Éter de celulose na argamassa de escória e areia

Usando P·Cimento grau II 52,5 como material cimentício e areia de escória de aço como agregado fino, a areia de escória de aço com alta fluidez e alta resistência é preparada pela adição de aditivos químicos como redutor de água, pó de látex e antiespumante Argamassa especial e os efeitos de dois diferentes viscosidades (2000mPa·se 6000mPa·s) do éter hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) quanto à sua retenção de água, fluidez e resistência foram estudados. Os resultados mostram que: (1) Tanto o HPMC2000 quanto o HPMC6000 podem aumentar significativamente a taxa de retenção de água da argamassa recém-misturada e melhorar seu desempenho de retenção de água; (2) Quando o teor de éter de celulose é baixo, o efeito na fluidez da argamassa não é óbvio. Quando aumentado para 0,25% ou mais, tem certo efeito de deterioração na fluidez da argamassa, entre os quais o efeito de deterioração do HPMC6000 é mais evidente; (3) a adição de éter de celulose não tem efeito óbvio na resistência à compressão da argamassa em 28 dias, mas a adição de HPMC2000 Tempo inadequado, é obviamente desfavorável à resistência à flexão de diferentes idades e, ao mesmo tempo, reduz significativamente a resistência à compressão precoce (3 dias e 7 dias) da argamassa; (4) A adição de HPMC6000 tem certo efeito na resistência à flexão de diferentes idades, mas a redução foi significativamente menor que a do HPMC2000. Neste trabalho, considera-se que HPMC6000 deve ser selecionado na preparação de argamassa especial de areia de escória de aciaria com alta fluidez, alta taxa de retenção de água e alta resistência, e a dosagem não deve ser superior a 0,20%.

Palavras-chave:areia de escória de aço; éter de celulose; viscosidade; desempenho de trabalho; força

introdução

A escória de aço é um subproduto da produção de aço. Com o desenvolvimento da indústria siderúrgica, a descarga anual de escória siderúrgica aumentou cerca de 100 milhões de toneladas nos últimos anos, e o problema de armazenamento devido à falha na utilização oportuna dos recursos é muito sério. Portanto, a utilização de recursos e o descarte de escória siderúrgica por meio de métodos científicos e eficazes é um problema que não pode ser ignorado. A escória siderúrgica possui características de alta densidade, textura dura e alta resistência à compressão, podendo ser utilizada como substituto da areia natural em argamassas de cimento ou concreto. A escória de aço também apresenta certa reatividade. A escória de aço é moída em um pó de certa finura (pó de escória de aço). Após ser misturado ao concreto, pode exercer efeito pozolânico, o que ajuda a aumentar a resistência da lama e melhorar a transição da interface entre o agregado do concreto e a lama. área, aumentando assim a resistência do concreto. No entanto, deve-se atentar para que a escória siderúrgica descarregada sem quaisquer medidas, seu óxido de cálcio livre interno, óxido de magnésio livre e fase RO causará baixa estabilidade de volume da escória siderúrgica, o que limita em grande parte o uso de escória siderúrgica como grosseira e agregados finos. Aplicação em argamassa de cimento ou concreto. Wang Yuji et al. resumiu diferentes processos de tratamento de escória de aço e descobriu que a escória de aço tratada pelo método de enchimento a quente tem boa estabilidade e pode eliminar seu problema de expansão em concreto de cimento, e o processo de tratamento de enchimento a quente foi realmente implementado na planta de ferro e aço nº 3 de Xangai para o primeira vez. Além do problema de estabilidade, os agregados de escória de aciaria também apresentam características de poros rugosos, multiângulos e pequena quantidade de produtos de hidratação na superfície. Quando usados ​​como agregados para preparar argamassa e concreto, seu desempenho de trabalho é frequentemente afetado. Atualmente, sob a premissa de garantir a estabilidade do volume, a utilização da escória siderúrgica como agregado fino para preparar argamassas especiais é uma direção importante para o aproveitamento dos recursos da escória siderúrgica. O estudo descobriu que a adição de redutor de água, pó de látex, éter de celulose, agente incorporador de ar e antiespumante à argamassa de areia de escória de aço pode melhorar o desempenho da mistura e o desempenho endurecido da argamassa de areia de escória de aço, conforme necessário. O autor utilizou as medidas de adição de pó de látex e outros aditivos para preparar argamassa de reparo de alta resistência com areia de escória de aço. Na produção e aplicação de argamassas, o éter de celulose é o aditivo químico mais comum. Os éteres de celulose mais comumente usados ​​​​em argamassa são o éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) e o éter de hidroxietilmetilcelulose (HEMC). )Espere. O éter de celulose pode melhorar em grande medida o desempenho de trabalho da argamassa, como proporcionar à argamassa uma excelente retenção de água através do espessamento, mas a adição de éter de celulose também afetará a fluidez, o teor de ar, o tempo de pega e o endurecimento da argamassa. Várias propriedades.

