Abstrakcyjny:Głównym dodatkiem do gotowej zaprawy jest eter celulozy. Wprowadzono rodzaje i cechy strukturalne eteru celulozy oraz wybrano eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC) jako dodatek umożliwiający systematyczne badanie wpływu na różne właściwości zaprawy. . Badania wykazały, że: HPMC może znacząco poprawić retencję wody w zaprawie oraz ma wpływ na redukcję wody. Jednocześnie może również zmniejszyć gęstość mieszanki zaprawowej, wydłużyć czas wiązania zaprawy oraz zmniejszyć wytrzymałość zaprawy na zginanie i ściskanie.
Słowa kluczowe:gotowa zaprawa; eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC); wydajność
0.Przedmowa
Zaprawa murarska to jeden z najpowszechniej stosowanych materiałów w budownictwie. Wraz z rozwojem inżynierii materiałowej i wzrostem wymagań ludzi dotyczących jakości budynków, zaprawy stopniowo rozwijały się w kierunku komercjalizacji, podobnie jak promocja i rozwój betonu towarowego. W porównaniu z zaprawą przygotowywaną tradycyjną technologią, zaprawa produkowana na skalę przemysłową ma wiele oczywistych zalet: (a) wysoką jakość produktu; b) wysoka wydajność produkcji; (c) mniejsze zanieczyszczenie środowiska i wygodne dla cywilizowanego budownictwa. Obecnie Kanton, Szanghaj, Pekin i inne miasta w Chinach promują gotową zaprawę, a odpowiednie standardy branżowe i krajowe zostały wydane lub wkrótce zostaną wydane.
Z punktu widzenia składu dużą różnicą pomiędzy zaprawą gotową a zaprawą tradycyjną jest dodatek domieszek chemicznych, wśród których najczęściej stosowaną domieszką chemiczną jest eter celulozy. Jako środek zatrzymujący wodę zwykle stosuje się eter celulozy. Celem jest poprawa użytkowości gotowej zaprawy. Ilość eteru celulozy jest niewielka, jednak ma znaczący wpływ na właściwości użytkowe zaprawy. Jest głównym dodatkiem wpływającym na właściwości konstrukcyjne zaprawy. Dlatego dalsze zrozumienie wpływu rodzaju i właściwości strukturalnych eteru celulozy na właściwości użytkowe zaprawy cementowej pomoże w prawidłowym wyborze i zastosowaniu eteru celulozy oraz zapewni stabilne działanie zaprawy.
1. Rodzaje i cechy strukturalne eterów celulozy
Eter celulozy to rozpuszczalny w wodzie materiał polimerowy, który jest przetwarzany z naturalnej celulozy poprzez rozpuszczanie zasad, reakcję szczepienia (eteryfikację), mycie, suszenie, mielenie i inne procesy. Etery celulozy dzielą się na jonowe i niejonowe, a celuloza jonowa ma sól karboksymetylocelulozy. Celuloza niejonowa obejmuje eter hydroksyetylocelulozy, eter hydroksypropylometylocelulozy, eter metylocelulozy i tym podobne. Ponieważ jonowy eter celulozy (sól karboksymetylocelulozy) jest nietrwały w obecności jonów wapnia, rzadko stosuje się go w produktach w postaci suchego proszku z cementem, wapnem gaszonym i innymi materiałami cementującymi. Etery celulozy stosowane w zaprawach proszkowych to głównie eter hydroksyetylometylocelulozy (HEMC) i eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC), które stanowią ponad 90% udziału w rynku.
