Cellulose-ether op de slakkenzandmortel

P gebruiken·II 52.5 kwaliteit cement als cementachtig materiaal en staalslakzand als fijn aggregaat, het staalslakzand met hoge vloeibaarheid en hoge sterkte wordt bereid door chemische additieven toe te voegen zoals waterreductiemiddel, latexpoeder en ontschuimer. Speciale mortel, en de effecten van twee verschillende viscositeiten (2000 mPa·s en 6000 mPa·s) van hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC) op de waterretentie, vloeibaarheid en sterkte ervan werden onderzocht. De resultaten tonen aan dat: (1) Zowel HPMC2000 als HPMC6000 de waterretentiesnelheid van vers gemengde mortel aanzienlijk kunnen verhogen en de waterretentieprestaties ervan kunnen verbeteren; (2) Wanneer het gehalte aan cellulose-ether laag is, is het effect op de vloeibaarheid van de mortel niet duidelijk. Wanneer het wordt verhoogd tot 0,25% of meer, heeft het een bepaald verslechterend effect op de vloeibaarheid van de mortel, waarbij het verslechterende effect van HPMC6000 duidelijker is; (3) De toevoeging van cellulose-ether heeft geen duidelijk effect op de druksterkte van de mortel na 28 dagen, maar de toevoeging van HPMC2000 is op het verkeerde moment duidelijk ongunstig voor de buigsterkte van verschillende leeftijden en vermindert tegelijkertijd aanzienlijk de vroege (3 dagen en 7 dagen) druksterkte van mortel; (4) De toevoeging van HPMC6000 heeft een zeker effect op de buigsterkte van verschillende leeftijden, maar de vermindering was aanzienlijk lager dan die van HPMC2000. In dit artikel wordt aangenomen dat HPMC6000 moet worden geselecteerd bij het bereiden van speciale staalslakzandmortel met hoge vloeibaarheid, hoge waterretentiesnelheid en hoge sterkte, en dat de dosering niet groter mag zijn dan 0,20%.

Trefwoorden:staalslakkenzand; cellulose-ether; viscositeit; werkprestaties; kracht

invoering

Staalslak is een bijproduct van de productie van staal. Met de ontwikkeling van de ijzer- en staalindustrie is de jaarlijkse lozing van staalslakken de afgelopen jaren met ongeveer 100 miljoen ton toegenomen, en het probleem van het aanleggen van voorraden als gevolg van het niet tijdig benutten van de hulpbronnen is zeer ernstig. Daarom is het gebruik van hulpbronnen en de verwijdering van staalslakken via wetenschappelijke en effectieve methoden een probleem dat niet kan worden genegeerd. Staalslak heeft de kenmerken van een hoge dichtheid, harde textuur en hoge druksterkte en kan worden gebruikt als vervanging voor natuurlijk zand in cementmortel of beton. Staalslak heeft ook een zekere reactiviteit. Staalslak wordt vermalen tot een bepaalde fijnheidspoeder (staalslakpoeder). Nadat het in beton is gemengd, kan het een puzzolaaneffect uitoefenen, wat helpt de sterkte van de slurry te vergroten en de grensvlakovergang tussen betonaggregaat en slurry te verbeteren. gebied, waardoor de sterkte van het beton toeneemt. Er moet echter op worden gelet dat de staalslak die zonder enige maatregel wordt geloosd, de interne vrije calciumoxide-, vrije magnesiumoxide- en RO-fase een slechte volumestabiliteit van de staalslak zal veroorzaken, wat het gebruik van staalslak als grove en grove staalslak grotendeels beperkt. fijne aggregaten. Toepassing in cementmortel of beton. Wang Yuji et al. vatte verschillende behandelingsprocessen voor staalslakken samen en ontdekte dat de staalslakken die zijn behandeld met de hete vulmethode een goede stabiliteit hebben en het uitzettingsprobleem in cementbeton kunnen elimineren, en dat het hete benauwde behandelingsproces feitelijk werd geïmplementeerd in Shanghai nr. 3 ijzer- en staalfabriek voor de eerste keer. Naast het stabiliteitsprobleem hebben staalslakaggregaten ook de kenmerken van ruwe poriën, meerdere hoeken en een kleine hoeveelheid hydratatieproducten op het oppervlak. Wanneer ze worden gebruikt als toeslagmateriaal voor het bereiden van mortel en beton, worden hun werkprestaties vaak beïnvloed. Momenteel is het gebruik van staalslakken als fijn aggregaat voor het bereiden van speciale mortel, onder het uitgangspunt van het garanderen van volumestabiliteit, een belangrijke richting voor het gebruik van staalslakken. Uit de studie bleek dat het toevoegen van waterreductiemiddel, latexpoeder, cellulose-ether, luchtbelemmerend middel en ontschuimer aan de staalslakzandmortel de mengselprestaties en de geharde prestaties van de staalslakzandmortel naar behoefte kan verbeteren. De auteur heeft de maatregelen van het toevoegen van latexpoeder en andere hulpstoffen gebruikt om staalslakzand met hoge sterkte reparatiemortel te bereiden. Bij de productie en toepassing van mortel is cellulose-ether het meest voorkomende chemische mengsel. De meest gebruikte cellulose-ethers in mortel zijn hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC) en hydroxyethylmethylcellulose-ether (HEMC). )Wachten. Cellulose-ether kan de verwerkingsprestaties van mortel in grote mate verbeteren, waardoor de mortel door verdikking uitstekend water vasthoudt, maar het toevoegen van cellulose-ether heeft ook invloed op de vloeibaarheid, het luchtgehalte, de hardingstijd en de uitharding van de mortel. Diverse eigendommen.

