Celluloseeter på selvnivellerende mørtel

Effektene avhydroksypropylmetylcelluloseeterpå fluiditeten, vannretensjonen og bindestyrken til selvnivellerende mørtel ble studert. Resultatene viser at HPMC effektivt kan forbedre vannretensjonen til selvnivellerende mørtel og redusere konsistensen til mørtel. Innføringen av HPMC kan forbedre bindingsstyrken til mørtel, men trykkstyrken, bøyestyrken og fluiditeten reduseres. SEM-kontrasttest ble utført på prøvene, og effekten av HPMC på retarderende effekt, vannretensjonseffekt og styrke til mørtel ble videre forklart fra hydratiseringsforløpet til sement ved 3 og 28 dager.

Stikkord:selvnivellerende mørtel; Celluloseeter; Fluiditet; Vannretensjon

0. Introduksjon

Selvnivellerende mørtel kan stole på sin egen vekt for å danne et flatt, glatt og sterkt fundament på underlaget, for å legge eller binde andre materialer, og kan utføre et stort område med høyeffektiv konstruksjon, derfor er høy likviditet en svært viktig trekk ved selvnivellerende mørtel; Spesielt som et stort volum, forsterket tett eller gap mindre enn 10 mm tilbakefylling eller forsterkende bruk av fugemateriale. I tillegg til god flyt, må selvnivellerende mørtel ha en viss vannretensjon og bindestyrke, ingen blødende segregeringsfenomen, og ha egenskapene til adiabatisk og lav temperaturstigning.

Vanligvis krever selvnivellerende mørtel god flyt, men den faktiske flyten til sementslurry er vanligvis bare 10 ~ 12 cm. Selvnivellerende mørtel kan være selvkomprimerende, og den første herdetiden er lang og den endelige herdetiden er kort. Celluloseeter er et av hovedtilsetningsstoffene til ferdigblandet mørtel, selv om tilsetningsmengden er veldig lav, men kan forbedre ytelsen til mørtel betydelig, den kan forbedre mørtelens konsistens, arbeidsytelse, bindingsytelse og vannretensjonsytelse, har en svært viktig rolle innen ferdigblandet mørtel.

1. Råvarer og forskningsmetoder

1.1 Råvarer

(1) Vanlig P·O 42,5 sement.

(2) Sandmateriale: Xiamen vasket sjøsand, partikkelstørrelsen er 0,3 ~ 0,6 mm, vanninnholdet er 1% ~ 2%, kunstig tørking.

(3) Celluloseeter: hydroksypropylmetylcelluloseeter er produktet av hydroksyl erstattet med henholdsvis metoksy og hydroksypropyl med en viskositet på 300 mpa·s. For tiden er mesteparten av celluloseeteren hydroksypropylmetylcelluloseeter og hydroksyetylmetylcelluloseeter.

(4) superplasticizer: polykarboksylsyre superplasticizer.

(5) Redispergerbart latekspulver: HW5115-serien produsert av Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. er et redispergerbart latekspulver kopolymerisert av VAC/VeoVa.

1.2 Testmetoder

Testen ble utført i henhold til industristandarden JC/T 985-2005 "Cement-based Self-leveling Mortar for Ground Use". Herdetiden ble bestemt ved å referere til standard konsistens og herdetid for JC/T 727 sementpasta. Selvnivellerende mørtelprøveforming, bøye- og trykkfasthetstest refererer til GB/T 17671. Testmetode for bindestyrke: 80mmx80mmx20mm mørteltestblokken er klargjort på forhånd, og dens alder er over 28d. Overflaten blir ru, og det mettede vannet på overflaten tørkes av etter 10min fukting. Mørtelprøvestykket helles på den polerte overflaten med størrelsen 40mmx40mmx10mm. Bindingsstyrken testes ved designalder.

Skanneelektronmikroskopi (SEM) ble brukt til å analysere morfologien til sementifiserte materialer i slurry. I studien er blandingsmetoden for alle pulvermaterialer: først blandes pulvermaterialene til hver komponent jevnt, og tilsettes deretter til det foreslåtte vannet for jevn blanding. Effekten av celluloseeter på selvnivellerende mørtel ble analysert ved styrke, vannretensjon, fluiditet og SEM mikroskopiske tester.

