Механички својства на целулозниот етер модифициран за цементен малтер

Подготвен е модифицираниот цементен малтер со сооднос вода-цемент од 0,45, сооднос вар-песок 1:2,5 и целулозен етер со различни вискозитети од 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% и 1,0%. . Со мерење на механичките својства на цементниот малтер и набљудување на микроскопската морфологија, беше проучен ефектот на HEMC врз јакоста на притисок, јакоста на свиткување и цврстината на врзување на модифицираниот цементен малтер. Резултатите од истражувањето покажуваат дека: со зголемување на содржината на HEMC, јакоста на притисок на модифицираниот малтер на различни возрасти континуирано се намалува, а опсегот на намалување се намалува и има тенденција да биде нежен; кога се додава иста содржина на целулзен етер, јакоста на притисок на малтер модифициран со целулозен етер со различни вискозитети е: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

Клучни зборови:целулоза етер; цементен малтер; сила на притисок; јакост на виткање; јачина на врската

1 Вовед

Во оваа фаза, годишната побарувачка за малтер во светот надминува 200 милиони тони, а индустриската побарувачка сè уште расте. Во моментов, традиционалниот цементен малтер има дефекти како што се крварење, раслојување, големо собирање при сушење, слаба непропустливост, мала цврстина на затегнувачка врска и нецелосна хидратација поради загуба на вода, кои тешко се решаваат, не само што предизвикуваат градежни дефекти, туку и водат до стврднување Се појавуваат феномени како што се пукање на малтер, прашкаст, пролевање и вдлабнување.

Како еден од најчесто користените примеси за комерцијален малтер, целулозниот етер има функции на задржување на водата, згуснување и ретардација и може да се користи за подобрување на физичките својства на цементниот малтер како што се обработливост, задржување на водата, перформанси на сврзување и време на стврднување. , како што е значително зголемување на цементот. Јачината на затегнувачката врска на малтерот ќе се намали, но јакоста на притисок, јакоста на свиткување и модулот на еластичност на цементниот малтер ќе се намалат. Џанг Јишун и други го проучувале ефектот на метил целулозниот етер и хидроксипропил метил целулозниот етер врз својствата на малтерот. Резултатите покажаа дека: двата целулозни етери можат да го подобрат задржувањето на водата на малтерот, а јакоста на свиткување и јакоста на притисок се намалува во различни степени, додека односот на преклопување и цврстината на врзување на малтерот се зголемуваат во различни степени, а перформансите на собирање на малтерот можат да се подобри. Ајени, Р. . 2, што укажува на миграција на целулозните етери во материјалите базирани на цемент.

Во овој труд, користејќи методи за испитување на малтер како отпорност на притисок, отпорност на виткање, врзување и SEM микроскопски изглед, се проучува влијанието на целулозниот етер цементен малтер врз механичките својства како што се јакоста на притисок, отпорот на виткање и цврстината на врската на различни возрасти. и тоа е образложено. неговиот механизам на дејство.

2. Суровини и методи на тестирање

2.1 Суровини

2.1.1 Цемент

Обичен лаурат цемент произведен од Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., модел P 042,5 (GB175-2007), има густина од 3,25 g/cm³ и специфична површина од 4200cm²/г.

2.1.2 Хидроксипропил метилцелулозен етер

Нахидроксиетил метил целулоза етерпроизведен од групата Херкулес од Соединетите Држави има вискозност од 50000 MPa/s, 100000 MPa/s и 200000 MPa/s во 2% раствор на 25°C, а следните кратенки се HEMC5, HEMC10 и HEMC20.

2.2 Тест метод

а. Јакост на притисок на модифициран малтер

Јакоста на притисок на примероците од зеленото тело беше тестирана со машина за јачина на притисок TYE-300 од Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Стапката на оптоварување е 0,5 kN/s. Тестот за јакост на притисок се изведува според GB/T17671-1999 „Метод на испитување на цврстина на цементен малтер (ИСО метод)“.

По дефиниција, формулата за пресметување на силата на притисок на зеленото тело е:

Rc=F/S

Каде што Rc-јакост на притисок, MPa;

F-неуспешното оптоварување што делува на примерокот, kN;

S-област на притисок, m².

По дефиниција, формулата за пресметување на јакоста на виткање на зеленото тело е:

Rf= (3P× L)/(2б× h²) =0,234×P

Во формулата, Rf-јакост на виткање, MPa;

P-неуспешното оптоварување што делува на примерокот, kN;

L-растојанието помеѓу центрите на потпорните цилиндри, односно 10 см;

б, ч-ширината и висината на пресекот на телото за тестирање, од кои и двете се 4cm.

