Effect van cellulose-ether op de eigenschappen van mortel

De effecten van twee soorten cellulose-ethers op de prestatie van mortel werden bestudeerd. De resultaten toonden aan dat beide soorten cellulose-ethers de waterretentie van mortel aanzienlijk konden verbeteren en de consistentie van mortel konden verminderen; De druksterkte wordt in verschillende mate verminderd, maar de vouwverhouding en hechtsterkte van de mortel worden in verschillende mate vergroot, waardoor de constructie van de mortel wordt verbeterd.

Trefwoorden:cellulose-ether; watervasthoudend middel; bindende kracht

Cellulose-ether (MC)is een derivaat van natuurlijk materiaal cellulose. Cellulose-ether kan worden gebruikt als waterretentiemiddel, verdikkingsmiddel, bindmiddel, dispergeermiddel, stabilisator, suspendeermiddel, emulgator en filmvormend hulpmiddel enz. Omdat cellulose-ether een goede waterretentie- en verdikkingswerking heeft op mortel, kan het de verwerkbaarheid aanzienlijk verbeteren. van mortel, dus cellulose-ether is het meest gebruikte wateroplosbare polymeer in mortel.

1. Testmaterialen en testmethoden

1.1 Grondstoffen

Cement: Gewoon Portland-cement geproduceerd door Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd., met een sterktegraad van 42,5. Zand: Nanyang geel zand, fijnheidsmodulus 2,75, medium zand. Cellulose-ether (MC): C9101 geproduceerd door Beijing Luojian Company en HPMC geproduceerd door Shanghai Huiguang Company.

1.2 Testmethode

In dit onderzoek was de kalk-zandverhouding 1:2 en de water-cementverhouding 0,45; de cellulose-ether werd eerst met cement gemengd, daarna werd zand toegevoegd en gelijkmatig geroerd. De dosering cellulose-ether wordt berekend op basis van het percentage cementmassa.

De druksterktetest en consistentietest worden uitgevoerd met verwijzing naar JGJ 70-90 “Testmethoden voor basiseigenschappen van bouwmortel”. De buigsterktetest wordt uitgevoerd volgens GB/T 17671–1999 “Cement Mortar Strength Test”.

De waterretentietest werd uitgevoerd volgens de filterpapiermethode die wordt gebruikt in Franse cellenbetonproductiebedrijven. Het specifieke proces is als volgt: (1) plaats 5 lagen langzaam filterpapier op een ronde plastic plaat en weeg de massa ervan; (2) plaats er één in direct contact met de mortel. Plaats het hogesnelheidsfilterpapier op het langzame filtreerpapier en druk vervolgens een cilinder met een binnendiameter van 56 mm en een hoogte van 55 mm op het snelle filtreerpapier; (3) Giet de mortel in de cilinder; (4) Nadat de mortel en het filtreerpapier gedurende 15 minuten in contact zijn geweest, weeg opnieuw de kwaliteit van het langzame filtreerpapier en de plastic schijf; (5) Bereken de watermassa die door het langzame filterpapier per vierkante meter wordt geabsorbeerd, wat de waterabsorptiesnelheid is; (6) De waterabsorptiesnelheid is het rekenkundig gemiddelde van de twee testresultaten. Als het verschil tussen de tariefwaarden groter is dan 10%, moet de test worden herhaald; (7) De waterretentie van de mortel wordt uitgedrukt in de waterabsorptiesnelheid.

De hechtsterktetest werd uitgevoerd onder verwijzing naar de methode aanbevolen door de Japan Society for Materials Science, en de hechtsterkte werd gekarakteriseerd door buigsterkte. Bij de test wordt gebruik gemaakt van een prismamonster met een afmeting van 160 mm×40 mm×40 mm. Het gewone mortelmonster dat vooraf werd gemaakt, werd uitgehard tot de leeftijd van 28 dagen en vervolgens in twee helften gesneden. Van de twee helften van het monster werden monsters gemaakt met gewone mortel of polymeermortel, en vervolgens binnen op natuurlijke wijze uitgehard tot een bepaalde leeftijd, en vervolgens getest volgens de testmethode voor de buigsterkte van cementmortel.

