플라이애시 모르타르의 특성에 관한 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 에테르

플라이애시 모르타르의 특성에 대한 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 에테르의 영향을 연구하고, 습윤밀도와 압축강도의 관계를 분석하였다. 테스트 결과에 따르면 비산회 모르타르에 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 에테르를 첨가하면 모르타르의 보수 성능이 크게 향상되고, 모르타르의 접착 시간이 연장되며, 모르타르의 습윤 밀도와 압축 강도가 감소하는 것으로 나타났습니다. 습윤 밀도와 28d 압축 강도 사이에는 좋은 상관 관계가 있습니다. 알려진 습윤 밀도 조건에서 28d 압축강도는 피팅 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

핵심 단어:비산회; 셀룰로오스 에테르; 수분 보유; 압축강도; 상관관계

현재 비산회는 건설 엔지니어링에 널리 사용되고 있습니다. 모르타르에 일정량의 플라이애시를 첨가하면 모르타르의 기계적 성질과 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 모르타르 비용도 절감할 수 있습니다. 그러나 플라이애시 모르타르는 보수성이 부족하여 모르타르의 보수성을 어떻게 향상시킬 것인가가 시급한 과제로 대두되고 있다. 셀룰로오스 에테르는 국내외에서 일반적으로 사용되는 고효율 혼화제입니다. 보수성, 모르타르의 압축강도 등 성능 지표에 큰 영향을 미치려면 소량만 첨가하면 됩니다.

1. 원료 및 시험방법

1.1 원자재

시멘트는 P이다·O 항저우 메이야 시멘트 공장에서 생산되는 42.5 등급 일반 포틀랜드 시멘트; 비산회는 등급입니다Ⅱ금연 건강 증진 협회; 모래는 섬도 계수 2.3, 부피 밀도 1499kg의 일반 중간 모래입니다.·m-3, 수분 함량 0.14%, 진흙 함량 0.72%; 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스 에테르(HPMC)는 Shandong Heda Co., Ltd.에서 생산하며 상표는 75HD100000입니다. 섞는 물은 수돗물이다.

1.2 모르타르 준비

셀룰로오스에테르 개질 모르타르 혼합시에는 먼저 HPMC를 시멘트, 플라이애시와 잘 섞은 후 모래와 30초간 건식혼합한 후 물을 첨가하여 180초 이상 혼합한다.

1.3 시험방법

갓 혼합된 모르타르의 농도, 습윤 밀도, 박리 및 경화 시간은 JGJ70-90 "건축 모르타르의 기본 성능 시험 방법"의 관련 규정에 따라 측정되어야 합니다. 모르타르의 수분 유지율은 JG/T 230-2007 "Ready Mixed Mortar"의 부록 A에 있는 모르타르의 수분 유지 시험 방법에 따라 결정됩니다. 압축 강도 테스트는 70.7mm x 70.7mm x 70.7mm 큐브 바닥 테스트 금형을 채택합니다. 형성된 시험 블록은 (20)의 온도에서 경화됩니다.±2)°C에서 24시간 동안 탈형시킨 후 (20℃)의 온도 환경에서 계속 경화시킨다.±2)°JGJ70-90 "건축 모르타르 기본 성능 시험 방법"에 따라 압축 강도를 결정하는 C 및 상대 습도 90% 이상의 미리 결정된 수명입니다.

2. 테스트 결과 및 분석

2.1 습윤밀도

밀도와 HPMC 함량의 관계를 보면, HPMC 함량이 증가함에 따라 습윤밀도가 점차 감소하는 것을 알 수 있다. HPMC 함량이 0.05%일 때 모르타르의 습윤밀도는 기준 모르타르의 96.8%이다. HPMC의 양이 계속 증가하면 습윤밀도의 감소 속도가 가속화됩니다. HPMC 함량이 0.20%일 때 모르타르의 습윤밀도는 기준 모르타르의 81.5%에 불과합니다. 이는 주로 HPMC의 공기 연행 효과 때문입니다. 유입된 기포는 모르타르의 다공성을 증가시키고 치밀성을 감소시켜 모르타르의 부피밀도를 감소시킵니다.

2.2 설정시간

응고시간과 HPMC의 양과의 관계를 보면 응고시간이 점차 늘어나고 있음을 알 수 있다. 투입량이 0.20%일 때, 기준 모르타르에 비해 응결 시간이 29.8% 증가하여 약 300분에 이릅니다. 0.20% 첨가시 응결시간의 변화가 큰 것을 알 수 있다. 그 이유는 L Schmitz et al. 셀룰로오스 에테르 분자는 주로 cSH 및 수산화칼슘과 같은 수화 생성물에 흡착되고 클링커의 원래 광물 단계에는 거의 흡착되지 않는다고 생각합니다. 또한, 기공용액의 점도 증가로 인해 셀룰로오스에테르의 함량이 감소한다. 기공 용액 내 이온(Ca2+, so42-…)의 이동성은 수화 과정을 더욱 지연시킵니다.