2. Resultater og analyse

2.1 Mobilitet

Celluloseeter har en viktig effekt på vannretensjon, konsistens og konstruksjonsytelse til selvutjevnende mørtel. Spesielt som en selvnivellerende mørtel, er fluiditet en av hovedindeksene for å evaluere ytelsen til selvnivellerende mørtel. Ut fra forutsetningen om å sikre normal sammensetning av mørtel, kan flyteevnen til mørtel justeres ved å endre innholdet av celluloseeter.

Med økning av innholdet av celluloseeter. Mørtelens flyt avtar gradvis. Når doseringen er 0,06 %, avtar mørtelens fluiditet med mer enn 8 %, og når doseringen er 0,08 %, reduseres fluiditeten med mer enn 13,5 %. Samtidig, med forlengelsen av alderen, indikerer den høye dosen at mengden celluloseeter må kontrolleres innenfor et visst område, for høy dosering vil gi negative effekter på mørtelens fluiditet. Vannet og sementen i mørtelen utgjør den rene slurryen for å fylle sandgapet, og vikler seg rundt sanden for å spille en smørende rolle, slik at mørtelen har en viss flyt. Ved innføring av celluloseeter reduseres innholdet av fritt vann i systemet relativt, og belegglaget på ytterveggen av sand reduseres, og dermed reduseres strømmen av mørtel. På grunn av kravet om selvnivellerende mørtel med høy flytbarhet, bør mengden celluloseeter kontrolleres i et rimelig område.

2.2 Vannretensjon

Vannretensjon av mørtel er en viktig indeks for å måle stabiliteten til komponenter i nyblandet sementmørtel. Tilsetning av passende mengde celluloseeter kan forbedre vannretensjonen til mørtel. For å gjøre hydratiseringsreaksjonen til sementeringsmaterialet fullt ut, kan en rimelig mengde celluloseeter holde vannet i mørtelen i lang tid for å sikre at hydratiseringsreaksjonen til sementeringsmaterialet kan gjennomføres fullt ut.

Celluloseeter kan brukes som et vannholdende middel fordi oksygenatomene på hydroksyl- og eterbindingene er assosiert med vannmolekyler for å danne hydrogenbindinger, noe som gjør at fritt vann blir kombinert vann. Det kan sees av forholdet mellom innholdet av celluloseeter og vannretensjonshastigheten til mørtel at vannretensjonshastigheten til mørtel øker med økningen av innholdet av celluloseeter. Den vannholdende effekten av celluloseeter kan forhindre at substratet absorberer for mye og for raskt vann, og forhindrer vannfordampning, og sikrer dermed at slurrymiljøet gir tilstrekkelig vann til sementhydrering. Det finnes også studier som viser at i tillegg til mengden celluloseeter, har også dens viskositet (molekylvekt) større innvirkning på vannretensjon i mørtel, jo større viskositet, jo bedre vannretensjon. Celluloseeter med en viskositet på 400 MPa·S brukes vanligvis til selvnivellerende mørtel, som kan forbedre utjevningsytelsen til mørtel og forbedre kompaktheten til mørtel. Når viskositeten overstiger 40 000 MPa·S, er vannretensjonsytelsen ikke lenger vesentlig forbedret, og den er ikke egnet for selvnivellerende mørtel.

I denne studien ble det tatt prøver av mørtel med celluloseeter og mørtel uten celluloseeter. En del av prøvene var 3d aldersprøver, og den andre delen av 3d aldersprøvene ble standardherdet for 28d, og deretter ble dannelsen av sementhydratiseringsprodukter i prøvene testet av SEM.

