Abstract:Cellulose-ether is het belangrijkste additief in kant-en-klare mortel. De typen en structurele kenmerken van cellulose-ether worden geïntroduceerd en hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC) wordt geselecteerd als additief om systematisch de invloed op verschillende eigenschappen van mortel te bestuderen. . Studies hebben aangetoond dat: HPMC de waterretentie van mortel aanzienlijk kan verbeteren en het effect heeft dat het water vermindert. Tegelijkertijd kan het ook de dichtheid van het mortelmengsel verminderen, de uithardingstijd van de mortel verlengen en de buig- en druksterkte van de mortel verminderen.
Trefwoorden:kant-en-klare mortel; hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC); prestatie
0.Voorwoord
Mortel is een van de meest gebruikte materialen in de bouwsector. Met de ontwikkeling van de materiaalkunde en de verbetering van de eisen van mensen aan de bouwkwaliteit, heeft mortel zich geleidelijk ontwikkeld in de richting van commercialisering, net zoals de promotie en ontwikkeling van stortklaar beton. Vergeleken met mortel bereid met traditionele technologie heeft commercieel geproduceerde mortel veel duidelijke voordelen: (a) hoge productkwaliteit; (b) hoge productie-efficiëntie; (c) minder milieuvervuiling en handig voor beschaafde bouw. Momenteel hebben Guangzhou, Shanghai, Beijing en andere steden in China kant-en-klare mortel gepromoot, en relevante industriële normen en nationale normen zijn uitgevaardigd of zullen binnenkort worden uitgegeven.
Vanuit het perspectief van samenstelling is een groot verschil tussen kant-en-klare mortel en traditionele mortel de toevoeging van chemische hulpstoffen, waarvan cellulose-ether de meest gebruikte chemische hulpstof is. Cellulose-ether wordt meestal gebruikt als watervasthoudend middel. Het doel is om de bruikbaarheid van kant-en-klare mortel te verbeteren. De hoeveelheid cellulose-ether is klein, maar heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties van de mortel. Het is een belangrijk additief dat de constructieprestaties van de mortel beïnvloedt. Daarom zal een beter begrip van de impact van de typen en structurele kenmerken van cellulose-ether op de prestaties van cementmortel helpen om cellulose-ether correct te selecteren en te gebruiken en de stabiele prestaties van mortel te garanderen.
1. Typen en structurele kenmerken van cellulose-ethers
Cellulose-ether is een in water oplosbaar polymeermateriaal dat wordt verwerkt uit natuurlijke cellulose door alkalische oplossing, entreactie (verethering), wassen, drogen, malen en andere processen. Cellulose-ethers zijn onderverdeeld in ionisch en niet-ionisch, en ionische cellulose heeft carboxymethylcellulosezout. Niet-ionische cellulose omvat hydroxyethylcellulose-ether, hydroxypropylmethylcellulose-ether, methylcellulose-ether en dergelijke. Omdat ionische cellulose-ether (carboxymethylcellulosezout) instabiel is in de aanwezigheid van calciumionen, wordt het zelden gebruikt in droge poederproducten met cement, gebluste kalk en andere cementeermaterialen. De cellulose-ethers die in droogpoedermortel worden gebruikt, zijn voornamelijk hydroxyethylmethylcellulose-ether (HEMC) en hydroxypropylmethylcellulose-ether (HPMC), die goed zijn voor meer dan 90% van het marktaandeel.
HPMC wordt gevormd door een veretheringsreactie van een cellulose-alkali-activeringsbehandeling met veretheringsmiddel methylchloride en propyleenoxide. Bij de veretheringsreactie wordt de hydroxylgroep op het cellulosemolecuul vervangen door methoxy) en hydroxypropyl om HPMC te vormen. Het aantal groepen dat is gesubstitueerd door de hydroxylgroep op het cellulosemolecuul kan worden uitgedrukt door de mate van verethering (ook wel de mate van substitutie genoemd). De ether van HPMC De mate van chemische conversie ligt tussen 12 en 15. Daarom zijn er belangrijke groepen zoals hydroxyl (-OH), etherbinding (-o-) en anhydroglucosering in de HPMC-structuur, en deze groepen hebben een bepaalde invloed op de prestaties van de mortel.
2. Effect van cellulose-ether op de eigenschappen van cementmortel
2.1 Grondstoffen voor de test
Cellulose-ether: geproduceerd door Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd., viscositeit: 75000;
Cement: Conch-composietcement van kwaliteit 32,5; zand: middelmatig zand; vliegas: klasse II.
2.2 Testresultaten
2.2.1 Waterreducerende werking van cellulose-ether
Uit de relatie tussen de consistentie van de mortel en het gehalte aan cellulose-ether bij dezelfde mengverhouding blijkt dat de consistentie van de mortel geleidelijk toeneemt met de toename van het gehalte aan cellulose-ether. Bij een dosering van 0,3‰ is de consistentie van de mortel ongeveer 50% hoger dan zonder menging, waaruit blijkt dat cellulose-ether de verwerkbaarheid van de mortel aanzienlijk kan verbeteren. Naarmate de hoeveelheid cellulose-ether toeneemt, kan het waterverbruik geleidelijk afnemen. Er kan van worden uitgegaan dat cellulose-ether een zekere waterreducerende werking heeft.
