Ефектот на хидроксипропил метил целулозниот етер врз својствата на машинскиот цементен малтер

Целулозниот етер е суштински додаток во машинскиот малтер. Проучени се ефектите на четири различни вискозитети на хидроксипропил метилцелулоза (HPMC) врз задржувањето на водата, густината, содржината на воздухот, механичките својства и дистрибуцијата на големината на порите на малтерот миниран со машина. Истражувањата покажаа дека: HPMC може значително да ги подобри перформансите за задржување вода на малтерот, а стапката на задржување на водата може да надмине 90% кога количината на HPMC е 0,15%. Најочигледно; содржината на воздух во малтерот се зголемува со зголемувањето на содржината на HPMC: HPMC очигледно ќе ги намали механичките својства на цементниот малтер, но односот на преклопување на малтерот ќе се зголеми; големината на порите на малтерот значително ќе се зголеми по додавањето на HPMC, процентот на штетни дупки и повеќе штетни дупки значително се зголеми.

Клучни зборови: малтер; хидроксипропил метилцелулозен етер; задржување на водата; дистрибуција на големината на порите

0. Предговор

Во последните години, со континуиран напредок на индустријата и усовршување на технологијата, преку воведување и усовршување на странски машини за прскање малтер, технологијата на механичко прскање и малтерисување е многу развиена кај нас. Механичкиот малтер за прскање се разликува од обичниот малтер, кој бара високи перформанси на задржување на водата, соодветна флуидност и одредени перформанси против опаѓање. Вообичаено, целулозниот етер се додава во малтерот, меѓу кој најшироко се користи хидроксипропил метилцелулоза Обичен етер (HPMC). Главните функции на HPMC во малтер се: одличен капацитет за задржување вода, згуснување и вискозификација и реолошко прилагодување. Сепак, недостатоците на HPMC не можат да се игнорираат. HPMC има ефект на вдишување на воздухот, што ќе предизвика повеќе внатрешни дефекти и сериозно ќе ги намали механичките својства на малтерот. Овој труд го проучува влијанието на HPMC врз стапката на задржување вода, густината, содржината на воздухот и механичките својства на малтерот од макроскопски аспект, а го проучува влијанието на HPMC врз структурата на порите на малтерот од микроскопски аспект.

1. Тест

1.1 Суровини

Цемент: комерцијално достапен П·O42,5 цемент, неговата 28d јакост на виткање и притисок се 6,9 и 48,2 MPa соодветно; песок: Ченгде ситен речен песок, 40-100 mesh; целулозен етер: хидроксипропил алкохол произведен од компанија во Хебеј Метил целулоза етер, бел прашок, номинален вискозитет 40, 100, 150, 200 Pa·С: Вода: чиста вода од чешма.

1.2 Метод на тестирање

Според JGJ/T 105-2011 „Градежни прописи за механичко прскање и малтерисување“, конзистентноста на малтерот е 80~120 mm, а стапката на задржување на водата е поголема од 90%. Во овој тест, односот вар-песок е поставен на 1:5, конзистентноста е контролирана на (93±2)mm, а целулозниот етер надворешно се меша, а неговата доза се пресметува според масата на цементот. Основните својства на малтерот, како што се влажната густина, содржината на воздух, стапката на задржување на водата и конзистентноста се тестирани со повикување на JGJ 70-2009 „Методи за испитување на основните својства на градежен малтер“, а содржината на воздухот се тестира и пресметува според метод на густина. Тестовите за подготовка, виткање и јакост на притисок на примероците беа извршени со повикување на GB/T 17671-1999 „Методи за тестирање на цврстината на цементниот малтер песок (ИСО метод)“. Големината на порите беше тестирана со порозометрија на жива. Моделот на живиниот порозметар беше AUTOPORE 9500, а опсегот на мерење беше 5,5 nm до 360μм. Беа спроведени вкупно 4 комплети тестови. 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (броевите се A, B, C, D).

2. Резултати и анализи

2.1 Ефект на HPMC врз стапката на задржување на водата на цементниот малтер

Задржувањето на водата се однесува на способноста на малтерот да држи вода. Во машинскиот малтер, додавањето целулозен етер може ефикасно да ја одржува влагата, да ја намали стапката на крварење и да ги исполни барањата за доволна хидратација на материјалите на база на цемент.