Om de ontwikkeling en toepassing van staalslakzandmortel beter te kunnen begeleiden, wordt in dit artikel, op basis van het eerdere onderzoek naar staalslakzandmortel, gebruik gemaakt van twee soorten viscositeiten (2000 mPa·s en 6000 mPa·s) van hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC) Experimenteel onderzoek uitvoeren naar de invloed van staalslakken en hogesterktemortel op de werkprestaties (vloeibaarheid en waterretentie) en druk- en buigsterkte.

1. Experimenteel deel

1.1 Grondstoffen

Cement: Onoda P·II 52,5 cement.

Staalslakzand: De convertorstaalslak geproduceerd door Shanghai Baosteel wordt verwerkt door middel van een heet vulproces, met een stortdichtheid van 1910 kg / m³, behorend tot middelmatig zand, en een fijnheidsmodulus van 2,3.

Waterreductiemiddel: polycarboxylaatwaterreductiemiddel (PC), geproduceerd door Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., in poedervorm.

Latexpoeder: model 5010N geleverd door Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Ontschuimer: Productcode P803 geleverd door de Duitse Mingling Chemical Group, poeder, dichtheid 340 kg/m³, grijstinten 34% (800°C), pH-waarde 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, water).

Cellulose-ether: hydroxypropylmethylcellulose-ether geleverd doorKima Chemisch Co., Ltd., degene met een viscositeit van 2000mPa·s wordt aangeduid als HPMC2000, en degene met een viscositeit van 6000 mPa·s wordt aangeduid als HPMC6000.

Mengwater: kraanwater.

1.2 Experimentele verhouding

De cement-zandverhouding van de staalslak-zandmortel bereid in het vroege stadium van de test was 1:3 (massaverhouding), de water-cementverhouding was 0,50 (massaverhouding) en de dosering van polycarboxylaat-superweekmaker was 0,25%. (cementmassapercentage, hetzelfde hieronder.), Het latexpoedergehalte is 2,0% en het ontschuimergehalte is 0,08%. Voor vergelijkende experimenten waren de doseringen van de twee cellulose-ethers HPMC2000 en HPMC6000 respectievelijk 0,15%, 0,20%, 0,25% en 0,30%.

1.3 Testmethode

Mortelvloeibaarheidstestmethode: bereid de mortel voor volgens GB/T 17671-1999 “Cement Mortar Strength Test (ISO Method)”, gebruik de testmal in GB/T2419-2005 “Cement Mortar Fluidity Test Method” en roer. Giet de goede mortel. snel in de proefmal gieten, de overtollige mortel met een schraper afvegen, de proefmal verticaal omhoog tillen en, wanneer de mortel niet meer vloeit, de maximale diameter van het verspreidingsgebied van de mortel en de diameter in verticale richting meten, en neem de gemiddelde waarde, het resultaat is nauwkeurig tot op 5 mm.

De test van de waterretentiesnelheid van mortel wordt uitgevoerd volgens de methode gespecificeerd in JGJ/T 70-2009 “Testmethoden voor basiseigenschappen van bouwmortel”.