2. Testresultaten en analyse

2.1 Consistentie

Uit het effect van cellulose-ether op de consistentie van mortel blijkt dat met de toename van het gehalte aan cellulose-ether de consistentie van mortel in principe een neerwaartse trend vertoont, en dat de afname van de consistentie van mortel gemengd met HPMC sneller gaat. dan die van mortel gemengd met C9101. Dit komt omdat de viscositeit van cellulose-ether de stroming van mortel belemmert en de viscositeit van HPMC hoger is dan die van C9101.

2.2 Waterretentie

In mortel moeten cementachtige materialen zoals cement en gips worden gehydrateerd met water om uit te harden. Een redelijke hoeveelheid cellulose-ether kan het vocht lang genoeg in de mortel houden, zodat het harding- en uithardingsproces door kan gaan.

Uit het effect van het cellulose-ethergehalte op de waterretentie van mortel blijkt dat: (1) Met de toename van het C9101- of HPMC-cellulose-ethergehalte de waterabsorptiesnelheid van de mortel aanzienlijk afnam, dat wil zeggen de waterretentie van mortel werd aanzienlijk verbeterd, vooral wanneer het werd gemengd met mortel van HPMC. De waterretentie kan nog verbeterd worden; (2) Wanneer de hoeveelheid HPMC 0,05% tot 0,10% bedraagt, voldoet de mortel volledig aan de waterretentie-eisen in het bouwproces.

Beide cellulose-ethers zijn niet-ionische polymeren. De hydroxylgroepen op de moleculaire keten van cellulose-ether en de zuurstofatomen op de etherbindingen kunnen waterstofbruggen vormen met watermoleculen, waardoor vrij water in gebonden water wordt omgezet en zo een goede rol spelen bij het vasthouden van water.

De waterretentie van cellulose-ether hangt voornamelijk af van de viscositeit, deeltjesgrootte, oplossnelheid en toegevoegde hoeveelheid. In het algemeen geldt: hoe groter de toegevoegde hoeveelheid, hoe hoger de viscositeit, en hoe fijner de fijnheid, hoe hoger de waterretentie. Zowel C9101 als HPMC-cellulose-ether hebben methoxy- en hydroxypropoxygroepen in de moleculaire keten, maar het gehalte aan methoxy in HPMC-cellulose-ether is hoger dan dat van C9101, en de viscositeit van HPMC is hoger dan die van C9101, dus de waterretentie van mortel gemengd met HPMC is hoger dan die van mortel gemengd met HPMC C9101 grote mortel. Als de viscositeit en het relatieve molecuulgewicht van cellulose-ether echter te hoog zijn, zal de oplosbaarheid ervan dienovereenkomstig afnemen, wat een negatief effect zal hebben op de sterkte en verwerkbaarheid van de mortel. Structurele sterkte om een ​​uitstekend hechteffect te bereiken.

2.3 Buigsterkte en druksterkte

Uit het effect van cellulose-ether op de buig- en druksterkte van mortel blijkt dat met de toename van het gehalte aan cellulose-ether de buig- en druksterkte van mortel na 7 en 28 dagen een neerwaartse trend vertoonde. Dit komt voornamelijk omdat: (1) Wanneer cellulose-ether aan de mortel wordt toegevoegd, het aantal flexibele polymeren in de poriën van de mortel toeneemt, en deze flexibele polymeren geen stijve ondersteuning kunnen bieden wanneer de composietmatrix wordt samengedrukt. Als gevolg hiervan wordt de buig- en druksterkte van de mortel verminderd; (2) Met de toename van het gehalte aan cellulose-ether wordt het waterretentie-effect steeds beter, zodat nadat het morteltestblok is gevormd, de porositeit in het morteltestblok toeneemt en de buig- en druksterkte zal worden verminderd ; (3) wanneer de drooggemengde mortel met water wordt gemengd, worden de cellulose-etherlatexdeeltjes eerst geadsorbeerd op het oppervlak van de cementdeeltjes om een ​​latexfilm te vormen, die de hydratatie van het cement vermindert, waardoor ook de sterkte van het cement wordt verminderd. de mortel.

2.4 Vouwverhouding

De flexibiliteit van de mortel geeft de mortel een goede vervormbaarheid, waardoor deze zich kan aanpassen aan de spanningen die worden gegenereerd door de krimp en vervorming van de ondergrond, waardoor de hechtsterkte en duurzaamheid van de mortel aanzienlijk worden verbeterd.