Од влијанието на HPMC врз стапката на задржување на водата на малтерот, може да се види дека со зголемувањето на содржината на HPMC, стапката на задржување вода на малтерот постепено се зголемува. Кривите на целулозните етери со вискозност од 100, 150 и 200 Pa·во основа се исти. Кога содржината е од 0,05% до 0,15%, стапката на задржување на водата се зголемува линеарно. Кога содржината е 0,15%, стапката на задржување на водата е поголема од 93%..По 20%, растечкиот тренд на задржување на водата станува рамен, што покажува дека количината на HPMC е блиску до заситеноста. Кривата на влијание на количината на HPMC со вискозност од 40 Pa·s на стапката на задржување на водата е приближно права линија. Кога количината е поголема од 0,15%, стапката на задржување на водата на малтерот е значително помала од онаа на другите три вида HPMC со иста количина на вискозност. Општо се верува дека механизмот за задржување вода на целулозниот етер е: хидроксилната група на молекулата на целулозниот етер и атомот на кислород на етерската врска ќе се поврзат со молекулата на водата за да формираат водородна врска, така што слободната вода станува врзана вода. , со што се игра добар ефект на задржување на водата; Исто така, се верува дека интердифузијата помеѓу молекулите на водата и молекуларните синџири на целулозниот етер им овозможува на молекулите на водата да навлезат во внатрешноста на макромолекуларните синџири на целулозниот етер и да бидат предмет на силни врзувачки сили, а со тоа го подобрува задржувањето на водата на цементната кашеста маса. Одличното задржување на водата може да го одржи малтерот хомоген, не е лесен за одвојување и да добие добри перформанси на мешање, додека го намалува механичкото абење и го зголемува животниот век на машината за прскање малтер.

2.2 Ефектот на HPMC врз густината и содржината на воздухот на цементниот малтер

Од влијанието на различните вискозитети и дози на HPMC врз густината на малтерот, може да се види дека кога дозата на HPMC е 0-0,20%, густината на малтерот нагло се намалува со зголемувањето на дозата на HPMC, од 2050 kg/m.³ до околу 1650 кг/м³ , намален за околу 20%; откако содржината на HPMC ќе надмине 0,20%, намалувањето на густината има тенденција да биде рамно. Споредувајќи ги четирите видови на HPMC со различни вискозитети, може да се види дека колку е поголема вискозноста, толку е помала густината на малтерот; кривите на густина на малтерите со мешани вискозитети од 150 и 200 Pa s HPMC во основа се преклопуваат, што покажува дека како што вискозноста на HPMC продолжува да се зголемува, густината на малтерот повеќе не се намалува.

Од влијанието на различните вискозитети и дози на HPMC врз содржината на воздухот во малтерот, може да се види дека промената на содржината на воздухот во малтерот е спротивна на онаа на густината на малтерот. Волуменот на воздухот речиси се зголемува во права линија; кога содржината на HPMC надминува 0,20%, содржината на воздухот речиси не се менува, што покажува дека ефектот на вдишување воздух на малтерот е блиску до заситеноста. Ефектот на вдишување воздух на HPMC со вискозност од 150 и 200 Pa·s е поголема од онаа на HPMC со вискозност од 40 и 100 Pa·s.

Ефектот на вдишување воздух на целулозниот етер главно се одредува од неговата молекуларна структура. Целулозниот етер има и хидрофилни групи (хидроксилни, етер групи) и хидрофобни групи (метил групи, гликозни прстени) и е сурфактант. , има површинска активност, со што има ефект на вдишување воздух. Од една страна, внесениот гас може да дејствува како топчесто лежиште во малтерот, да ги подобри работните перформанси на малтерот, да го зголеми волуменот и да го зголеми излезот, што е корисно за производителот. Но, од друга страна, ефектот на вдишување на воздухот ја зголемува содржината на воздухот во малтерот и порозноста по стврднувањето, што резултира со зголемување на штетните пори и значително намалување на механичките својства. Иако HPMC има одреден ефект на вдишување воздух, тој не може да го замени средството за вовлекување воздух. Дополнително, кога HPMC и средството за вдишување воздух се користат истовремено, средството за вдишување воздух може да не успее.

2.3 Ефект на HPMC врз механичките својства на цементниот малтер

Од 28d јакост на виткање и 28d јакост на притисок, може да се види дека кога количината на HPMC е само 0,05%, јакоста на виткање на малтерот значително се намалува, што е околу 25% пониско од онаа на празната мостра без HPMC, и јакоста на притисок може да биде Достигне само 65% од празната мостра. 80%. Кога содржината на HPMC надминува 0,20%, степенот на намалување на јакоста на свиткување и јакоста на притисок на малтерот не е очигледен. Вискозноста на HPMC има мало влијание врз механичките својства на малтерот. HPMC внесува многу ситни воздушни меури, а ефектот на вдишување воздух на малтерот ја зголемува внатрешната порозност и штетните пори на малтерот, што резултира со значително намалување на јакоста на притисок и јакоста на свиткување. Друга причина за намалувањето на јачината на малтерот е ефектот на задржување на водата на целулозниот етер, кој ја задржува водата во стврднатиот малтер, а големиот сооднос вода-врзувач доведува до намалување на јачината на тест блокот. За механички градежен малтер, иако целулозниот етер може значително да ја зголеми стапката на задржување на водата на малтерот и да ја подобри неговата обработливост, ако количината е преголема, тоа сериозно ќе влијае на механичките својства на малтерот, така што односот помеѓу двете треба разумно да се мери.

