Celulozes ēteris uz pašizlīdzinošās javas

Ietekme nohidroksipropilmetilcelulozes ēteristika pētīta pašizlīdzinošās javas plūstamība, ūdens aizture un saistīšanas stiprība. Rezultāti liecina, ka HPMC var efektīvi uzlabot pašizlīdzinošās javas ūdens aizturi un samazināt javas konsistenci. HPMC ieviešana var uzlabot javas saķeres izturību, bet samazinās spiedes izturība, lieces izturība un plūstamība. Paraugiem tika veikts SEM kontrasta tests, un HPMC ietekme uz aizkavējošo efektu, ūdens aiztures efektu un javas stiprību tika sīkāk izskaidrota no cementa hidratācijas kursa 3 un 28 dienās.

Atslēgas vārdi:pašizlīdzinošā java; celulozes ēteris; Šķidrums; Ūdens aizture

0. Ievads

Pašizlīdzinošā java var paļauties uz savu svaru, veidojot plakanu, gludu un spēcīgu pamatu uz pamatnes, lai ieklātu vai savienotu citus materiālus, un tā var veikt lielu augstas efektivitātes konstrukciju platību, tāpēc augsta likviditāte ir ļoti nozīmīga pašizlīdzinošās javas īpašība; Īpaši liela apjoma, pastiprināta blīva vai atstarpe mazāka par 10 mm aizpildījumam vai pastiprinošam šuvju materiāla izmantošanai. Papildus labai plūstamībai pašizlīdzinošajai javai jābūt ar noteiktu ūdens aizturi un saišu stiprību, bez asiņošanas segregācijas parādības, un tai ir jābūt adiabātiska un zemas temperatūras paaugstināšanās īpašībām.

Parasti pašizlīdzinošajai javai ir nepieciešama laba plūstamība, bet faktiskā cementa vircas plūstamība parasti ir tikai 10 ~ 12 cm. Pašlīmeņojošā java var būt pašblīvējoša, un sākotnējais sacietēšanas laiks ir ilgs un galīgais sacietēšanas laiks ir īss. Celulozes ēteris ir viena no galvenajām gatavās javas piedevām, lai gan pievienošanas daudzums ir ļoti mazs, taču tas var ievērojami uzlabot javas veiktspēju, tas var uzlabot javas konsistenci, darba veiktspēju, saķeres veiktspēju un ūdens aiztures īpašības. ļoti svarīga loma gatavās javas jomā.

1. Izejvielas un pētījumu metodes

1.1. Izejvielas

(1) Parastais P·O 42,5 klases cements.

(2) Smilšu materiāls: Sjameņas mazgātās jūras smiltis, daļiņu izmērs ir 0,3–0,6 mm, ūdens saturs ir 1% ~ 2%, mākslīga žāvēšana.

(3) Celulozes ēteris: hidroksipropilmetilcelulozes ēteris ir hidroksilgrupas produkts, kas attiecīgi aizstāts ar metoksi un hidroksipropilgrupu, ar viskozitāti 300 mpa·s. Pašlaik lielākā daļa izmantotā celulozes ētera ir hidroksipropilmetilcelulozes ēteris un hidroksietilmetilcelulozes ēteris.

(4) superplastifikators: polikarbonskābes superplastifikators.

(5) Atkārtoti disperģējams lateksa pulveris: HW5115 sērija, ko ražo Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd., ir atkārtoti disperģējams lateksa pulveris, ko kopolimerizē VAC/VeoVa.

1.2 Pārbaudes metodes

Pārbaude tika veikta saskaņā ar nozares standartu JC/T 985-2005 “Cementa bāzes pašizlīdzinošā java lietošanai uz zemes”. Sacietēšanas laiks tika noteikts, ņemot vērā JC/T 727 cementa pastas standarta konsistenci un sacietēšanas laiku. Pašlīmeņojošas javas paraugu formēšanas, lieces un spiedes stiprības tests attiecas uz GB/T 17671. Saites stiprības pārbaudes metode: 80mmx80mmx20mm javas testa bloks ir sagatavots iepriekš, un tā vecums ir virs 28d. Virsma ir raupja, un piesātinātais ūdens uz virsmas tiek noslaucīts pēc 10 minūšu mitrināšanas. Javas testa gabalu izlej uz pulētas virsmas ar izmēru 40mmx40mmx10mm. Saites stiprība tiek pārbaudīta projektēšanas vecumā.