б. Јачина на затегнувачка врска на модифициран цементен малтер

Користете ZQS6-2000 детектор за јачина на лепило од тули за лепило за да ја измерите јачината на лепилото, а брзината на истегнување е 2 mm/min. Тестот за цврстина на сврзување беше спроведен според JC/T985-2005 „Самонивелирачки малтер за земја базиран на цемент“.

По дефиниција, формулата за пресметување на јачината на врската на зеленото тело е:

P=F/S

Во формулата, П-цврстина на затегнувачка врска, MPa;

F-максимално неуспешно оптоварување, N;

S-област за поврзување, mm².

3. Резултати и дискусија

3.1 Јачина на притисок

Од јакоста на притисок на два вида малтери модифицирани со целулозен етер со различни вискозитети на различни возрасти, може да се види дека со зголемувањето на содржината на HEMC, јакоста на притисок на малтерите модифицирани со целулоза етер на различни возрасти (3d, 7d и 28d) се намалила. значително. Значително намалена и постепено стабилизирана: кога содржината на HEMC беше помала од 0,4%, јакоста на притисок значително се намали во споредба со празната мостра; кога содржината на HEMC беше 0,4%~1,0%, трендот на намалување на јакоста на притисок се забави. Кога содржината на целулозниот етер е поголема од 0,8%, јакоста на притисок на возраста 7d и 28d е помала од онаа на празната мостра на 3d возраст, додека јакоста на притисок на модифицираниот малтер 3d е речиси нула, а примерокот е лесно притиснато Веднаш згмечено, внатрешноста е прашкаста, а густината е многу мала.

Влијанието на истиот HEMC врз јакоста на притисок на модифицираниот малтер на различни возрасти е исто така различно, што покажува дека јакоста на притисок од 28d се намалува со зголемувањето на содржината на HEMC повеќе од онаа на 7d и 3d. Ова покажува дека забавувачкиот ефект на HEMC отсекогаш постоел со зголемувањето на возраста, а на забавниот ефект на HEMC не влијаело намалувањето на водата во системот или напредокот на реакцијата на хидратација, што резултира со раст на силата на притисок. модифицираниот малтер е многу помал од оној без примероци од малтер измешани со HEMC.

Од кривата на промена на јакоста на притисок на малтер модифициран со целулозен етер на различни возрасти, може да се види дека кога се додава иста количина целулозен етер, јакоста на притисок на малтер модифициран со целулозен етер со различни вискозитети е: HEMC20 HEMC10>HEMC5. Тоа е затоа што HEMC со висок степен на полимеризација има поголем ефект врз намалувањето на јакоста на притисок на малтерот отколку HEMC со низок степен на полимеризација, но јакоста на притисок на модифицираниот малтер измешан со HEMC е многу помала од онаа на празен малтер без HEMC.

Следниве три фактори доведуваат до намалување на јакоста на притисок на модифицираниот малтер: од една страна, бидејќи макромолекуларната мрежна структура растворлива во вода HEMC ги покрива честичките од цемент, CSH гел, калциум оксид, калциум алуминат хидрат и други честички и нехидрирани честички На површината, особено во раната фаза на хидратација на цементот, адсорпцијата помеѓу калциум алуминат хидрат и HEMC ја забавува реакцијата на хидратација на калциум алуминатот, што резултира со значително намалување на силата на притисок. Очигледен е ефектот на забавување на постојаниот малтер, што покажува дека кога содржината на HEMC20 достигнува 0,8%~1%, 3d јачината на модифицираниот малтер е нула; од друга страна, хидрираниот раствор HEMC има поголем вискозитет, а за време на процесот на мешање на малтерот може да се измеша со воздух за да се формираат голем број воздушни меури, што резултира со голем број празнини во стврднатиот малтер. , а јакоста на притисок на примерокот континуирано се намалува со зголемувањето на содржината на HEMC и зголемувањето на нејзиниот степен на полимеризација; Системот за малтер само ја зголемува флексибилноста на малтерот и не може да ја игра улогата на цврста потпора, така што јакоста на притисок се намалува.

3.2 Јачина на свиткување

Од јакоста на свиткување на два малтери со модифициран целулозен етер со различна вискозност на различни возрасти, може да се види дека слично на промената на јакоста на притисок на модифицираниот малтер, јакоста на виткање на малтерот модифициран со целулозен етер постепено се намалува со зголемувањето на содржината на HEMC.

