Kesan Hydroxypropyl Methyl Cellulose Ether pada Sifat Mortar Simen yang Disembur Mesin

Eter selulosa ialah bahan tambahan penting dalam mortar yang diletupkan mesin. Kesan empat kelikatan hidroksipropil metilselulosa (HPMC) yang berbeza terhadap pengekalan air, ketumpatan, kandungan udara, sifat mekanikal dan taburan saiz liang mortar yang diletupkan mesin telah dikaji. Kajian telah menunjukkan bahawa: HPMC boleh meningkatkan prestasi pengekalan air mortar dengan ketara, dan kadar pengekalan air boleh melebihi 90% apabila jumlah HPMC ialah 0.15%. Yang paling jelas; kandungan udara mortar meningkat dengan peningkatan kandungan HPMC: HPMC jelas akan mengurangkan sifat mekanikal mortar simen, tetapi nisbah lipatan mortar akan meningkat; saiz liang mortar akan meningkat dengan ketara selepas menambah HPMC, Perkadaran lubang berbahaya dan berbilang lubang berbahaya meningkat dengan ketara.

Kata kunci: mortar; hidroksipropil metilselulosa eter; pengekalan air; pengagihan saiz liang

0. Kata Pengantar

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, dengan kemajuan berterusan industri dan peningkatan teknologi, melalui pengenalan dan penambahbaikan mesin penyembur mortar asing, teknologi penyemburan dan pelepa mekanikal telah berkembang pesat di negara kita. Mortar penyembur mekanikal adalah berbeza daripada mortar biasa, yang memerlukan prestasi pengekalan air yang tinggi, kecairan yang sesuai dan prestasi anti-kendur tertentu. Biasanya, eter selulosa ditambah kepada mortar, antaranya hydroxypropyl methylcellulose Plain ether (HPMC) adalah yang paling banyak digunakan. Fungsi utama HPMC dalam mortar adalah: kapasiti pengekalan air yang sangat baik, penebalan dan pelikatan dan pelarasan reologi. Walau bagaimanapun, kelemahan HPMC tidak boleh diabaikan. HPMC mempunyai kesan kemasukan udara, yang akan menyebabkan lebih banyak kecacatan dalaman dan secara serius mengurangkan sifat mekanikal mortar. Kertas kerja ini mengkaji pengaruh HPMC terhadap kadar pengekalan air, ketumpatan, kandungan udara dan sifat mekanikal mortar dari aspek makroskopik, dan mengkaji pengaruh HPMC terhadap struktur liang mortar dari aspek mikroskopik.

1. Ujian

1.1 Bahan mentah

Simen: tersedia secara komersial P·Simen O42.5, kekuatan lenturan dan mampatan 28d masing-masing ialah 6.9 dan 48.2 MPa; pasir: Pasir sungai halus Chengde, 40-100 mesh; eter selulosa: alkohol hidroksipropil yang dihasilkan oleh sebuah syarikat di Hebei Metil selulosa eter, serbuk putih, kelikatan nominal 40, 100, 150, 200 Pa·S: Air: air paip bersih.

1.2 Kaedah ujian

Menurut JGJ/T 105-2011 "Peraturan Pembinaan untuk Penyemburan Mekanikal dan Melepa", ketekalan mortar ialah 80~120mm, dan kadar pengekalan air lebih besar daripada 90%. Dalam ujian ini, nisbah kapur-pasir ditetapkan pada 1:5, konsistensi dikawal pada (93±2)mm, dan eter selulosa dicampur secara luaran, dan dosnya dikira mengikut jisim simen. Sifat asas mortar seperti ketumpatan basah, kandungan udara, kadar pengekalan air, dan ketekalan diuji dengan merujuk kepada JGJ 70-2009 “Kaedah Ujian untuk Sifat Asas Bangunan Mortar”, dan kandungan udara diuji dan dikira mengikut kaedah ketumpatan. Penyediaan, ujian kekuatan lentur dan mampatan spesimen telah dijalankan dengan merujuk kepada GB/T 17671-1999 “Kaedah untuk Menguji Kekuatan Pasir Mortar Simen (Kaedah ISO)”. Saiz liang telah diuji oleh porosimetri merkuri. Model porosimeter merkuri ialah AUTOPORE 9500, dan julat pengukuran ialah 5.5 nm hingga 360μm. Sebanyak 4 set ujian telah dijalankan. 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (nombor ialah A, B, C, D).