2.2.2 Waterretentie
De waterretentie van mortel verwijst naar het vermogen van mortel om water vast te houden, en het is ook een prestatie-index om de stabiliteit van de interne componenten van verse cementmortel tijdens transport en parkeren te meten. De waterretentie kan worden gemeten aan de hand van twee indicatoren: de mate van gelaagdheid en de mate van waterretentie, maar door de toevoeging van watervasthoudend middel is de waterretentie van kant-en-klare mortel aanzienlijk verbeterd en is de mate van gelaagdheid niet gevoelig genoeg om het verschil weer te geven. Bij de waterretentietest wordt de waterretentiesnelheid berekend door de massaverandering van het filterpapier te meten voor en nadat het filterpapier in contact komt met het gespecificeerde mortelgebied binnen een bepaalde tijdsperiode. Door de goede wateropname van het filtreerpapier kan het filtreerpapier, zelfs als de waterretentie van de mortel hoog is, toch het vocht in de mortel opnemen. De waterretentiesnelheid kan de waterretentie van de mortel nauwkeurig weerspiegelen. Hoe hoger de waterretentiesnelheid, hoe beter de waterretentie.
Er zijn veel technische manieren om de waterretentie van mortel te verbeteren, maar het toevoegen van cellulose-ether is de meest effectieve manier. De structuur van cellulose-ether bevat hydroxyl- en etherbindingen. De zuurstofatomen op deze groepen associëren zich met watermoleculen om waterstofbruggen te vormen. Maak vrije watermoleculen in gebonden water, om een goede rol te spelen bij het vasthouden van water. Uit de relatie tussen de waterretentiesnelheid van de mortel en het gehalte aan cellulose-ether blijkt dat binnen het bereik van de testinhoud de waterretentiesnelheid van de mortel en het gehalte aan cellulose-ether een goede overeenkomstige relatie vertonen. Hoe hoger het gehalte aan cellulose-ether, hoe groter de waterretentiesnelheid. .
2.2.3 Dichtheid van het mortelmengsel
Uit de veranderingswet van de dichtheid van het mortelmengsel met het gehalte aan cellulose-ether blijkt dat de dichtheid van het mortelmengsel geleidelijk afneemt met de toename van het gehalte aan cellulose-ether, en de natte dichtheid van de mortel wanneer het gehalte aan cellulose-ether toeneemt. is 0,3‰o Verminderd met ongeveer 17% (vergeleken met geen mengsel). Er zijn twee redenen voor de afname van de morteldichtheid: de ene is het luchtmeeslepende effect van cellulose-ether. De cellulose-ether bevat alkylgroepen, die de oppervlakte-energie van de waterige oplossing kunnen verminderen en een luchtmeeslepend effect hebben op cementmortel, waardoor het luchtgehalte van de mortel toeneemt en de taaiheid van de bellenfilm ook hoger is dan dat. van zuivere waterbellen, en het is niet gemakkelijk te lozen; aan de andere kant zet de cellulose-ether uit na het absorberen van water en neemt een bepaald volume in beslag, wat overeenkomt met het vergroten van de interne poriën van de mortel, waardoor de mortel zich gaat mengen. De dichtheid daalt.
De luchtmeeslepende werking van cellulose-ether verbetert enerzijds de verwerkbaarheid van de mortel en anderzijds wordt door de toename van het luchtgehalte de structuur van het uitgeharde lichaam losgemaakt, waardoor het negatieve effect van afnemende werking ontstaat. de mechanische eigenschappen zoals sterkte.
2.2.4 Stollingstijd
Uit de relatie tussen de hardingstijd van mortel en de hoeveelheid ether blijkt duidelijk dat cellulose-ether een vertragende werking heeft op mortel. Hoe groter de dosering, hoe duidelijker het vertragende effect.
Het vertragende effect van cellulose-ether hangt nauw samen met de structurele kenmerken ervan. Cellulose-ether behoudt de basisstructuur van cellulose, dat wil zeggen dat de anhydroglucoseringstructuur nog steeds bestaat in de moleculaire structuur van cellulose-ether, en de anhydroglucosering is de oorzaak van de hoofdgroep van cementvertragers, die suiker-calciummoleculair kan vormen verbindingen (of complexen) met calciumionen in de waterige oplossing voor cementhydratatie, die de calciumionenconcentratie tijdens de inductieperiode van cementhydratatie vermindert en Ca (OH) voorkomt: en de vorming van calciumzoutkristallen, precipitatie en vertraging van het proces van cementhydratatie.
2.2.5 Sterkte
Uit de invloed van cellulose-ether op de buig- en druksterkte van mortel blijkt dat met de toename van het gehalte aan cellulose-ether de 7-daagse en 28-daagse buig- en druksterkte van de mortel allemaal een neerwaartse trend vertonen.
De reden voor de afname van de mortelsterkte kan worden toegeschreven aan de toename van het luchtgehalte, waardoor de porositeit van de uitgeharde mortel toeneemt en de interne structuur van het verharde lichaam loskomt. Uit de regressieanalyse van de natte dichtheid en druksterkte van mortel blijkt dat er een goede correlatie bestaat tussen beide: de natte dichtheid is laag, de sterkte is laag en omgekeerd is de sterkte hoog. Huang Liangen gebruikte de relatievergelijking tussen porositeit en mechanische sterkte afgeleid door Ryskewith om de relatie af te leiden tussen de druksterkte van mortel gemengd met cellulose-ether en het gehalte aan cellulose-ether.
3. Conclusie
(1) Cellulose-ether is een derivaat van cellulose dat hydroxyl,
Etherbindingen, anhydroglucoseringen en andere groepen, deze groepen beïnvloeden de fysische en mechanische eigenschappen van mortel.
(2) HPMC kan de waterretentie van mortel aanzienlijk verbeteren, de hardingstijd van mortel verlengen, de dichtheid van het mortelmengsel en de sterkte van het geharde lichaam verminderen.
(3) Bij het bereiden van kant-en-klare mortel moet redelijkerwijs cellulose-ether worden gebruikt. Los de tegenstrijdige relatie op tussen de verwerkbaarheid van mortel en mechanische eigenschappen.
Posttijd: 20 februari 2023