Од кривата на промена на јакоста на свиткување на малтер модифициран со целулозен етер на различни возрасти, може да се види дека кога содржината на целулозниот етер е иста, јакоста на свиткување на модифицираниот малтер HEMC20 е малку помала од онаа на модифицираниот малтер со HEMC10, додека кога содржината на HEMC е 0,4%~0,8%, кривите на промена на јакоста на свиткување 28d од двете речиси се совпаѓаат.

Од кривата на промена на јакоста на свиткување на малтер модифициран со целулозен етер на различни возрасти, може да се види и дека промената на јакоста на свиткување на модифицираниот малтер е: HEMC5

3.3 Јачина на врската

Може да се види од варијационите криви на јачината на врската на трите малтери модифицирани со целулоза етер на различни возрасти дека јачината на врската на модифицираниот малтер се зголемува со зголемувањето на содржината на HEMC и постепено се стреми да биде стабилна. Со продолжувањето на староста, цврстината на врзувањето на модифицираниот малтер исто така покажа растечки тренд.

Може да се види од 28-дневните криви на промена на јачината на врската на трите малтери модифицирани со целулоза етер дека јачината на врската на модифицираниот малтер се зголемува со зголемувањето на содржината на HEMC и постепено има тенденција да биде стабилна. Истовремено, со зголемување на степенот на полимеризација на целулозниот етер, промената на јачината на врската на модифицираниот малтер е: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Ова се должи на внесувањето на голем број пори во модифицираниот малтер со висока содржина на HEMC, што резултира со зголемување на порозноста на стврднатото тело, намалување на густината на структурата и бавен раст на јачината на врската. ; во тестот за истегнување, фрактурата настанала во модифицираниот малтер Внатре, нема фрактура на контактната површина помеѓу модифицираниот малтер и подлогата, што покажува дека цврстината на врската помеѓу модифицираниот малтер и подлогата е поголема од онаа на зацврстениот модифициран малтер. Меѓутоа, кога количината на HEMC е мала (0% ~ 0,4%), молекулите растворливи во вода HEMC можат да ги покријат и да ги обвиткаат хидрираните цементни честички и да формираат полимерна фолија помеѓу цементните честички, што ја зголемува флексибилноста и флексибилноста на модифицираниот малтер. Пластичност, а поради одличното задржување на водата на HEMC, модифицираниот малтер има доволно вода за реакција на хидратација, што обезбедува развој на цврстина на цемент, а цврстината на врската на модифицираниот цементен малтер се зголемува линеарно.

3.4 SEM

Од споредбените слики на SEM пред и по малтерот модифициран со целулозен етер, може да се види дека празнините помеѓу кристалните зрна во немодифицираниот малтер се релативно големи и се формира мала количина на кристали. Во модифицираниот малтер, кристалите растат целосно, вградувањето на целулозниот етер ги подобрува перформансите на малтерот за задржување на водата, цементот е целосно хидриран, а производите за хидратација се очигледни.

Тоа е затоа што целулозниот етер е третиран со посебен процес на етерификација, кој има одлична дисперзија и задржување на водата. Водата постепено се ослободува во подолг временски период, само мала количина на вода излегува од капиларните пори поради сушење и испарување, а најголемиот дел од водата се хидрира со цементот за да се обезбеди цврстина на модифицираниот цементен малтер.

4 Заклучок

а. Како што се зголемува содржината на HEMC, јакоста на притисок на модифицираниот малтер на различни возрасти постојано се намалува, а опсегот на редукција се намалува и има тенденција да биде рамен; кога содржината на целулозниот етер е поголема од 0,8%, 7d и 28d Јакоста на притисок на празната мостра со 3d старост е помала од онаа на празната мостра, додека 3d-старената јакост на притисок на модифицираниот малтер е речиси нула. Примерокот се крши при лесно притискање, а внатрешноста е прашкаста со мала густина.

б. Кога се додава иста количина целулзен етер, јакоста на притисок на малтер модифициран со целулозен етер со различна вискозност се менува на следниов начин: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

в. Јачината на свиткување на малтер модифициран со целулозен етер постепено се намалува со зголемувањето на содржината на HEMC. Промената на јакоста на свиткување на модифицираниот малтер е: HEMC5

г. Јачината на врзување на модифицираниот малтер се зголемува со зголемувањето на содржината на HEMC и постепено се стреми да биде стабилна. Истовремено, со зголемување на степенот на полимеризација на целулозниот етер, промената на јачината на врската на модифицираниот малтер е: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

д. Откако целулозниот етер ќе се измеша во цементниот малтер, кристалот целосно расте, порите меѓу кристалните зрна се намалуваат, а цементот е целосно хидриран, со што се обезбедува цврстина на притисок, виткање и врзување на цементниот малтер.