Skenējošā elektronu mikroskopija (SEM) tika izmantota, lai analizētu cementēto materiālu morfoloģiju vircā. Pētījumā visu pulvera materiālu sajaukšanas metode ir šāda: vispirms katra komponenta pulvera materiāli tiek vienmērīgi sajaukti un pēc tam pievienoti piedāvātajam ūdenim vienmērīgai sajaukšanai. Celulozes ētera ietekme uz pašizlīdzinošo javu tika analizēta ar stiprības, ūdens aiztures, plūstamības un SEM mikroskopiskajiem testiem.

2. Rezultāti un analīze

2.1. Mobilitāte

Celulozes ēteris būtiski ietekmē pašizlīdzinošās javas ūdens aizturi, konsistenci un konstrukcijas veiktspēju. Īpaši kā pašizlīdzinošai javai plūstamība ir viens no galvenajiem rādītājiem, lai novērtētu pašizlīdzinošās javas veiktspēju. Pamatojoties uz normālu javas sastāvu, javas plūstamību var regulēt, mainot celulozes ētera saturu.

Palielinoties celulozes ētera saturam. Javas plūstamība pakāpeniski samazinās. Ja dozēšana ir 0,06%, javas plūstamība samazinās par vairāk nekā 8%, bet, ja dozēšana ir 0,08%, plūstamība samazinās par vairāk nekā 13,5%. Tajā pašā laikā, palielinoties vecumam, lielā deva norāda, ka celulozes ētera daudzums ir jākontrolē noteiktā diapazonā, pārāk liela deva negatīvi ietekmēs javas plūstamību. Javā esošais ūdens un cements veido tīru vircu, lai aizpildītu smilšu spraugu, un aptin smiltis, lai pildītu eļļošanas lomu, lai javai būtu noteikta plūstamība. Ieviešot celulozes ēteri, sistēmā tiek relatīvi samazināts brīvā ūdens saturs, kā arī samazinās pārklājuma slānis uz smilšu ārsienas, tādējādi samazinot javas plūsmu. Tā kā ir nepieciešama pašizlīdzinoša java ar augstu plūstamību, celulozes ētera daudzums jākontrolē saprātīgā diapazonā.

2.2. Ūdens aizture

Javas ūdens aizture ir svarīgs rādītājs, lai izmērītu komponentu stabilitāti svaigi sajauktā cementa javā. Pievienojot atbilstošu daudzumu celulozes ētera, var uzlabot javas ūdens aizturi. Lai pilnībā nodrošinātu cementējošā materiāla hidratācijas reakciju, saprātīgs celulozes ētera daudzums var ilgstoši noturēt ūdeni javā, lai nodrošinātu, ka cementējošā materiāla hidratācijas reakcija var tikt pilnībā veikta.

Celulozes ēteri var izmantot kā ūdeni aizturošu līdzekli, jo skābekļa atomi uz hidroksilgrupas un ētera saitēm ir saistīti ar ūdens molekulām, veidojot ūdeņraža saites, tādējādi brīvais ūdens kļūst par apvienotu ūdeni. No sakarības starp celulozes ētera saturu un javas ūdens aiztures ātrumu var redzēt, ka javas ūdens aiztures koeficients palielinās, palielinoties celulozes ētera saturam. Celulozes ētera ūdeni aizturošais efekts var neļaut pamatnei absorbēt pārāk daudz un pārāk ātru ūdens, kā arī novērst ūdens iztvaikošanu, tādējādi nodrošinot, ka vircas vide nodrošina pietiekami daudz ūdens cementa hidratācijai. Ir arī pētījumi, kas liecina, ka papildus celulozes ētera daudzumam lielāka ietekme uz javas ūdens aizturi ir arī tā viskozitātei (molekulārai), jo lielāka viskozitāte, jo labāka ūdens aizture. Pašizlīdzinošajai javai parasti izmanto celulozes ēteri ar viskozitāti 400 MPa·S, kas var uzlabot javas izlīdzināšanas veiktspēju un javas kompaktumu. Kad viskozitāte pārsniedz 40 000 MPa·S, ūdens aiztures rādītāji vairs būtiski neuzlabojas, un tā nav piemērota pašizlīdzinošai javai.

Šajā pētījumā tika ņemti javas ar celulozes ēteri un javas bez celulozes ētera paraugi. Daļa no paraugiem bija 3d vecuma paraugi, bet otra daļa 3d vecuma paraugu tika standarta cietināti uz 28d, un pēc tam cementa hidratācijas produktu veidošanās paraugos tika pārbaudīta ar SEM.