2.3 레이어링 및 수분 유지

박리 정도와 보수력 모두 모르타르의 보수 효과를 특징으로 할 수 있습니다. 박리정도와 HPMC 함량의 관계를 보면, HPMC 함량이 증가할수록 박리정도는 감소하는 경향을 보이는 것을 알 수 있다. HPMC의 함량이 0.05%일 경우 박리정도가 매우 현저히 감소하는데, 이는 섬유에테르의 함량이 적을 경우 박리정도가 크게 감소되어 보수효과가 향상될 수 있으며, 작업성 및 가공성이 우수함을 의미한다. 모르타르의 작업성을 향상시킬 수 있습니다. 수분성과 HPMC 함량의 관계로 볼 때, HPMC 함량이 증가할수록 보수력도 점차 좋아지게 됩니다. 0.15% 미만 투여시에는 보수효과가 매우 완만하게 증가하나, 0.20% 투여시에는 0.15% 투여시 90.1%에서 95%로 보수효과가 크게 향상됩니다. HPMC의 사용량이 계속 증가하여 모르타르의 시공성능이 저하되기 시작한다. 따라서 보수성 및 시공성을 고려하여 HPMC의 적정량은 0.10%~0.20%가 적당하다. 수분 유지 메커니즘 분석: 셀룰로오스 에테르는 수용성 유기 고분자로 이온성과 비이온성으로 구분됩니다. HPMC는 구조식에 친수기, 수산기(-OH) 및 에테르 결합(-0-1)을 포함하는 비이온성 셀룰로오스 에테르입니다. 물에 용해되면 수산기의 산소 원자와 에테르 결합 및 물 분자가 결합하여 수소 결합을 형성하여 물의 유동성을 잃고 자유수는 더 이상 자유롭지 않아 수분 유지 및 농축 효과를 얻습니다.

2.4 압축강도

압축강도와 HPMC 함량의 관계를 보면 HPMC 함량이 증가함에 따라 7d와 28d의 압축강도는 감소하는 경향을 보였으며 이는 주로 HPMC 도입에 기인함을 알 수 있다. HPMC로 기포를 제거하여 모르타르의 다공성을 크게 높였습니다. 증가하여 강도가 감소합니다. 함량이 0.05%일 때 7d 압축강도는 매우 크게 떨어지며, 강도는 21.0%, 28d 압축강도는 26.6% 감소합니다. 압축 강도에 대한 HPMC의 영향이 매우 분명하다는 것을 곡선에서 볼 수 있습니다. 복용량이 매우 작으면 크게 줄어들 것입니다. 따라서 실제 적용 시에는 용량을 조절하고 소포제와 병용하여 사용해야 한다. 그 이유를 조사한 Guan Xuemao et al. 첫째, 셀룰로오스 에테르를 모르타르에 첨가하면 모르타르 기공의 유연한 폴리머가 증가하고 이러한 유연한 폴리머와 기공은 시험 블록이 압축될 때 견고한 지지를 제공할 수 없다고 믿습니다. 복합 매트릭스는 상대적으로 약화되어 모르타르의 압축 강도가 감소합니다. 둘째, 셀룰로오스 에테르의 보수 효과로 인해 모르타르 시험 블록이 형성된 후 대부분의 물이 모르타르에 남아 있으며 실제 물-시멘트 비율은 그렇지 않은 경우보다 낮습니다. 모르타르의 양이 현저히 줄어들게 됩니다.

2.5 압축강도와 습윤밀도의 상관관계

압축강도와 습윤밀도의 관계곡선에서 그림의 모든 점을 선형 피팅한 후 해당 점이 피팅선의 양쪽에 잘 분포되어 있으며 습윤밀도와 압축강도 사이에 좋은 상관관계가 있음을 알 수 있습니다. 강도 특성과 습윤 밀도는 간단하고 측정하기 쉽기 때문에 확립된 선형 피팅 방정식을 통해 모르타르 28d의 압축 강도를 계산할 수 있습니다. 선형 피팅 방정식은 식 (1)에 나와 있습니다. R²=0.9704. Y=0.0195X-27.3 (1), 여기서 y는 모르타르의 28d 압축 강도, MPa입니다. X는 습윤 밀도, kg m-3입니다.

3. 결론

HPMC는 플라이애시 모르타르의 보수효과를 향상시키고 모르타르의 가동시간을 연장시킬 수 있습니다. 동시에 모르타르의 다공성이 증가하면 부피 밀도와 압축 강도가 크게 떨어지므로 용도에 따라 적절한 복용량을 선택해야 합니다. 모르타르의 28d 압축강도는 습윤밀도와 좋은 상관관계가 있으며 28d 압축강도는 습윤밀도를 측정하여 계산할 수 있으며 이는 시공시 모르타르의 품질관리에 중요한 참고값을 갖는다.