De test van de druksterkte en buigsterkte van mortel wordt uitgevoerd volgens de methode gespecificeerd in GB/T 17671-1999, en de testleeftijden zijn respectievelijk 3 dagen, 7 dagen en 28 dagen.

2. Resultaten en discussie

2.1 Effect van cellulose-ether op de werkprestaties van staalslak-zandmortel

Uit het effect van verschillende gehalten aan cellulose-ether op de waterretentie van staalslakzandmortel kan worden afgeleid dat het toevoegen van HPMC2000 of HPMC6000 de waterretentie van vers gemengde mortel aanzienlijk kan verbeteren. Met de toename van het gehalte aan cellulose-ether nam de waterretentiesnelheid van de mortel sterk toe en bleef vervolgens stabiel. Onder hen, wanneer het gehalte aan cellulose-ether slechts 0,15% bedraagt, wordt de waterretentiesnelheid van de mortel met bijna 10% verhoogd vergeleken met die zonder de toevoeging, en bereikt 96%; wanneer het gehalte wordt verhoogd tot 0,30%, is het waterretentiepercentage van de mortel maar liefst 98,5%. Het is duidelijk dat de toevoeging van cellulose-ether de waterretentie van mortel aanzienlijk kan verbeteren.

Uit de invloed van verschillende doseringen cellulose-ether op de vloeibaarheid van staalslakzandmortel kan worden afgeleid dat wanneer de dosering cellulose-ether 0,15% en 0,20% bedraagt, dit geen duidelijk effect heeft op de vloeibaarheid van de mortel; wanneer de dosering stijgt tot 0,25% of hoger, heeft dit een grotere impact op de vloeibaarheid, maar de vloeibaarheid kan nog steeds worden gehandhaafd op 260 mm en hoger; wanneer de twee cellulose-ethers in dezelfde hoeveelheid aanwezig zijn, vergeleken met HPMC2000, is de negatieve impact van HPMC6000 op de vloeibaarheid van de mortel duidelijker.

Hydroxypropylmethylcellulose-ether is een niet-ionisch polymeer met een goede waterretentie, en binnen een bepaald bereik geldt: hoe groter de viscositeit, hoe beter de waterretentie en hoe duidelijker het verdikkingseffect. De reden is dat de hydroxylgroep op zijn moleculaire keten en het zuurstofatoom op de etherbinding waterstofbruggen kunnen vormen met watermoleculen, waardoor vrij water gebonden water wordt. Daarom kan HPMC6000 bij dezelfde dosering de viscositeit van de mortel meer verhogen dan HPMC2000, de vloeibaarheid van de mortel verminderen en de waterretentie duidelijker verhogen. Document 10 verklaart het bovenstaande fenomeen door het vormen van een visco-elastische oplossing nadat cellulose-ether is opgelost in water, en karakteriseert de vloei-eigenschappen door vervorming. Hieruit kan worden afgeleid dat de in dit artikel bereide staalslakmortel een grote vloeibaarheid heeft, die zonder vermenging 295 mm kan bereiken, en dat de vervorming ervan relatief groot is. Wanneer cellulose-ether wordt toegevoegd, zal de slurry een stroperige stroming ondergaan en is het vermogen om de vorm te herstellen klein, wat leidt tot een afname van de mobiliteit.

2.2 Effect van cellulose-ether op de sterkte van staalslak-zandmortel

De toevoeging van cellulose-ether heeft niet alleen invloed op de werkprestaties van staalslakzandmortel, maar ook op de mechanische eigenschappen ervan.

Uit het effect van verschillende doseringen cellulose-ether op de druksterkte van staalslakzandmortel blijkt dat na toevoeging van HPMC2000 en HPMC6000 de druksterkte van de mortel bij elke dosering toeneemt met de leeftijd. Het toevoegen van HPMC2000 heeft geen duidelijk effect op de 28-daagse druksterkte van mortel, en de sterktefluctuatie is niet groot; terwijl HPMC2000 een groter effect heeft op de vroege (3-daagse en 7-daagse) sterkte en een trend van duidelijke afname laat zien, hoewel de dosering stijgt tot 0,25% en hoger, nam de vroege druksterkte enigszins toe, maar nog steeds lager dan zonder toevoegen. Wanneer het gehalte aan HPMC6000 lager is dan 0,20%, is de impact op de 7-daagse en 28-daagse druksterkte niet duidelijk en neemt de 3-daagse druksterkte langzaam af. Wanneer het gehalte aan HPMC6000 toenam tot 0,25% en meer, nam de sterkte na 28 dagen tot op zekere hoogte toe en nam vervolgens af; de 7-daagse kracht nam af en bleef daarna stabiel; de 3-daagse sterkte nam stabiel af. Daarom kan worden aangenomen dat de cellulose-ethers met twee viscositeiten, HPMC2000 en HPMC6000, geen duidelijk verslechterend effect hebben op de druksterkte van mortel na 28 dagen, maar dat de toevoeging van HPMC2000 een duidelijker negatief effect heeft op de vroege sterkte van mortel.