Cementa hidratācijas produktu javas parauga tukšajā paraugā 3 dienu vecumā ir vairāk nekā paraugā ar celulozes ēteri, un 28 dienu vecumā hidratācijas produktu paraugā ar celulozes ēteri ir daudz vairāk nekā tukšajā paraugā. Agrīna ūdens hidratācija tiek aizkavēta, jo agrīnā stadijā uz cementa daļiņu virsmas ir sarežģīts plēves slānis, ko veido celulozes ēteris. Tomēr, palielinoties vecumam, hidratācijas process norit lēni. Šajā laikā celulozes ētera ūdens aizture uz vircas nodrošina, ka vircā ir pietiekami daudz ūdens, lai apmierinātu hidratācijas reakcijas pieprasījumu, kas veicina hidratācijas reakcijas pilnīgu norisi. Tāpēc vircā vēlākā posmā ir vairāk hidratācijas produktu. Relatīvi runājot, tukšajā paraugā ir vairāk brīva ūdens, kas var apmierināt agrīnās cementa reakcijas nepieciešamo ūdeni. Tomēr, progresējot hidratācijas procesam, daļu no paraugā esošā ūdens patērē agrīnā hidratācijas reakcija, bet otra daļa tiek zaudēta iztvaikošanas rezultātā, kā rezultātā vēlākajā vircā nav pietiekami daudz ūdens. Tāpēc 3D hidratācijas produktu tukšajā paraugā ir salīdzinoši vairāk. Hidratācijas produktu daudzums ir daudz mazāks nekā hidratācijas produktu daudzums paraugā, kas satur celulozes ēteri. Tāpēc no hidratācijas produktu viedokļa atkal tiek paskaidrots, ka atbilstoša daudzuma celulozes ētera pievienošana javai patiešām var uzlabot vircas ūdens aizturi.

2.3 Iestatīšanas laiks

Celulozes ēterim ir noteikta aizkavējoša iedarbība uz javu, palielinoties celulozes ētera saturam. Pēc tam javas sacietēšanas laiks tiek pagarināts. Celulozes ētera aizkavējošā iedarbība ir tieši saistīta ar tā strukturālajām īpašībām. Celulozes ēterim ir dehidrēta glikozes gredzena struktūra, kas var veidot cukura kalcija molekulāro kompleksu ar kalcija joniem cementa hidratācijas šķīdumā, samazināt kalcija jonu koncentrāciju cementa hidratācijas indukcijas periodā, novērst Ca(OH)2 un kalcija sāls veidošanos un nogulsnēšanos. kristāli, lai aizkavētu cementa hidratācijas procesu. Celulozes ētera aizkavējošā iedarbība uz cementa vircu galvenokārt ir atkarīga no alkilgrupas aizstāšanas pakāpes, un tai ir neliela saistība ar tā molekulmasu. Jo mazāka ir alkilgrupas aizstāšanas pakāpe, jo lielāks ir hidroksilgrupas saturs, jo acīmredzamāks ir aizkavēšanas efekts. L. Semitz et al. uzskatīja, ka celulozes ētera molekulas galvenokārt tika adsorbētas uz hidratācijas produktiem, piemēram, C-S-H un Ca(OH)2, un reti adsorbējās uz klinkera oriģinālajiem minerāliem. Apvienojumā ar cementa hidratācijas procesa SEM analīzi ir konstatēts, ka celulozes ēterim ir zināms aizkavējošs efekts, un jo augstāks ir celulozes ētera saturs, jo acīmredzamāka ir kompleksa plēves slāņa aizkavējošā ietekme uz cementa agrīnu hidratāciju, tāpēc pamanāmāks bremzējošais efekts.

2.4. Izturība pret lieci un spiedes izturība

Parasti stiprība ir viens no svarīgākajiem cementa bāzes cementa materiālu maisījumu cietēšanas efekta novērtēšanas rādītājiem. Papildus augstajai plūsmas veiktspējai pašizlīdzinošajai javai vajadzētu būt arī noteiktai spiedes izturībai un lieces izturībai. Šajā pētījumā tika pārbaudīta 7 un 28 dienu spiedes izturība un lieces izturība tukšai javai, kas sajaukta ar celulozes ēteri.

Palielinoties celulozes ētera saturam, javas spiedes izturība un lieces izturība samazinās dažādās amplitūdās, saturs ir mazs, ietekme uz stiprību nav acīmredzama, bet ar saturu, kas pārsniedz 0,02%, stiprības zuduma ātruma pieaugums ir acīmredzamāks. , tāpēc celulozes ētera izmantošanā, lai uzlabotu javas ūdens aizturi, bet arī jāņem vērā stiprības maiņa.