2. Keputusan dan Analisis

2.1 Kesan HPMC terhadap kadar pengekalan air mortar simen

Pengekalan air merujuk kepada keupayaan mortar untuk menahan air. Dalam mortar semburan mesin, menambah selulosa eter boleh mengekalkan kelembapan dengan berkesan, mengurangkan kadar pendarahan, dan memenuhi keperluan penghidratan bahan berasaskan simen yang mencukupi.

Daripada kesan HPMC terhadap kadar penahanan air mortar, dapat dilihat bahawa dengan peningkatan kandungan HPMC, kadar penahanan air mortar meningkat secara beransur-ansur. Lengkung eter selulosa dengan kelikatan 100, 150 dan 200 Pa·s pada asasnya adalah sama. Apabila kandungan adalah 0.05% hingga 0.15%, kadar pengekalan air meningkat secara linear. Apabila kandungan adalah 0.15%, kadar pengekalan air lebih besar daripada 93%..Selepas 20%, aliran peningkatan pengekalan air menjadi rata, menunjukkan bahawa jumlah HPMC hampir kepada tepu. Keluk pengaruh jumlah HPMC dengan kelikatan 40 Pa·s pada kadar pengekalan air adalah lebih kurang garis lurus. Apabila jumlahnya lebih besar daripada 0.15%, kadar pengekalan air mortar adalah jauh lebih rendah daripada tiga jenis HPMC yang lain dengan jumlah kelikatan yang sama. Secara amnya dipercayai bahawa mekanisme pengekalan air selulosa eter ialah: kumpulan hidroksil pada molekul eter selulosa dan atom oksigen pada ikatan eter akan dikaitkan dengan molekul air untuk membentuk ikatan hidrogen, supaya air bebas menjadi air terikat. , dengan itu memainkan kesan pengekalan air yang baik; Ia juga dipercayai bahawa interdifusi antara molekul air dan rantai molekul eter selulosa membolehkan molekul air memasuki bahagian dalam rantai makromolekul eter selulosa dan tertakluk kepada daya ikatan yang kuat, dengan itu meningkatkan pengekalan air buburan simen. Pengekalan air yang sangat baik boleh memastikan mortar homogen, tidak mudah diasingkan, dan memperoleh prestasi pencampuran yang baik, sambil mengurangkan haus mekanikal dan meningkatkan hayat mesin penyembur mortar.

2.2 Kesan HPMC terhadap ketumpatan dan kandungan udara mortar simen

Daripada pengaruh kelikatan dan dos HPMC yang berbeza terhadap ketumpatan mortar, dapat dilihat bahawa apabila dos HPMC adalah 0-0.20%, ketumpatan mortar berkurangan secara mendadak dengan peningkatan dos HPMC, daripada 2050 kg/m³ kepada kira-kira 1650kg/m³ , menurun sebanyak kira-kira 20%; selepas kandungan HPMC melebihi 0.20%, penurunan ketumpatan cenderung menjadi rata. Membandingkan empat jenis HPMC dengan kelikatan yang berbeza, dapat dilihat bahawa semakin tinggi kelikatan, semakin rendah ketumpatan mortar; lengkung ketumpatan mortar dengan kelikatan campuran 150 dan 200 Pa s HPMC pada asasnya bertindih, menunjukkan bahawa apabila kelikatan HPMC terus meningkat, ketumpatan mortar tidak lagi berkurangan.

Daripada pengaruh kelikatan dan dos HPMC yang berbeza terhadap kandungan udara mortar, dapat dilihat bahawa perubahan kandungan udara mortar adalah bertentangan dengan ketumpatan mortar. Isipadu udara hampir naik dalam garis lurus; apabila kandungan HPMC melebihi 0.20%, kandungan udara hampir tidak berubah, menunjukkan bahawa kesan pengekalan udara mortar adalah hampir kepada tepu. Kesan kemasukan udara HPMC dengan kelikatan 150 dan 200 Pa·s adalah lebih besar daripada HPMC dengan kelikatan 40 dan 100 Pa·s.

