Hydroxypropylmethylcellulose-ether over de eigenschappen van vliegasmortel

Het effect van hydroxypropylmethylcellulose-ether op de eigenschappen van vliegasmortel werd bestudeerd en de relatie tussen natte dichtheid en druksterkte werd geanalyseerd. De testresultaten tonen aan dat het toevoegen van hydroxypropylmethylcellulose-ether aan vliegasmortel de waterretentieprestaties van de mortel aanzienlijk kan verbeteren, de hechtingstijd van de mortel kan verlengen en de natte dichtheid en druksterkte van de mortel kan verminderen. Er is een goede correlatie tussen de natte dichtheid en de 28d druksterkte. Onder de voorwaarde van bekende natte dichtheid kan de 28d druksterkte worden berekend met behulp van de pasformule.

Trefwoorden:vliegas; cellulose-ether; waterretentie; druksterkte; correlatie

Momenteel wordt vliegas op grote schaal gebruikt in de bouwtechniek. Het toevoegen van een bepaalde hoeveelheid vliegas aan mortel kan niet alleen de mechanische eigenschappen en duurzaamheid van mortel verbeteren, maar ook de kosten van mortel verlagen. Vliegasmortel vertoont echter onvoldoende waterretentie, dus het verbeteren van de waterretentie van mortel is een urgent probleem geworden dat moet worden opgelost. Cellulose-ether is een zeer efficiënt mengsel dat veel wordt gebruikt in binnen- en buitenland. Het hoeft slechts in een kleine hoeveelheid te worden toegevoegd om een ​​grote impact te hebben op prestatie-indicatoren zoals waterretentie en druksterkte van de mortel.

1. Grondstoffen en testmethoden

1.1 Grondstoffen

Het cement is P·O 42,5 kwaliteit gewoon Portland-cement geproduceerd door Hangzhou Meiya Cement Factory; de vliegas is van goede kwaliteitⅡas; het zand is gewoon medium zand met een fijnheidsmodulus van 2,3, een stortdichtheid van 1499 kg·m-3, en een vochtgehalte van 0,14%, moddergehalte 0,72%; hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC) wordt geproduceerd door Shandong Heda Co., Ltd., het merk is 75HD100000; het mengwater is leidingwater.

1.2 Mortelvoorbereiding

Wanneer u cellulose-ether-gemodificeerde mortel mengt, meng dan eerst HPMC met cement en vliegas grondig, meng vervolgens met zand gedurende 30 seconden, voeg vervolgens water toe en meng gedurende niet minder dan 180 seconden.

1.3 Testmethode

De consistentie, natte dichtheid, delaminatie en uithardingstijd van vers gemengde mortel moeten worden gemeten volgens de relevante voorschriften in JGJ70-90 “Basisprestatietestmethoden voor bouwmortel”. De waterretentie van mortel wordt bepaald volgens de testmethode voor waterretentie van mortel in bijlage A van JG/T 230-2007 “Klaar voor gemengde mortel”. Bij de druksterktetest wordt gebruik gemaakt van een proefvorm met kubusbodem van 70,7 mm x 70,7 mm x 70,7 mm. Het gevormde testblok wordt uitgehard bij een temperatuur van (20±2)°C gedurende 24 uur, en na het ontvormen wordt het verder uitgehard in een omgeving met een temperatuur van (20±2)°C en een relatieve vochtigheid boven 90% tot de vooraf bepaalde leeftijd, volgens JGJ70-90 “Building Mortar Basic performance test method” bepaling van de druksterkte.

2. Testresultaten en analyse

2.1 Natte dichtheid

Uit de relatie tussen de dichtheid en de hoeveelheid HPMC blijkt dat de natte dichtheid geleidelijk afneemt met de toename van de hoeveelheid HPMC. Wanneer de hoeveelheid HPMC 0,05% bedraagt, bedraagt ​​de natte dichtheid van de mortel 96,8% van de referentiemortel. Wanneer de hoeveelheid HPMC blijft toenemen, wordt de afnamesnelheid van de natte dichtheid versneld. Wanneer het HPMC-gehalte 0,20% bedraagt, bedraagt ​​de natte dichtheid van de mortel slechts 81,5% van die van de referentiemortel. Dit komt voornamelijk door het luchtbelemmerende effect van HPMC. De geïntroduceerde luchtbellen verhogen de porositeit van de mortel en verlagen de compactheid, waardoor de volumedichtheid van de mortel afneemt.

2.2 Tijd instellen

Uit de relatie tussen de coagulatietijd en de hoeveelheid HPMC blijkt dat de coagulatietijd geleidelijk toeneemt. Wanneer de dosering 0,20% bedraagt, neemt de hardingstijd toe met 29,8% vergeleken met de referentiemortel, tot ongeveer 300 minuten. Te zien is dat wanneer de dosering 0,20% is, de hardingstijd een grote verandering kent. De reden is dat L Schmitz et al. geloven dat cellulose-ethermoleculen voornamelijk worden geadsorbeerd aan hydratatieproducten zoals cSH en calciumhydroxide, en zelden worden geadsorbeerd aan de oorspronkelijke minerale fase van klinker. Bovendien neemt de cellulose-ether af als gevolg van de toename van de viscositeit van de poriënoplossing. De mobiliteit van ionen (Ca2+, so42-…) in de poriënoplossing vertraagt ​​het hydratatieproces verder.