Од 28-дневниот однос на превиткување може да се види дека со зголемувањето на содржината на HPMC, вкупниот однос на превиткување на малтерот покажува тренд на зголемување, што во основа е линеарна врска. Ова е затоа што додадениот целулзен етер внесува голем број воздушни меури, предизвикувајќи повеќе дефекти внатре во малтерот, што резултира со нагло намалување на јакоста на притисок на малтерот, и иако јакоста на виткање исто така се намалува до одреден степен; но целулозниот етер може да ја подобри флексибилноста на малтерот и да се спротивстави. Ако се земе предвид сеопфатно, комбинираниот ефект на двете резултира со зголемување на односот на превиткување.

2.4 Ефект на HPMC врз големината на порите на малтерот

Кривите на дистрибуција на големината на порите на четирите групи примероци A, B, C и D беа измерени со порозметрија на упад на жива.

Според кривата на дистрибуција на големината на порите, податоците за дистрибуција на големината на порите и различните статистички параметри на примероците од АД, HPMC има големо влијание врз структурата на порите на цементниот малтер:

(1) По додавањето HPMC, големината на порите на цементниот малтер значително се зголемува. На кривата на дистрибуција на големината на порите, површината на сликата се поместува надесно, а вредноста на порите што одговара на максималната вредност станува поголема. Исто така, од статистичките податоци за дистрибуцијата на големината на порите и средната големина на порите во резултатите од тестот на различни статистички параметри, може да се види дека средната големина на порите на цементниот малтер по додавањето на HPMC е значително поголема од онаа на празната мостра, и во примерокот со 0,3% доза Вредната бленда е за 2 реда на големина поголема од онаа на празната мостра.

(2) Ву Жонгвеи и сор. ги подели порите во бетонот на четири типа, кои се безопасни пори (≤20 nm), малку штетни пори (20–100 nm), штетни пори (100–200 nm) и многу штетни пори (≥200 nm). 200 nm). Од статистичките податоци за дистрибуција на големината на порите и резултатите од тестовите на различни статистички параметри, може да се види дека бројот на безопасни пори или помалку штетни пори е значително намален, а бројот на штетни пори или повеќе штетни пори се зголемува по додавањето на HPMC. Безопасните или помалку штетните пори на примерокот без HPMC се околу 49,4%, а безопасните или помалку штетните пори значително се намалуваат по додавањето на HPMC. Земајќи ја дозата од 0,1% како пример, безопасните или помалку штетните пори се намалуваат за околу 45%. , бројот на штетни пори поголем од 10μm се зголеми за околу 9 пати.

3) Средниот дијаметар на порите, просечниот дијаметар на порите, специфичниот волумен на порите и специфичната површина на порите не следат многу строго правило за промена со зголемувањето на содржината на HPMC, што може да биде поврзано со големата дисперзија на изборот на примерок во тестот за инјектирање на жива. Но, во целина, просечниот дијаметар на порите, просечниот дијаметар на порите и специфичниот волумен на порите на примерокот измешан со HPMC имаат тенденција да се зголемуваат во споредба со празниот примерок, додека специфичната површина се намалува.

3. Заклучок

(1) Стапката на задржување на водата на малтерот се зголемува со зголемувањето на содржината на HPMC. Кривите на целулозниот етер со вискозност од 100, 150 и 200 Pa·S се во основа исти, а стапката на задржување на водата е поголема од 93% кога содржината е 0,15%. Кога содржината на 40 Pa·s целулозниот етер е поголем од 0,15%, стапката на задржување на водата е помала од онаа на другите три вида HPMC со вискозност.

(2) Густината на малтерот постепено се намалува со зголемувањето на содржината на HPMC, а содржината е 0,05%. Намалувањето на густината е најочигледно од 0,20%, околу 20%; кога содржината надминува 0,20%, густината речиси не се менува; содржината на воздух во малтерот се зголемува со зголемувањето на содржината на HPMC.

(3) Зголемувањето на содржината на HPMC очигледно ќе ги намали механичките својства на цементниот малтер, но соодветниот сооднос на преклопување на малтерот ќе се зголеми, а флексибилноста на малтерот ќе стане подобра.

(4) По додавањето HPMC, големината на порите на малтерот значително се зголемува, а процентот на штетни пори и повеќе штетни пори значително се зголемува. Примерокот со 0,1% содржина на HPMC се намали за околу 45% во споредба со празниот примерок без или помалку штетни пори, а бројот на повеќе штетни пори е поголем од 10μm се зголеми за околу 9 пати.