Uit het effect van het cellulose-ethergehalte op de mortelvouwverhouding (ff/fo) blijkt dat met de toename van het cellulose-ether C9101- en HPMC-gehalte de mortelvouwverhouding feitelijk een stijgende trend vertoonde, wat erop wijst dat de flexibiliteit van de mortel afneemt. verbeterd.

Wanneer de cellulose-ether in de mortel oplost, omdat de methoxyl en hydroxypropoxyl op de moleculaire keten zullen reageren met de Ca2+ en Al3+ in de slurry, wordt een stroperige gel gevormd en opgevuld in de cementmortelopening, waardoor het een rol speelt bij het flexibel vullen en flexibele wapening, waardoor de compactheid van de mortel wordt verbeterd, en het laat zien dat de flexibiliteit van de gemodificeerde mortel macroscopisch wordt verbeterd.

2.5 Hechtsterkte

Uit het effect van het cellulose-ethergehalte op de mortelhechtsterkte blijkt dat de mortelhechtsterkte toeneemt met de toename van het cellulose-ethergehalte.

De toevoeging van cellulose-ether kan een dunne laag waterdichte polymeerfilm vormen tussen cellulose-ether en gehydrateerde cementdeeltjes. Deze film heeft een afdichtende werking en verbetert het “oppervlaktedroge” fenomeen van mortel. Dankzij de goede waterretentie van cellulose-ether wordt er voldoende water in de mortel opgeslagen, waardoor de hydratatie-harding van het cement en de volledige ontwikkeling van zijn sterkte wordt verzekerd en de hechtsterkte van de cementpasta wordt verbeterd. Bovendien verbetert de toevoeging van cellulose-ether de cohesie van de mortel en zorgt ervoor dat de mortel een goede plasticiteit en flexibiliteit heeft, waardoor de mortel zich tevens goed kan aanpassen aan de krimpvervorming van de ondergrond, waardoor de hechtsterkte van de mortel wordt verbeterd. .

2.6 Krimp

Uit het effect van het cellulose-ethergehalte op de krimp van mortel blijkt het volgende: (1) De krimpwaarde van cellulose-ethermortel is veel lager dan die van blanco mortel. (2) Met de toename van het C9101-gehalte nam de krimpwaarde van mortel geleidelijk af, maar toen het gehalte 0,30% bereikte, nam de krimpwaarde van mortel toe. Dit komt omdat hoe groter de hoeveelheid cellulose-ether, hoe groter de viscositeit ervan, wat een toename van de waterbehoefte veroorzaakt. (3) Met de toename van het HPMC-gehalte nam de krimpwaarde van mortel geleidelijk af, maar toen het gehalte 0,20% bereikte, nam de krimpwaarde van mortel toe en vervolgens af. Dit komt omdat de viscositeit van HPMC groter is dan die van C9101. Hoe hoger de viscositeit van cellulose-ether. Hoe beter het water vasthouden, hoe meer luchtgehalte, wanneer het luchtgehalte een bepaald niveau bereikt zal de krimpwaarde van de mortel toenemen. Daarom is de optimale dosering van C9101, in termen van krimpwaarde, 0,05% ~ 0,20%. De optimale dosering van HPMC is 0,05% ~ 0,10%.

3. Conclusie

1. Cellulose-ether kan de waterretentie van mortel verbeteren en de consistentie van mortel verminderen. Het aanpassen van de hoeveelheid cellulose-ether kan voldoen aan de behoeften van mortel die in verschillende projecten wordt gebruikt.

2. De toevoeging van cellulose-ether vermindert de buigsterkte en druksterkte van de mortel, maar verhoogt de vouwverhouding en hechtsterkte tot op zekere hoogte, waardoor de duurzaamheid van de mortel wordt verbeterd.

3. De toevoeging van cellulose-ether kan de krimpprestaties van mortel verbeteren, en met de toename van het gehalte wordt de krimpwaarde van mortel steeds kleiner. Maar wanneer de hoeveelheid cellulose-ether een bepaald niveau bereikt, neemt de krimpwaarde van de mortel tot op zekere hoogte toe als gevolg van de toename van de luchtmeeslepende hoeveelheid.