HPMC powstaje w wyniku reakcji eteryfikacji, polegającej na aktywacji zasadą celulozy, środkiem eteryfikującym, chlorkiem metylu i tlenkiem propylenu. W reakcji eteryfikacji grupa hydroksylowa w cząsteczce celulozy zostaje podstawiona przez metoksy) i hydroksypropyl, tworząc HPMC. Liczbę grup podstawionych przez grupę hydroksylową w cząsteczce celulozy można wyrazić stopniem eteryfikacji (zwanym także stopniem podstawienia). Eter HPMC Stopień konwersji chemicznej wynosi od 12 do 15. Dlatego w strukturze HPMC istnieją ważne grupy, takie jak hydroksyl (-OH), wiązanie eterowe (-o-) i pierścień anhydroglukozowy, a grupy te mają pewien wpływ na działanie zaprawy.
2. Wpływ eteru celulozy na właściwości zaprawy cementowej
2.1 Surowce do testu
Eter celulozy: produkowany przez Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd., lepkość: 75000;
Cement: cement kompozytowy klasy Conch 32,5; piasek: średni piasek; popiół lotny: klasa II.
2.2 Wyniki testów
2.2.1 Zmniejszające ilość wody działanie eteru celulozy
Z zależności pomiędzy konsystencją zaprawy a zawartością eteru celulozy przy tych samych proporcjach mieszania widać, że konsystencja zaprawy wzrasta stopniowo wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozy. Przy dozowaniu 0,3‰ konsystencja zaprawy jest o około 50% większa niż bez mieszania, co pokazuje, że eter celulozy może znacząco poprawić urabialność zaprawy. Wraz ze wzrostem ilości eteru celulozy zużycie wody może stopniowo spadać. Można uznać, że eter celulozy ma pewne działanie redukujące wodę.
2.2.2 Retencja wody
Retencja wody w zaprawie odnosi się do zdolności zaprawy do zatrzymywania wody i jest także wskaźnikiem wydajności mierzącym stabilność wewnętrznych składników świeżej zaprawy cementowej podczas transportu i parkowania. Retencję wody można mierzyć dwoma wskaźnikami: stopniem rozwarstwienia i szybkością retencji wody, ale dzięki dodaniu środka zatrzymującego wodę retencja wody w gotowej zaprawie uległa znacznej poprawie, a stopień rozwarstwienia nie jest wystarczająco czuły aby odzwierciedlić różnicę. Test zatrzymywania wody polega na obliczeniu szybkości zatrzymywania wody poprzez pomiar zmiany masy bibuły filtracyjnej przed i po zetknięciu się bibuły filtracyjnej z określoną powierzchnią zaprawy w określonym czasie. Ze względu na dobrą absorpcję wody przez bibułę filtracyjną, nawet jeśli retencja wody w zaprawie jest wysoka, bibuła filtracyjna może nadal wchłaniać wilgoć z zaprawy, tzw. Stopień retencji wody może dokładnie odzwierciedlać retencję wody w zaprawie, im wyższy współczynnik retencji wody, tym lepsza retencja wody.
Istnieje wiele technicznych sposobów poprawy retencji wody w zaprawie, ale najskuteczniejszym sposobem jest dodanie eteru celulozy. Struktura eteru celulozy zawiera wiązania hydroksylowe i eterowe. Atomy tlenu w tych grupach łączą się z cząsteczkami wody, tworząc wiązania wodorowe. Zamień wolne cząsteczki wody w związaną wodę, aby odgrywać dobrą rolę w zatrzymywaniu wody. Z zależności pomiędzy stopniem zatrzymywania wody w zaprawie a zawartością eteru celulozy można zauważyć, że w zakresie badanej zawartości stopień zatrzymywania wody w zaprawie i zawartość eteru celulozy wykazują dobrą odpowiednią zależność. Im wyższa zawartość eteru celulozy, tym większy stopień retencji wody. .