Javas spiedes un lieces stiprības samazināšanās cēloņi. To var analizēt no šādiem aspektiem. Pirmkārt, pētījumā netika izmantots agrīnās stiprības un ātri cietējošais cements. Sauso javu sajaucot ar ūdeni, dažas celulozes ētera gumijas pulvera daļiņas vispirms tika adsorbētas uz cementa daļiņu virsmas, veidojot lateksa plēvi, kas aizkavēja cementa hidratāciju un samazināja javas matricas agrīno izturību. Otrkārt, lai modelētu pašizlīdzinošās javas sagatavošanas darba vidi uz vietas, visi pētījuma paraugi sagatavošanas un formēšanas procesā netika pakļauti vibrācijai un balstījās uz pašsvara izlīdzināšanu. Pateicoties celulozes ētera spēcīgajai ūdens aiztures spējai javā, matricā pēc javas sacietēšanas palika liels skaits poru. Javas porainības palielināšanās ir arī būtisks iemesls javas spiedes un lieces stiprības samazinājumam. Turklāt pēc celulozes ētera pievienošanas javai palielinās elastīgā polimēra saturs javas porās. Kad matrica tiek nospiesta, elastīgajam polimēram ir grūti spēlēt stingru atbalsta lomu, kas zināmā mērā ietekmē arī matricas izturību.

2.5 Saistības stiprība

Celulozes ēteris lieliski ietekmē javas saķeres īpašības un tiek plaši izmantots pašizlīdzinošās javas izpētē un sagatavošanā.

Ja celulozes ētera saturs ir no 0,02% līdz 0,10%, javas saķeres stiprība acīmredzami uzlabojas, un savienojuma stiprība 28 dienās ir daudz augstāka nekā pēc 7 dienām. Celulozes ēteris veido slēgtu polimēra plēvi starp cementa hidratācijas daļiņām un šķidrās fāzes sistēmu, kas veicina vairāk ūdens polimēra plēvē ārpus cementa daļiņām, kas veicina pilnīgu cementa hidratāciju, lai uzlabotu pastas saķeres izturību. pēc sacietēšanas. Tajā pašā laikā atbilstošs celulozes ētera daudzums uzlabo javas plastiskumu un elastību, samazina pārejas zonas stingrību starp javu un substrāta saskarni, samazina slīdēšanas spriegumu starp saskarni un uzlabo saķeres efektu starp javu un substrātu. zināma pakāpe. Pateicoties celulozes ētera klātbūtnei cementa vircā, starp javas daļiņām un hidratācijas produktiem veidojas īpaša saskarnes pārejas zona un saskarnes slānis. Šis saskarnes slānis padara saskarnes pārejas zonu elastīgāku un mazāk stingru, lai javai būtu spēcīga savienojuma izturība.

3. Secinājums un diskusija

Celulozes ēteris var uzlabot pašizlīdzinošās javas ūdens aizturi. Palielinoties celulozes ētera daudzumam, javas ūdens aizture pakāpeniski palielinās, un javas plūstamība un sacietēšanas laiks zināmā mērā samazinās. Pārāk augsta ūdens aizture palielinās sacietējušā vircas porainību, kas var radīt acīmredzamus sacietējušās javas spiedes un lieces izturības zudumus. Pētījumā stiprums ievērojami samazinājās, ja deva bija no 0,02% līdz 0,04%, un jo lielāks celulozes ētera daudzums, jo acīmredzamāks ir aizkavējošais efekts. Tāpēc, izmantojot celulozes ēteri, ir vispusīgi jāņem vērā arī pašizlīdzinošās javas mehāniskās īpašības, saprātīga dozēšanas izvēle un sinerģiska iedarbība starp to un citiem ķīmiskajiem materiāliem.

Celulozes ētera izmantošana var samazināt cementa vircas spiedes izturību un lieces izturību, kā arī uzlabot javas saķeres izturību. Stiprības izmaiņu iemeslu analīze, ko galvenokārt izraisa mikroproduktu un struktūras izmaiņas, no vienas puses, celulozes ētera gumijas pulvera daļiņas, kas vispirms adsorbējas uz cementa daļiņu virsmas, lateksa plēves veidošanās, aizkavē hidratāciju. cements, kas izraisīs vircas agrīnas stiprības zudumu; No otras puses, pateicoties plēves veidojošajam efektam un ūdens aiztures efektam, tas veicina pilnīgu cementa hidratāciju un savienojuma stiprības uzlabošanos. Autors uzskata, ka šīs divu veidu spēka izmaiņas galvenokārt pastāv iestatīšanas perioda robežās, un šīs robežas virzība un aizkave var būt kritiskais punkts, kas izraisa abu spēka veidu lielumu. Padziļināta un sistemātiskāka šī kritiskā punkta izpēte veicinās vircas cementētā materiāla hidratācijas procesa labāku regulēšanu un analīzi. Ir lietderīgi pielāgot celulozes ētera daudzumu un cietēšanas laiku atbilstoši javas mehānisko īpašību prasībām, lai uzlabotu javas veiktspēju.