A fim de melhor orientar o desenvolvimento e aplicação de argamassa de areia de escória de aciaria, com base em trabalhos de pesquisa anteriores sobre argamassa de areia de escória de aciaria, este artigo utiliza dois tipos de viscosidades (2000mPa·se 6000mPa·s) de éter hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) Realizar pesquisas experimentais sobre a influência da argamassa de alta resistência de areia de escória de aciaria no desempenho de trabalho (fluidez e retenção de água) e resistência à compressão e flexão.

1. Parte experimental

1.1 Matérias-primas

Cimento: Onoda P·Cimento grau II 52,5.

Areia de escória de aço: A escória de aço do conversor produzida pela Shanghai Baosteel é processada pelo processo de enchimento a quente, com densidade aparente de 1910kg/m³, pertencente à areia média, e módulo de finura de 2,3.

Redutor de água: redutor de água de policarboxilato (PC) produzido pela Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., em pó.

Pó de látex: Modelo 5010N fornecido pela Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Antiespumante: Produto código P803 fornecido pelo German Mingling Chemical Group, pó, densidade 340kg/m³, escala de cinza 34% (800°C), valor de pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, água).

Éter de celulose: éter de hidroxipropilmetilcelulose fornecido porKima Química Co., Ltd., aquele com viscosidade de 2000mPa·s é designado como HPMC2000, e aquele com viscosidade de 6000mPa·s é designado como HPMC6000.

Água de mistura: água da torneira.

1.2 Razão experimental

A relação cimento-areia da argamassa de escória de aço-areia preparada na fase inicial do teste foi de 1:3 (proporção de massa), a relação água-cimento foi de 0,50 (proporção de massa) e a dosagem de superplastificante policarboxilato foi de 0,25%. (porcentagem de massa de cimento, igual abaixo.), o teor de pó de látex é de 2,0% e o teor de antiespumante é de 0,08%. Para experimentos comparativos, as dosagens dos dois éteres de celulose HPMC2000 e HPMC6000 foram de 0,15%, 0,20%, 0,25% e 0,30%, respectivamente.

1.3 Método de teste

Método de teste de fluidez de argamassa: prepare a argamassa de acordo com GB/T 17671-1999 “Teste de resistência de argamassa de cimento (método ISO)”, use o molde de teste em GB/T2419-2005 “Método de teste de fluidez de argamassa de cimento” e mexa Despeje a boa argamassa no molde de teste rapidamente, limpe o excesso de argamassa com um raspador, levante o molde de teste verticalmente para cima e quando a argamassa não fluir mais, meça o diâmetro máximo da área de espalhamento da argamassa e o diâmetro na direção vertical, e pegue o valor médio, o resultado tem precisão de 5 mm.

O teste da taxa de retenção de água da argamassa é realizado de acordo com o método especificado em JGJ/T 70-2009 “Métodos de teste para propriedades básicas de argamassa de construção”.