2.2.3 Gęstość mieszanki zaprawowej
Z prawa zmiany gęstości mieszaniny zaprawy z zawartością eteru celulozy wynika, że gęstość mieszaniny zaprawy stopniowo maleje wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozy, a gęstość mokrej zaprawy, gdy zawartość wynosi 0,3‰o. Zmniejsza się o około 17% (w porównaniu z brakiem mieszanki). Istnieją dwie przyczyny spadku gęstości zaprawy: jedną z nich jest działanie napowietrzające eteru celulozy. Eter celulozy zawiera grupy alkilowe, które mogą zmniejszać energię powierzchniową roztworu wodnego i mieć wpływ na napowietrzanie zaprawy cementowej, powodując wzrost zawartości powietrza w zaprawie, a wytrzymałość folii bąbelkowej jest również wyższa. pęcherzyków czystej wody i nie jest łatwo je rozładować; natomiast eter celulozy po wchłonięciu wody rozszerza się i zajmuje określoną objętość, co jest równoznaczne ze zwiększeniem porów wewnętrznych zaprawy, a więc powoduje wymieszanie zaprawy. Spadek gęstości.
Napowietrzające działanie eteru celulozy z jednej strony poprawia urabialność zaprawy, a z drugiej strony, na skutek wzrostu zawartości powietrza, następuje rozluźnienie struktury stwardniałej masy, co skutkuje negatywnym efektem zmniejszania się właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość.
2.2.4 Czas koagulacji
Z zależności czasu wiązania zaprawy od ilości eteru wyraźnie widać, że eter celulozy działa opóźniająco na zaprawę. Im większa dawka, tym wyraźniejszy jest efekt opóźniający.
Działanie opóźniające eteru celulozy jest ściśle związane z jego właściwościami strukturalnymi. Eter celulozy zachowuje podstawową strukturę celulozy, to znaczy, że struktura pierścienia anhydroglukozy nadal istnieje w strukturze molekularnej eteru celulozy, a pierścień anhydroglukozy jest przyczyną głównej grupy opóźniaczy cementu, które mogą tworzyć cząsteczki cukru i wapnia związki (lub kompleksy) z jonami wapnia w wodnym roztworze hydratacji cementu, które zmniejszają stężenie jonów wapnia w okresie indukcji hydratacji cementu i zapobiegają tworzeniu się kryształów Ca(OH): i soli wapnia, wytrącaniu się i opóźnianiu procesu hydratacji cementu.
2.2.5 Siła
Z wpływu eteru celulozy na wytrzymałość na zginanie i ściskanie zaprawy można zauważyć, że wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozy 7-dniowe i 28-dniowe wytrzymałości na zginanie i ściskanie zaprawy wykazują tendencję spadkową.
Przyczyną spadku wytrzymałości zaprawy jest wzrost zawartości powietrza, co zwiększa porowatość stwardniałej zaprawy i powoduje luźność wewnętrznej struktury stwardniałej masy. Poprzez analizę regresji gęstości zaprawy w stanie mokrym i wytrzymałości na ściskanie zaprawy można zauważyć, że istnieje dobra korelacja między nimi, gęstość w stanie mokrym jest niska, wytrzymałość jest niska i odwrotnie, wytrzymałość jest wysoka. Huang Liangen wykorzystał równanie zależności pomiędzy porowatością a wytrzymałością mechaniczną wyprowadzone przez Ryskewitha, aby wywnioskować zależność pomiędzy wytrzymałością na ściskanie zaprawy zmieszanej z eterem celulozy a zawartością eteru celulozy.
3. Wniosek
(1) Eter celulozy jest pochodną celulozy zawierającą grupy hydroksylowe,
Wiązania eterowe, pierścienie anhydroglukozowe i inne grupy, grupy te wpływają na właściwości fizyko-mechaniczne zaprawy.
(2) HPMC może znacząco poprawić retencję wody w zaprawie, wydłużyć czas wiązania zaprawy, zmniejszyć gęstość mieszanki zaprawowej i wytrzymałość stwardniałej masy.
(3) Przygotowując gotową zaprawę, należy rozsądnie używać eteru celulozy. Rozwiązać sprzeczną zależność między urabialnością zaprawy a właściwościami mechanicznymi.
Czas publikacji: 20 lutego 2023 r