2.3 Gelaagdheid en waterretentie

Zowel de mate van delaminatie als de waterretentie kunnen het waterretentie-effect van mortel karakteriseren. Uit de relatie tussen de mate van delaminatie en de hoeveelheid HPMC kan worden afgeleid dat de mate van delaminatie een afnemende trend vertoont naarmate de hoeveelheid HPMC toeneemt. Wanneer het gehalte aan HPMC 0,05% bedraagt, neemt de mate van delaminatie zeer aanzienlijk af, wat aangeeft dat wanneer het gehalte aan vezelether klein is, de mate van delaminatie aanzienlijk kan worden verminderd, het effect van waterretentie kan worden verbeterd en de verwerkbaarheid en De verwerkbaarheid van mortel kan worden verbeterd. Afgaande op de relatie tussen de watereigenschap en de hoeveelheid HPMC, wordt de waterretentie ook geleidelijk beter naarmate de hoeveelheid HPMC toeneemt. Wanneer de dosering minder dan 0,15% bedraagt, neemt het waterretentie-effect heel zachtjes toe, maar wanneer de dosering 0,20% bereikt, is het waterretentie-effect aanzienlijk verbeterd, van 90,1% wanneer de dosering 0,15% is, tot 95%. De hoeveelheid HPMC blijft toenemen en de constructieprestaties van mortel beginnen te verslechteren. Daarom is de juiste hoeveelheid HPMC, rekening houdend met de waterretentieprestaties en constructieprestaties, 0,10% ~ 0,20%. Analyse van het waterretentiemechanisme: Cellulose-ether is een in water oplosbaar organisch polymeer, dat is onderverdeeld in ionisch en niet-ionisch. HPMC is een niet-ionische cellulose-ether met een hydrofiele groep, een hydroxylgroep (-OH) en een etherbinding (-0-1) in zijn structuurformule. Wanneer opgelost in water, associëren de zuurstofatomen op de hydroxylgroep en de etherbinding en watermoleculen zich om waterstofbruggen te vormen, waardoor water zijn vloeibaarheid verliest en vrij water niet langer vrij is, waardoor het effect van waterretentie en verdikking wordt bereikt.

2.4 Druksterkte

Uit de relatie tussen de druksterkte en de hoeveelheid HPMC blijkt dat met de toename van de hoeveelheid HPMC de druksterkte van 7d en 28d een dalende trend vertoonde, wat vooral te wijten was aan de introductie van een groot aantal van luchtbellen door HPMC, waardoor de porositeit van de mortel aanzienlijk toenam. toenemen, wat resulteert in een afname van de kracht. Wanneer het gehalte 0,05% is, daalt de 7d-druksterkte zeer aanzienlijk, de sterkte daalt met 21,0% en de 28d-druksterkte daalt met 26,6%. Uit de curve blijkt dat de impact van HPMC op de druksterkte zeer duidelijk is. Wanneer de dosering erg klein is, wordt deze sterk verlaagd. Daarom moet bij praktische toepassingen de dosering ervan worden gecontroleerd en worden gebruikt in combinatie met een ontschuimer. Onderzoek naar de reden, Guan Xuemao et al. Ik ben van mening dat ten eerste, wanneer cellulose-ether aan de mortel wordt toegevoegd, het flexibele polymeer in de poriën van de mortel wordt vergroot, en dat deze flexibele polymeren en poriën geen stijve ondersteuning kunnen bieden wanneer het testblok wordt samengedrukt. De composietmatrix is ​​relatief verzwakt, waardoor de druksterkte van de mortel afneemt; ten tweede blijft, vanwege het waterretentie-effect van cellulose-ether, nadat het morteltestblok is gevormd, het grootste deel van het water in de mortel achter en is de werkelijke water-cementverhouding lager dan die zonder. Deze zijn veel groter, dus de druksterkte van de mortel zal aanzienlijk worden verminderd.

2.5 Correlatie tussen druksterkte en natte dichtheid

Uit de relatiecurve tussen druksterkte en natte dichtheid blijkt dat na het lineair passen van alle punten in de figuur, de corresponderende punten goed verdeeld zijn aan beide zijden van de paslijn, en dat er een goede correlatie bestaat tussen natte dichtheid en druksterkte. sterkte-eigenschappen, en de natte dichtheid is eenvoudig en gemakkelijk te meten, zodat de druksterkte van mortel 28d kan worden berekend via de gevestigde lineaire fittingvergelijking. De lineaire aanpassingsvergelijking wordt weergegeven in formule (1), R²=0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), waarbij y de 28d druksterkte van de mortel is, MPa; X is de natte dichtheid, kg m-3.

3. Conclusie

HPMC kan het waterretentie-effect van vliegasmortel verbeteren en de gebruiksduur van de mortel verlengen. Tegelijkertijd zullen, als gevolg van de toename van de porositeit van de mortel, de bulkdichtheid en druksterkte aanzienlijk afnemen, dus de juiste dosering moet bij de toepassing worden gekozen. De 28d-druksterkte van mortel heeft een goede correlatie met de natte dichtheid, en de 28d-druksterkte kan worden berekend door de natte dichtheid te meten, wat een belangrijke referentiewaarde heeft voor de kwaliteitscontrole van mortel tijdens de constructie.