Kesan kemasukan udara selulosa eter terutamanya ditentukan oleh struktur molekulnya. Eter selulosa mempunyai kedua-dua kumpulan hidrofilik (hidroksil, kumpulan eter) dan kumpulan hidrofobik (kumpulan metil, cincin glukosa), dan merupakan surfaktan. , mempunyai aktiviti permukaan, dengan itu mempunyai kesan kemasukan udara. Di satu pihak, gas yang diperkenalkan boleh bertindak sebagai galas bebola dalam mortar, meningkatkan prestasi kerja mortar, meningkatkan jumlah, dan meningkatkan output, yang bermanfaat kepada pengilang. Tetapi sebaliknya, kesan kemasukan udara meningkatkan kandungan udara mortar dan keliangan selepas pengerasan, mengakibatkan peningkatan liang berbahaya dan mengurangkan sifat mekanikal. Walaupun HPMC mempunyai kesan pemasukan udara tertentu, ia tidak boleh menggantikan agen pemasukan udara. Di samping itu, apabila HPMC dan agen pemasukan udara digunakan pada masa yang sama, agen pemasukan udara mungkin gagal.

2.3 Kesan HPMC terhadap sifat mekanikal mortar simen

Daripada kekuatan lenturan 28d dan kekuatan mampatan 28d, dapat dilihat bahawa apabila jumlah HPMC hanya 0.05%, kekuatan lenturan mortar berkurangan dengan ketara, iaitu kira-kira 25% lebih rendah daripada sampel kosong tanpa HPMC, dan kekuatan mampatan hanya boleh Mencapai 65% daripada sampel kosong. 80%. Apabila kandungan HPMC melebihi 0.20%, tahap penurunan kekuatan lentur dan kekuatan mampatan mortar tidak jelas. Kelikatan HPMC mempunyai sedikit kesan ke atas sifat mekanikal mortar. HPMC memperkenalkan banyak buih udara kecil, dan kesan kemasukan udara pada mortar meningkatkan keliangan dalaman dan liang berbahaya mortar, mengakibatkan penurunan ketara dalam kekuatan mampatan dan kekuatan lentur. Satu lagi sebab untuk penurunan kekuatan mortar ialah kesan pengekalan air selulosa eter, yang menyimpan air dalam mortar yang mengeras, dan nisbah pengikat air yang besar membawa kepada penurunan kekuatan blok ujian. Bagi mortar pembinaan mekanikal, walaupun eter selulosa boleh meningkatkan kadar pengekalan air mortar dengan ketara dan meningkatkan kebolehkerjaannya, jika jumlahnya terlalu besar, ia akan menjejaskan sifat mekanikal mortar secara serius, jadi hubungan antara keduanya harus ditimbang dengan munasabah.

Daripada nisbah lipatan 28 hari, dapat dilihat bahawa dengan peningkatan kandungan HPMC, nisbah lipatan keseluruhan mortar menunjukkan trend yang meningkat, yang pada asasnya adalah hubungan linear. Ini kerana eter selulosa tambahan memperkenalkan sejumlah besar gelembung udara, menyebabkan lebih banyak kecacatan di dalam mortar, mengakibatkan penurunan mendadak dalam kekuatan mampatan mortar, dan walaupun kekuatan lenturan juga berkurangan ke tahap tertentu; tetapi eter selulosa boleh meningkatkan fleksibiliti mortar dan menentang Kekuatan lipatan adalah menggalakkan, yang menjadikan kadar penurunan menjadi perlahan. Memandangkan secara menyeluruh, kesan gabungan kedua-duanya menghasilkan peningkatan dalam nisbah lipatan.

2.4 Kesan HPMC terhadap saiz liang mortar

Lengkung taburan saiz liang bagi empat kumpulan sampel A, B, C dan D diukur dengan porosimetri pencerobohan merkuri.