Hydratiseringsproduktene av sement i blindprøven av mørtelprøve ved 3d alder er flere enn de i prøven med celluloseeter, og ved 28d alder er hydratiseringsproduktene i prøven med celluloseeter langt flere enn de i blindprøven. Den tidlige hydreringen av vann er forsinket fordi det er et komplekst filmlag dannet av celluloseeter på overflaten av sementpartikler i det tidlige stadiet. Men med utvidelsen av alderen, fortsetter hydreringsprosessen sakte. På dette tidspunktet gjør vannretensjonen av celluloseeter på slurryen at det er nok vann i slurryen til å møte behovet for hydratiseringsreaksjon, noe som bidrar til full fremdrift av hydratiseringsreaksjonen. Derfor er det flere hydreringsprodukter i slurryen på et senere tidspunkt. Relativt sett er det mer fritt vann i blindprøven, som kan tilfredsstille vannet som kreves av den tidlige sementreaksjonen. Med fremdriften av hydratiseringsprosessen blir imidlertid en del av vannet i prøven konsumert av den tidlige hydratiseringsreaksjonen, og den andre delen går tapt ved fordampning, noe som resulterer i utilstrekkelig vann i den senere slurryen. Derfor er 3d-hydreringsproduktene i blankprøven relativt flere. Mengden hydratiseringsprodukter er mye mindre enn mengden hydratiseringsprodukter i prøven som inneholder celluloseeter. Derfor, fra perspektivet til hydratiseringsprodukter, er det igjen forklart at tilsetning av en passende mengde celluloseeter til mørtel faktisk kan forbedre vannretensjonen av slurry.

2.3 Stille inn tid

Celluloseeter har en viss retarderende effekt på mørtel, med økning av celluloseeterinnholdet. Herdetiden til mørtelen forlenges da. Den retarderende effekten av celluloseeter er direkte relatert til dens strukturelle egenskaper. Celluloseeter har dehydrert glukoseringstruktur, som kan danne sukkerkalsiummolekylkompleksport med kalsiumioner i sementhydreringsløsning, redusere konsentrasjonen av kalsiumioner i sementhydreringsinduksjonsperioden, forhindre dannelse og utfelling av Ca(OH)2 og kalsiumsalt krystaller, for å forsinke hydratiseringsprosessen av sement. Den retarderende effekten av celluloseeter på sementslurry avhenger hovedsakelig av substitusjonsgraden av alkyl og har liten sammenheng med dens molekylvekt. Jo mindre substitusjonsgrad av alkyl, jo større innhold av hydroksyl, desto tydeligere er den retarderende effekten. L. Semitz et al. mente at celluloseetermolekyler hovedsakelig ble adsorbert på hydratiseringsprodukter som C — S — H og Ca(OH)2, og sjelden adsorbert på originale klinkermineraler. Kombinert med SEM-analysen av sementhydratiseringsprosessen, er det funnet at celluloseeter har en viss retarderende effekt, og jo høyere innholdet av celluloseeter, desto mer åpenbar er den retarderende effekten av komplekse filmlag på tidlig hydratisering av sement, derfor mer tydelig den retarderende effekten.

2.4 Bøyestyrke og trykkstyrke

Generelt er styrke en av de viktige evalueringsindeksene for sementbaserte sementholdige materialers herdeeffekt av blandinger. I tillegg til høy flytytelse bør selvnivellerende mørtel også ha en viss trykkstyrke og bøyestyrke. I denne studien ble 7 og 28 dagers trykkstyrke og bøyestyrke for blank mørtel blandet med celluloseeter testet.

Med økningen av celluloseeterinnholdet reduseres mørtelens trykkstyrke og bøyestyrke i forskjellig amplitude, innholdet er lite, påvirkningen på styrken er ikke åpenbar, men med innholdet på mer enn 0,02% er veksten i styrketapet tydeligere , derfor i bruk av cellulose eter for å forbedre mørtel vannretensjon, men også ta hensyn til endring av styrke.

