ヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC）のセメント系材料の改良効果

近年、外壁断熱技術の発展とセルロース製造技術の絶え間ない進歩、そしてHPMC自体の優れた特性により、HPMCは建設業界で広く使用されています。

ヒドロキシプロピル メチルセルロース (HPMC) とセメント ベースの材料の間の作用メカニズムをさらに調査するために、この論文では、セメント ベースの材料の凝集特性に対する金水橋ヒドロキシプロピル メチルセルロース (HPMC) の改善効果に焦点を当てます。

凝固時間

コンクリートの凝結時間は主にセメントの凝結時間に関連しており、骨材はほとんど影響を与えないため、モルタルの凝結時間を代わりに使用して、水中非分散性コンクリート混合物の凝結時間に対するHPMCの影響を研究できます。モルタルの硬化時間は水の影響を受けるため、HPMC がモルタルの硬化時間に及ぼす影響を評価するには、モルタルの水セメント比とモルタル比を固定する必要があります。

実験によると、HPMC の添加はモルタル混合物に顕著な遅延効果をもたらし、HPMC 含有量の増加に伴ってモルタルの凝結時間は延長します。同じ HPMC 含有量の下では、水中成形モルタルは空気中で成形したモルタルよりも速くなります。ミディアム成形の硬化時間は長くなります。水中で測定した場合、ブランク試験片と比較して、HPMC を混合したモルタルの硬化時間は、初期硬化で 6 ～ 18 時間、最終硬化で 6 ～ 22 時間遅れます。したがって、HPMC は促進剤と組み合わせて使用​​する必要があります。

HPMCは、高分子の線状構造を持ち、官能基に水酸基を有する高分子ポリマーで、混合水分子と水素結合を形成し、混合水の粘度を高めることができます。 HPMCの長い分子鎖が互いに引き合い、HPMC分子が絡み合って網目構造を形成し、セメントを包み込み、水を混ぜます。 HPMCはフィルムのような網目構造を形成してセメントを包み込むため、モルタル中の水分の揮発を効果的に防止し、セメントの水和速度を阻害または遅くします。

出血

モルタルのブリード現象はコンクリートのブリード現象に似ており、深刻な骨材沈下を引き起こし、その結果スラリーの上層の水セメント比が増加し、初期にスラリーの上層に大きな塑性収縮を引き起こします。ステージ、さらにはクラックが発生し、スラリーの表層の強度が比較的弱い。

0.5%以上の投与量では、基本的に出血現象は起こりません。これは、HPMC をモルタルに混合すると、HPMC が皮膜形成網目構造を持ち、高分子​​の長鎖に水酸基が吸着することによりモルタル中のセメントと混合水が凝集し、安定した構造が得られるためです。モルタルの。 HPMCをモルタルに添加すると、独立した小さな気泡が多数形成されます。これらの気泡はモルタル内に均一に分布し、骨材の堆積を妨げます。 HPMCの技術的性能はセメントベースの材料に大きな影響を与え、乾燥粉末モルタルやポリマーモルタルなどの新しいセメントベースの複合材料の調製によく使用されるため、優れた保水性とプラスチック保持性を備えています。

モルタル水の需要

HPMC の量が少ない場合、モルタルの水需要に大きな影響を与えます。フレッシュモルタルの膨張度を基本的に同じに保った場合、HPMC含有量とモルタルの水分要求量は一定期間内に直線関係で変化し、モルタルの水分要求量はまず減少し、その後増加します。明らかに。 HPMCの量が0.025%未満の場合、量の増加に伴い、同じ膨張度の下でモルタルの水需要は減少します。これは、HPMCの量が少ない場合、モルタルの減水効果があることを示しています。モルタル、HPMC には空気連行効果があります。モルタル中には独立した小さな気泡が無数に存在しており、この気泡が潤滑剤の役割を果たし、モルタルの流動性を高めます。投与量が 0.025% を超える場合、モルタルの水の需要は投与量の増加とともに増加します。これは、HPMC の網目構造がより完全になり、長い分子鎖上のフロック間の隙間が短くなり、引力と凝集の効果が生じ、モルタルの流動性が低下するためです。したがって、膨張度がほぼ同じ条件下では、スラリーは水要求量の増加を示します。

01. 耐分散性試験:

分散防止は分散防止剤の品質を測る重要な技術指標です。 HPMCは水溶性高分子化合物であり、水溶性樹脂、水溶性ポリマーとも呼ばれます。混合水の粘度を高めることで混合物の粘稠度を高めます。水に溶解して溶液を形成できる親水性ポリマー材料です。または分散。

実験により、ナフタレンベースの高効率減水剤の量が増加すると、減水剤の添加により新たに混合されたセメントモルタルの分散抵抗が低下することが示されています。これはナフタレン系高効率減水剤が界面活性剤であるためです。減水剤をモルタルに添加すると、減水剤はセメント粒子の表面に配向して、セメント粒子の表面が同じ電荷を有するようにする。この電気的反発によりセメント粒子が形成されます。セメントの凝集構造が破壊され、構造内に包まれていた水分が放出され、セメントの一部が損失します。同時に、HPMC含有量の増加に伴い、フレッシュセメントモルタルの耐分散性がますます良くなっていることが判明した。

02. コンクリートの強度特性:

パイロット基礎プロジェクトでは、HPMC 水中非分散性コンクリート混和剤が適用され、設計強度グレードは C25 でした。基本試験によると、セメント量は400kg、配合シリカフュームは25kg/m3、HPMCの最適量はセメント量の0.6%、水セメント比は0.42、砂率は40%、ナフタレン系高効率減水剤の出力はセメント量8%、コンクリート供試体の空中28d平均強度は42.6MPa、水中コンクリートの28d平均強度は落下高さ60mmである。水中での圧力は36.4MPaであり、空気中コンクリートに対する水中コンクリートの強度比は84.8%と、より効果が大きい。

03. 実験により次のことがわかりました。

(1) HPMC の添加は、モルタル混合物に対して明らかな遅延効果をもたらします。 HPMC含有量の増加に伴い、モルタルの硬化時間は順次延長されます。同じ HPMC 含有量の下では、水中で形成されたモルタルは空気中で形成されたモルタルよりも速くなります。ミディアム成形の硬化時間は長くなります。この機能は、水中コンクリートの圧送に役立ちます。

(2) ヒドロキシプロピルメチルセルロースを混合したフレッシュセメントモルタルは凝集性が良く、にじみがほとんどありません。

(3)HPMCの量とモルタルの水需要は最初に減少し,その後明らかに増加した。

(4) 減水剤の配合により、モルタルの水需要の増加の問題は改善されますが、その投与量は合理的に制御する必要があり、そうでないと、新たに混合したセメントモルタルの水中分散抵抗が低下する場合があります。

(5) HPMC を混合したセメントペースト試験片とブランク試験片の構造にはほとんど差がなく、水中と空気中に注入したセメントペースト試験体の構造や密度にもほとんど差がありません。 28 日間水中で形成された標本はわずかにパリパリしています。主な理由は、HPMC の添加により、注水時のセメントの損失と分散が大幅に減少しますが、同時にセメントの緻密性が低下するためです。本プロジェクトでは、水中での不分散効果を確保することを条件として、HPMC の添加量を可能な限り低減する必要がある。

(6) HPMC 水中非分散性コンクリート混和剤を添加し、投与量を制御すると強度が向上します。パイロットプロジェクトでは、水性フォームコンクリートとエアフォームドコンクリートの強度比は 84.8% であり、その効果は比較的大きいことが示されています。