Menurut lengkung pengedaran saiz liang, data pengedaran saiz liang dan pelbagai parameter statistik sampel AD, HPMC mempunyai pengaruh yang besar terhadap struktur liang mortar simen:

(1) Selepas menambah HPMC, saiz liang mortar simen meningkat dengan ketara. Pada lengkung pengedaran saiz liang, kawasan imej bergerak ke kanan, dan nilai liang yang sepadan dengan nilai puncak menjadi lebih besar. Juga daripada data statistik taburan saiz liang dan saiz liang median dalam keputusan ujian pelbagai parameter statistik, dapat dilihat bahawa saiz liang median mortar simen selepas menambah HPMC adalah lebih besar daripada sampel kosong, dan dalam sampel dengan dos 0.3% Apertur nilai adalah 2 urutan magnitud lebih tinggi daripada sampel kosong.

(2) Wu Zhongwei et al. membahagikan liang dalam konkrit kepada empat jenis, iaitu liang tidak berbahaya (≤20 nm), sedikit liang berbahaya (20–100 nm), liang berbahaya (100–200 nm) dan banyak liang berbahaya (≥200 nm). 200 nm). Daripada data statistik taburan saiz liang dan keputusan ujian pelbagai parameter statistik, dapat dilihat bahawa bilangan liang tidak berbahaya atau liang kurang berbahaya berkurangan dengan ketara, dan bilangan liang berbahaya atau lebih banyak liang berbahaya meningkat selepas menambah HPMC. Liang sampel yang tidak berbahaya atau kurang berbahaya tanpa HPMC adalah kira-kira 49.4%, dan liang yang tidak berbahaya atau kurang berbahaya berkurangan dengan ketara selepas menambah HPMC. Mengambil dos 0.1% sebagai contoh, liang yang tidak berbahaya atau kurang berbahaya dikurangkan sebanyak kira-kira 45%. , bilangan liang berbahaya lebih besar daripada 10μm meningkat kira-kira 9 kali.

3) Diameter liang median, diameter liang purata, isipadu liang spesifik dan luas permukaan tertentu tidak mengikut peraturan perubahan yang sangat ketat dengan peningkatan kandungan HPMC, yang mungkin berkaitan dengan penyebaran besar pemilihan sampel dalam ujian suntikan merkuri. Tetapi secara keseluruhannya, diameter liang median, diameter liang purata dan isipadu liang spesifik sampel bercampur dengan HPMC cenderung meningkat berbanding sampel kosong, manakala luas permukaan spesifik berkurangan.

3. Kesimpulan

(1) Kadar pengekalan air mortar meningkat dengan peningkatan kandungan HPMC. Lengkung eter selulosa dengan kelikatan 100, 150 dan 200 Pa·S pada asasnya adalah sama, dan kadar pengekalan air lebih besar daripada 93% apabila kandungannya ialah 0.15%. Apabila kandungan 40 Pa·s eter selulosa lebih besar daripada 0.15%, kadar pengekalan air adalah lebih rendah daripada tiga jenis HPMC kelikatan yang lain.

(2) Ketumpatan mortar berkurangan secara beransur-ansur dengan peningkatan kandungan HPMC, dan kandungannya ialah 0.05%. Penurunan ketumpatan adalah yang paling jelas pada 0.20%, kira-kira 20%; apabila kandungan melebihi 0.20%, ketumpatan hampir tidak berubah; kandungan udara mortar meningkat dengan peningkatan kandungan HPMC.

(3) Peningkatan kandungan HPMC jelas akan mengurangkan sifat mekanikal mortar simen, tetapi nisbah lipatan mortar yang sepadan akan meningkat, dan fleksibiliti mortar akan menjadi lebih baik.

(4) Selepas menambah HPMC, saiz liang mortar meningkat dengan ketara, dan bahagian liang berbahaya dan berbilang liang berbahaya meningkat dengan ketara. Sampel dengan kandungan HPMC 0.1% berkurangan kira-kira 45% berbanding sampel kosong tanpa atau kurang liang berbahaya, dan bilangan liang yang lebih berbahaya lebih besar daripada 10μm meningkat kira-kira 9 kali.