HPMC2000 heeft verschillende graden van achteruitgang van de buigsterkte van mortel, ongeacht in het vroege stadium (3 dagen en 7 dagen) of het late stadium (28 dagen). De toevoeging van HPMC6000 heeft ook een zekere mate van negatieve invloed op de buigsterkte van mortel, maar de mate van impact is kleiner dan die van HPMC2000.

Naast de functie van waterretentie en verdikking vertraagt ​​cellulose-ether ook het hydratatieproces van cement. Het is voornamelijk te wijten aan de adsorptie van cellulose-ethermoleculen aan cementhydratatieproducten, zoals calciumsilicaathydraatgel en Ca(OH)2, om een ​​deklaag te vormen; bovendien neemt de viscositeit van de poriënoplossing toe en belemmert cellulose-ether. De migratie van Ca2+ en SO42- in de poriënoplossing vertraagt ​​het hydratatieproces. Daarom werd de beginsterkte (3 dagen en 7 dagen) van de mortel gemengd met HPMC verminderd.

Het toevoegen van cellulose-ether aan de mortel zal een groot aantal grote bellen vormen met een diameter van 0,5-3 mm als gevolg van het luchtmeeslepende effect van cellulose-ether, en de membraanstructuur van cellulose-ether wordt geadsorbeerd op het oppervlak van deze bellen, wat een speelt tot op zekere hoogte een rol bij het stabiliseren van de zeepbellen. rol, waardoor de werking van het antischuimmiddel in de mortel wordt verzwakt. Hoewel de gevormde luchtbellen als kogellagers in de vers gemengde mortel fungeren, wat de verwerkbaarheid verbetert, blijven de meeste luchtbellen, zodra de mortel is gestold en uitgehard, in de mortel achter en vormen onafhankelijke poriën, waardoor de schijnbare dichtheid van de mortel wordt verminderd. . De druksterkte en buigsterkte nemen dienovereenkomstig af.

Het is duidelijk dat bij het bereiden van speciale mortel van staalslakzand met hoge vloeibaarheid, hoge waterretentie en hoge sterkte het wordt aanbevolen om HPMC6000 te gebruiken, en de dosering mag niet groter zijn dan 0,20%.

tot slot

De effecten van twee viscositeiten van cellulose-ethers (HPMC200 en HPMC6000) op de waterretentie, vloeibaarheid, druk- en buigsterkte van staalslakzandmortel werden bestudeerd door middel van experimenten, en het werkingsmechanisme van cellulose-ether in staalslakzandmortel werd geanalyseerd. De volgende conclusies:

(1) Ongeacht de toevoeging van HPMC2000 of HPMC6000, kan de waterretentiesnelheid van vers gemengde staalslak-zandmortel aanzienlijk worden verbeterd en kunnen de waterretentieprestaties ervan worden verbeterd.

(2) Wanneer de dosering lager is dan 0,20%, is het effect van het toevoegen van HPMC2000 en HPMC6000 op de vloeibaarheid van staalslakzandmortel niet duidelijk. Wanneer het gehalte stijgt tot 0,25% en hoger, hebben HPMC2000 en HPMC6000 een zekere negatieve invloed op de vloeibaarheid van staalslakzandmortel, en de negatieve impact van HPMC6000 is duidelijker.

(3) De toevoeging van HPMC2000 en HPMC6000 heeft geen duidelijk effect op de 28-daagse druksterkte van staalslakzandmortel, maar HPMC2000 heeft een groter negatief effect op de vroege druksterkte van mortel, en de buigsterkte is ook duidelijk ongunstig. De toevoeging van HPMC6000 heeft op alle leeftijden een zeker negatief effect op de buigsterkte van staalslak-zandmortel, maar de mate van effect is aanzienlijk lager dan die van HPMC2000.