フライアッシュモルタルの特性に関するヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテル

フライアッシュモルタルの特性に及ぼすヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルの影響を研究し、湿潤密度と圧縮強度との関係を分析した。試験結果は、フライアッシュモルタルにヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルを添加すると、モルタルの保水性能が大幅に向上し、モルタルの接着時間を延長し、モルタルの湿潤密度と圧縮強度を低下させることができることを示しています。湿潤密度と 28 日圧縮強度の間には良好な相関関係があります。既知の湿潤密度の条件下で、フィッティング公式を使用して 28d 圧縮強度を計算できます。

キーワード:フライアッシュ。セルロースエーテル；水分保持。圧縮強度。相関

現在、フライアッシュは建設工学に広く使用されています。モルタルに一定量のフライアッシュを添加すると、モルタルの機械的特性と耐久性が向上するだけでなく、モルタルのコストも削減できます。しかし、フライアッシュモルタルは保水性が不十分であり、モルタルの保水性をいかに向上させるかが喫緊の課題となっている。セルロースエーテルは、国内外で一般的に使用されている高効率混和剤です。少量の添加でモルタルの保水性や圧縮強度などの性能指標に大きな影響を与えます。

1. 原材料および試験方法

1.1 原材料

セメントはPです·O 杭州美雅セメント工場で製造された 42.5 グレードの普通ポルトランドセメント。フライアッシュはグレードですⅡ灰;砂は、細さ弾性率 2.3、かさ密度 1499kg の普通の中砂です。·m-3、水分含有量0.14%、泥含有量0.72%。ヒドロキシプロピル メチル セルロース エーテル (HPMC) は Shandong Heda Co., Ltd. によって製造され、ブランドは 75HD100000 です。混合水は水道水です。

1.2 モルタルの準備

セルロースエーテル改質モルタルを混合する場合は、HPMC とセメント、フライアッシュをよく混合し、砂と 30 秒間乾式混合した後、水を加えて 180 秒以上混合してください。

1.3 試験方法

新たに混合したモルタルの稠度、湿潤密度、層間剥離および硬化時間は、JGJ70-90「建築用モルタルの基本性能試験方法」の関連規定に従って測定するものとする。モルタルの保水性は、JG/T 230-2007「レディミクストモルタル」の付録Aのモルタルの保水性試験方法に従って測定されます。圧縮強度試験には70.7mm×70.7mm×70.7mmの立方体底試験型を使用します。形成されたテストブロックは、(20℃) の温度で硬化されます。±2)°24℃で24時間放置し、脱型後も20℃の環境で引き続き硬化を続けます。±2)°JGJ70-90「建築用モルタル基本性能試験方法」に従って、所定の使用年数までC、相対湿度90%以上の環境で圧縮強度を測定します。

2. 試験結果と分析

2.1 湿潤密度

密度と HPMC 量の関係から、HPMC 量の増加に伴って湿潤密度が徐々に減少することがわかります。 HPMC の量が 0.05% の場合、モルタルの湿潤密度は基準モルタルの 96.8% になります。 HPMCの量が増加し続けると、ウェット濃度の減少速度が加速されます。 HPMC の含有量が 0.20% の場合、モルタルの湿潤密度は基準モルタルの 81.5% にすぎません。これは主に HPMC の空気連行効果によるものです。導入された気泡はモルタルの気孔率を増加させ、緻密性を低下させ、その結果モルタルの体積密度の減少をもたらす。

2.2 時間の設定

凝固時間と HPMC 量の関係から、凝固時間が徐々に増加していることがわかります。投与量が 0.20% の場合、硬化時間は基準モルタルと比較して 29.8% 増加し、約 300 分に達します。ドーズ量が０．２０％の場合、硬化時間が大きく変化することがわかる。その理由は、L Schmitz et al.セルロースエーテル分子は主に cSH や水酸化カルシウムなどの水和生成物に吸着され、クリンカーの元の鉱物相にはほとんど吸着されないと考えられています。さらに、細孔溶液の粘度の増加により、セルロースエーテルが減少します。細孔溶液中のイオン (Ca2+、so42-…) の移動度により、水和プロセスがさらに遅れます。