Årsaker til nedgang i mørtelens trykk- og bøyestyrke. Det kan analyseres fra følgende aspekter. For det første ble tidlig styrke og hurtigherdende sement ikke brukt i studien. Når den tørre mørtelen ble blandet med vann, ble noen celluloseetergummipulverpartikler først adsorbert på overflaten av sementpartiklene for å danne en lateksfilm, noe som forsinket hydratiseringen av sementen og reduserte den tidlige styrken til mørtelmatrisen. For det andre, for å simulere arbeidsmiljøet for å tilberede selvnivellerende mørtel på stedet, gjennomgikk ikke alle prøvene i studien vibrasjoner under forberedelses- og støpingsprosessen, og stolte på selvvektnivellering. På grunn av den sterke vannretensjonsytelsen til celluloseeter i mørtel, ble et stort antall porer igjen i matrisen etter mørtelherding. Økningen av porøsitet i mørtel er også en viktig årsak til reduksjonen av trykk- og bøyestyrke til mørtel. I tillegg, etter tilsetning av celluloseeter i mørtel, øker innholdet av fleksibel polymer i porene i mørtel. Når matrisen presses, er den fleksible polymeren vanskelig å spille en stiv støttende rolle, noe som også påvirker styrkeytelsen til matrisen til en viss grad.

2.5 Bindestyrke

Celluloseeter har stor effekt på bindingsegenskapene til mørtel og er mye brukt i forskning og fremstilling av selvnivellerende mørtel.

Når innholdet av celluloseeter er mellom 0,02 % og 0,10 %, er bindingsstyrken til mørtel åpenbart forbedret, og bindingsstyrken ved 28 dager er mye høyere enn ved 7 dager. Celluloseeter danner en lukket polymerfilm mellom sementhydratiseringspartikler og væskefasesystemet, som fremmer mer vann i polymerfilmen utenfor sementpartiklene, noe som bidrar til fullstendig hydratisering av sement, for å forbedre limstyrken til pastaen etter herding. Samtidig øker den passende mengden celluloseeter plastisiteten og fleksibiliteten til mørtel, reduserer stivheten i overgangssonen mellom mørtel og substratgrensesnitt, reduserer sklispenningen mellom grenseflaten og forbedrer bindingseffekten mellom mørtel og substrat i en viss grad. På grunn av tilstedeværelsen av celluloseeter i sementslurry, dannes en spesiell grenseflateovergangssone og grenseflatelag mellom mørtelpartikler og hydratiseringsprodukter. Dette grenseflatelaget gjør grenseflateovergangssonen mer fleksibel og mindre stiv, slik at mørtel har sterk bindestyrke.

3. Konklusjon og diskusjon

Celluloseeter kan forbedre vannretensjonen til selvnivellerende mørtel. Med økningen av mengden celluloseeter, økes vannretensjonen av mørtel gradvis, og mørtelens fluiditet og herdetiden reduseres til en viss grad. For høy vannretensjon vil øke porøsiteten til herdet slurry, noe som kan gjøre at trykk- og bøyestyrken til herdet mørtel har åpenbare tap. I studien ble styrken betydelig redusert når doseringen var mellom 0,02 % og 0,04 %, og jo mer mengde celluloseeter, desto tydeligere ble den retarderende effekten. Derfor, når du bruker celluloseeter, er det også nødvendig å vurdere de mekaniske egenskapene til selvnivellerende mørtel, rimelig valg av dosering og den synergistiske effekten mellom den og andre kjemiske materialer.

Bruken av celluloseeter kan redusere trykkstyrken og bøyestyrken til sementslam, og forbedre bindingsstyrken til mørtel. Analyse av årsakene til endringen i styrke, hovedsakelig forårsaket av endring av mikroprodukter og struktur, på den ene siden, partikler av celluloseeter gummipulver først adsorbert på overflaten av sementpartikler, dannelsen av lateksfilm, forsinker hydreringen av sement, som vil føre til tap av tidlig styrke av slurry; På den annen side, på grunn av den filmdannende effekten og vannretensjonseffekten, bidrar den til fullstendig hydrering av sement og forbedring av bindingsstyrken. Forfatteren mener at disse to typene styrkeendringer hovedsakelig eksisterer i grensen for innstillingsperiode, og fremskritt og forsinkelse av denne grensen kan være det kritiske punktet som forårsaker størrelsen på de to typene styrke. En mer dyptgående og systematisk studie av dette kritiske punktet vil bidra til bedre regulering og analyse av hydratiseringsprosessen til det sementifiserte materialet i slurryen. Det er nyttig å justere mengden celluloseeter og herdetiden i henhold til etterspørselen av mørtelens mekaniske egenskaper, for å forbedre ytelsen til mørtelen.