è bassa, la resistenza è bassa e viceversa, la resistenza è elevata. Huang Liangen ha utilizzato l'equazione del rapporto tra porosità e resistenza meccanica derivata da Ryskewith per dedurre la relazione tra la resistenza a compressione della malta miscelata con etere di cellulosa e il contenuto di etere di cellulosa.
3. Conclusione
(1) L'etere di cellulosa è un derivato della cellulosa, contenente idrossile,
Legami eterei, anelli di anidroglucosio e altri gruppi, questi gruppi influenzano le proprietà fisiche e meccaniche della malta.
(2) HPMC può migliorare significativamente la ritenzione idrica della malta, prolungare il tempo di presa della malta, ridurre la densità della miscela di malta e la resistenza del corpo indurito.
(3) Quando si prepara la malta premiscelata, è necessario utilizzare ragionevolmente l'etere di cellulosa. Risolvere la relazione contraddittoria tra lavorabilità della malta e proprietà meccaniche.
Orario di pubblicazione: 20 febbraio 2023