2.3 レイヤリングと保水性

層間剥離の程度と保水性の両方によって、モルタルの保水効果を特徴付けることができます。剥離度とＨＰＭＣ量との関係から、ＨＰＭＣ量が増加するにつれて剥離度は低下する傾向を示すことがわかる。 ＨＰＭＣの含有量が０．０５％の場合、剥離度は非常に顕著に減少し、繊維エーテルの含有量が少ないと剥離度が大幅に減少し、保水効果が向上し、作業性や作業性が向上することが分かる。モルタルの加工性を向上させることができます。水分特性とHPMC量の関係からみると、HPMC量が増加するにつれて保水性も徐々に良くなります。添加量が0.15%未満では保水効果の上昇は非常に緩やかですが、添加量が0.20%になると保水効果は0.15%の時の90.1%から95%へと大幅に向上しました。 HPMCの量は増加し続け、モルタルの施工性能は低下し始めます。したがって、保水性能と施工性能を考慮すると、HPMCの適正量は0.10%～0.20%となります。保水メカニズムの解析：セルロースエーテルは水溶性有機高分子であり、イオン性と非イオン性に分けられます。 HPMCは、構造式中に親水基、水酸基（-OH）、エーテル結合（-0-1）をもつ非イオン性セルロースエーテルです。水に溶解すると、水酸基の酸素原子とエーテル結合と水分子が会合して水素結合を形成し、水の流動性が失われ、自由水ではなくなり、保水効果と増粘効果が得られます。

2.4 圧縮強度

圧縮強度と HPMC 量の関係から、HPMC 量の増加に伴い、7d および 28d の圧縮強度は低下傾向を示していることがわかります。これは主に、多数の添加剤の導入によるものです。 HPMC により気泡が除去され、モルタルの気孔率が大幅に増加しました。増加し、強度の低下につながります。含有量が0.05%の場合、7d圧縮強度は非常に大きく低下し、強度は21.0%低下し、28d圧縮強度は26.6%低下する。曲線から、圧縮強度に対する HPMC の影響が非常に明白であることがわかります。投与量が非常に少ない場合、大幅に減少します。したがって、実際の用途では、その投与量を制御し、消泡剤と組み合わせて使用​​する必要があります。 Guan Xuemaoらはその理由を調査している。第一に、セルロースエーテルがモルタルに添加されると、モルタルの細孔内の柔軟なポリマーが増加し、これらの柔軟なポリマーと細孔は、テストブロックが圧縮されたときに強固な支持を提供できなくなると考えています。複合マトリックスは相対的に弱くなるため、モルタルの圧縮強度が低下します。第二に、セルロースエーテルの保水効果により、モルタルテストブロックが形成された後、ほとんどの水がモルタル内に残り、実際の水セメント比は、モルタルなしの場合よりも低くなり、圧縮強度がはるかに大きくなります。モルタルの量が大幅に減ります。

2.5 圧縮強度と湿潤密度の相関関係

圧縮強度と湿潤密度の関係曲線から、図のすべての点を線形フィッティングした後、対応する点がフィッティング ラインの両側によく分布しており、湿潤密度と圧縮強度の間に良好な相関関係があることがわかります。湿潤密度は単純で測定が容易であるため、モルタル２８ｄの圧縮強度は、確立された線形フィッティング式を通じて計算することができる。線形フィッティング方程式は式 (1)、R に示されています。²=0.9704。 Y=0.0195X-27.3 (1)、ここで、y はモルタルの 28 日圧縮強度、MPa です。 X は湿潤密度、kg m-3 です。

3. 結論

HPMCはフライアッシュモルタルの保水効果を向上させ、モルタルの稼働時間を延長します。同時に、モルタルの気孔率の増加により、その嵩密度と圧縮強度が大幅に低下するため、用途に応じて適切な投与量を選択する必要があります。モルタルの28d圧縮強度は湿潤密度と良好な相関関係があり、湿潤密度を測定することで28d圧縮強度を計算でき、建設中のモルタルの品質管理の重要な基準値となります。