O ensaio de resistência à compressão e resistência à flexão da argamassa é realizado de acordo com o método especificado em GB/T 17671-1999, e as idades de ensaio são de 3 dias, 7 dias e 28 dias respectivamente.

2. Resultados e discussão

2.1 Efeito do éter de celulose no desempenho de trabalho da argamassa de areia de escória de aciaria

A partir do efeito de diferentes conteúdos de éter de celulose na retenção de água da argamassa de areia de escória de aço, pode-se observar que a adição de HPMC2000 ou HPMC6000 pode melhorar significativamente a retenção de água da argamassa recém-misturada. Com o aumento do teor de éter de celulose, a taxa de retenção de água da argamassa aumentou muito e depois permaneceu estável. Entre eles, quando o teor de éter de celulose é de apenas 0,15%, a taxa de retenção de água da argamassa aumenta quase 10% em relação àquela sem adição, chegando a 96%; quando o teor é aumentado para 0,30%, a taxa de retenção de água da argamassa chega a 98,5%. Pode-se observar que a adição de éter de celulose pode melhorar significativamente a retenção de água da argamassa.

Pela influência de diferentes dosagens de éter de celulose na fluidez da argamassa de areia de escória de aço, pode-se observar que quando a dosagem de éter de celulose é de 0,15% e 0,20%, não tem efeito óbvio na fluidez da argamassa; quando a dosagem aumenta para 0,25% ou acima, tem um impacto maior na fluidez, mas a fluidez ainda pode ser mantida em 260 mm e acima; quando os dois éteres de celulose estão na mesma quantidade, em comparação com HPMC2000, o impacto negativo do HPMC6000 na fluidez da argamassa é mais óbvio.

O éter hidroxipropilmetilcelulose é um polímero não iônico com boa retenção de água e, dentro de uma certa faixa, quanto maior a viscosidade, melhor será a retenção de água e mais evidente será o efeito espessante. A razão é que o grupo hidroxila em sua cadeia molecular e o átomo de oxigênio na ligação éter podem formar ligações de hidrogênio com moléculas de água, transformando água livre em água ligada. Portanto, na mesma dosagem, o HPMC6000 pode aumentar a viscosidade da argamassa mais do que o HPMC2000, reduzir a fluidez da argamassa e aumentar a taxa de retenção de água de forma mais óbvia. O Documento 10 explica o fenômeno acima formando uma solução viscoelástica após a dissolução do éter de celulose em água e caracterizando as propriedades de fluxo por deformação. Pode-se inferir que a argamassa de escória de aciaria preparada neste trabalho possui grande fluidez, podendo chegar a 295mm sem mistura, e sua deformação é relativamente grande. Quando o éter de celulose é adicionado, a pasta sofrerá um fluxo viscoso e sua capacidade de restaurar a forma é pequena, levando a uma diminuição da mobilidade.

2.2 Efeito do éter de celulose na resistência da argamassa de escória de aciaria

A adição de éter de celulose não afeta apenas o desempenho de trabalho da argamassa de escória de aço, mas também afeta suas propriedades mecânicas.

A partir do efeito de diferentes dosagens de éter de celulose na resistência à compressão da argamassa de areia de escória de aciaria, pode-se observar que após a adição de HPMC2000 e HPMC6000, a resistência à compressão da argamassa em cada dosagem aumenta com a idade. Adicionar HPMC2000 não tem efeito óbvio na resistência à compressão da argamassa em 28 dias, e a flutuação de resistência não é grande; enquanto HPMC2000 tem um efeito maior na resistência inicial (3 dias e 7 dias), mostrando uma tendência de diminuição óbvia, embora a dosagem aumente para 0,25% e acima, a resistência à compressão inicial aumentou ligeiramente, mas ainda menor do que sem adicionando. Quando o conteúdo de HPMC6000 é inferior a 0,20%, o impacto na resistência à compressão de 7 e 28 dias não é óbvio e a resistência à compressão de 3 dias diminui lentamente. Quando o conteúdo de HPMC6000 aumentou para 0,25% ou mais, a resistência de 28 dias aumentou até certo ponto e depois diminuiu; a força de 7 dias diminuiu e depois permaneceu estável; a força de 3 dias diminuiu de maneira estável. Portanto, pode-se considerar que os éteres de celulose com duas viscosidades de HPMC2000 e HPMC6000 não têm nenhum efeito óbvio de deterioração na resistência à compressão da argamassa em 28 dias, mas a adição de HPMC2000 tem um efeito negativo mais óbvio na resistência inicial da argamassa.

HPMC2000 apresenta diferentes graus de deterioração na resistência à flexão da argamassa, seja na fase inicial (3 dias e 7 dias) ou na fase tardia (28 dias). A adição do HPMC6000 também tem um certo grau de impacto negativo na resistência à flexão da argamassa, mas o grau de impacto é menor que o do HPMC2000.

Além da função de retenção e espessamento de água, o éter de celulose também retarda o processo de hidratação do cimento. É principalmente devido à adsorção de moléculas de éter de celulose em produtos de hidratação de cimento, como gel hidratado de silicato de cálcio e Ca(OH)2, para formar uma camada de cobertura; além disso, a viscosidade da solução porosa aumenta e o éter de celulose dificulta. A migração de Ca2+ e SO42- na solução porosa atrasa o processo de hidratação. Portanto, a resistência inicial (3 dias e 7 dias) da argamassa misturada com HPMC foi reduzida.

A adição de éter de celulose à argamassa formará um grande número de bolhas grandes com um diâmetro de 0,5-3 mm devido ao efeito de incorporação de ar do éter de celulose, e a estrutura da membrana do éter de celulose é adsorvida na superfície dessas bolhas, que para um até certo ponto desempenha um papel na estabilização das bolhas. papel, enfraquecendo assim o efeito do antiespumante na argamassa. Embora as bolhas de ar formadas sejam como rolamentos de esferas na argamassa recém-misturada, o que melhora a trabalhabilidade, uma vez solidificada e endurecida a argamassa, a maior parte das bolhas de ar permanece na argamassa para formar poros independentes, o que reduz a densidade aparente da argamassa. . A resistência à compressão e a resistência à flexão diminuem proporcionalmente.

Percebe-se que no preparo de argamassa especial de areia de escória de aciaria com alta fluidez, alta taxa de retenção de água e alta resistência, recomenda-se a utilização de HPMC6000, e a dosagem não deve ser superior a 0,20%.

para concluir

Os efeitos de duas viscosidades de éteres de celulose (HPMC200 e HPMC6000) na retenção de água, fluidez, resistência à compressão e flexão da argamassa de areia de escória de aciaria foram estudados através de experimentos, e o mecanismo de ação do éter de celulose na argamassa de areia de escória de aciaria foi analisado. As seguintes conclusões:

(1) Independentemente da adição de HPMC2000 ou HPMC6000, a taxa de retenção de água da argamassa de areia de escória de aço recém-misturada pode ser significativamente melhorada e seu desempenho de retenção de água pode ser melhorado.

(2) Quando a dosagem é inferior a 0,20%, o efeito da adição de HPMC2000 e HPMC6000 na fluidez da argamassa de areia de escória de aço não é óbvio. Quando o conteúdo aumenta para 0,25% ou mais, HPMC2000 e HPMC6000 têm um certo impacto negativo na fluidez da argamassa de areia de escória de aço, e o impacto negativo de HPMC6000 é mais óbvio.

(3) A adição de HPMC2000 e HPMC6000 não tem efeito óbvio na resistência à compressão de 28 dias da argamassa de areia de escória de aço, mas HPMC2000 tem um efeito negativo maior na resistência à compressão inicial da argamassa, e a resistência à flexão também é obviamente desfavorável. A adição de HPMC6000 tem um certo efeito negativo na resistência à flexão da argamassa de escória de aço e areia em todas as idades, mas o grau de efeito é significativamente menor do que o do HPMC2000.