Foi estudada a influência de fatores como a alteração da viscosidade da hidroxietilmetilcelulose (HEMC), modificada ou não, e a alteração do teor na tensão de escoamento e na viscosidade plástica da argamassa de cimento fresca. Para HEMC não modificado, quanto maior a viscosidade, menor a tensão de escoamento e a viscosidade plástica da argamassa; a influência da mudança de viscosidade do HEMC modificado nas propriedades reológicas da argamassa é enfraquecida; independentemente de ser modificado ou não, quanto maior a viscosidade do HEMC, menor será o efeito de retardo da tensão de escoamento e do desenvolvimento da viscosidade plástica da argamassa. Quando o teor de HEMC é superior a 0,3%, a tensão de escoamento e a viscosidade plástica da argamassa aumentam com o aumento do teor; quando o teor de HEMC é grande, a tensão de escoamento da argamassa diminui com o tempo e a faixa de viscosidade plástica aumenta com o tempo.
Palavras-chave: hidroxietilmetilcelulose, argamassa fresca, propriedades reológicas, tensão de escoamento, viscosidade plástica
I. Introdução
Com o desenvolvimento da tecnologia de construção em argamassa, cada vez mais atenção tem sido dada à construção mecanizada. O transporte vertical de longa distância impõe novos requisitos para a argamassa bombeada: uma boa fluidez deve ser mantida durante todo o processo de bombeamento. Para isso é necessário estudar os fatores que influenciam e as condições restritivas da fluidez da argamassa, e o método comum é observar os parâmetros reológicos da argamassa.
As propriedades reológicas da argamassa dependem principalmente da natureza e da quantidade de matérias-primas. O éter de celulose é um aditivo amplamente utilizado em argamassas industriais, que tem grande influência nas propriedades reológicas da argamassa, por isso estudiosos nacionais e estrangeiros têm realizado algumas pesquisas sobre o assunto. Em resumo, podem-se tirar as seguintes conclusões: um aumento na quantidade de éter de celulose levará a um aumento no torque inicial da argamassa, mas após um período de agitação, a resistência ao fluxo da argamassa diminuirá (1) ; quando a fluidez inicial é basicamente a mesma, a fluidez da argamassa será perdida primeiro. aumentou após diminuir (2); o limite de escoamento e a viscosidade plástica da argamassa apresentaram tendência de diminuir primeiro e depois de aumentar, e o éter de celulose promoveu a destruição da estrutura da argamassa e prolongou o tempo desde a destruição até a reconstrução (3); O éter e o pó espessado apresentam maior viscosidade e estabilidade, etc. (4). No entanto, os estudos acima ainda apresentam deficiências:
Os padrões e procedimentos de medição de diferentes estudiosos não são uniformes e os resultados dos testes não podem ser comparados com precisão; a faixa de teste do instrumento é limitada e os parâmetros reológicos da argamassa medida apresentam uma pequena faixa de variação, que não é amplamente representativa; faltam testes comparativos de éteres de celulose com diferentes viscosidades; Existem muitos fatores que influenciam e a repetibilidade não é boa. Nos últimos anos, o aparecimento do reômetro de argamassa Viskomat XL proporcionou grande comodidade para a determinação precisa das propriedades reológicas da argamassa. Tem as vantagens de alto nível de controle automático, grande capacidade, ampla faixa de teste e resultados de teste mais alinhados com as condições reais. Neste artigo, com base na utilização deste tipo de instrumento, são sintetizados os resultados de pesquisas de estudiosos existentes e o programa de testes é formulado para estudar o efeito de diferentes tipos e viscosidades de hidroxietilmetilcelulose (HEMC) na reologia da argamassa em uma faixa de dosagem maior. impacto no desempenho.
2. Modelo reológico de argamassa de cimento fresco
Desde que a reologia foi introduzida na ciência do cimento e do concreto, um grande número de estudos mostrou que o concreto fresco e a argamassa podem ser considerados fluidos de Bingham, e Banfill elaborou ainda mais a viabilidade de usar o modelo de Bingham para descrever as propriedades reológicas da argamassa (5). Na equação reológica τ=τ0+μγ do modelo de Bingham, τ é a tensão de cisalhamento, τ0 é a tensão de escoamento, μ é a viscosidade plástica e γ é a taxa de cisalhamento. Dentre eles, τ0 e μ são os dois parâmetros mais importantes: τ0 é a tensão de cisalhamento mínima que pode fazer a argamassa de cimento fluir, e somente quando τ>τ0 atua sobre a argamassa a argamassa pode fluir; μ reflete a resistência viscosa quando a argamassa flui. Quanto maior o μ, mais lentamente a argamassa flui [3]. No caso em que τ0 e μ são desconhecidos, a tensão de cisalhamento deve ser medida em pelo menos duas taxas de cisalhamento diferentes antes de poder ser calculada (6).
Num determinado reômetro de argamassa, a curva NT obtida ajustando a taxa de rotação da lâmina N e medindo o torque T gerado pela resistência ao cisalhamento da argamassa também pode ser usada para calcular outra equação T=g+ que está em conformidade com o modelo de Bingham Os dois parâmetros g e h de Nh. g é proporcional à tensão de escoamento τ0, h é proporcional à viscosidade plástica μ, e τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , onde G é uma constante relacionada ao instrumento, e K pode ser passado através do fluxo conhecido É obtido corrigindo o fluido cujas características mudam com a taxa de cisalhamento[7]. Por uma questão de conveniência, este artigo discute diretamente g e h, e usa a lei variável de g e h para refletir a lei variável da tensão de escoamento e da viscosidade plástica da argamassa.
3. Teste
3.1 Matérias-primas
3.2 areia
Areia de quartzo: a areia grossa tem malha 20-40, a areia média tem malha 40-70, a areia fina tem malha 70-100 e as três são misturadas na proporção de 2: 2: 1.
3.3 Éter de Celulose
Hidroxietilmetilcelulose HEMC20 (viscosidade 20.000 mPa.s), HEMC25 (viscosidade 25.000 mPa.s), HEMC40 (viscosidade 40.000 mPa.s) e HEMC45 (viscosidade 45.000 mPa.s), dos quais HEMC25 e HEMC45 são um éter de celulose modificado.
3.4 Misturando água
água da torneira.
3.5 Plano de teste
A proporção cal-areia é de 1:2,5, o consumo de água é fixado em 60% do consumo de cimento e o teor de HEMC é de 0-1,2% do consumo de cimento.
Primeiro misture uniformemente o cimento pesado com precisão, HEMC e areia de quartzo, depois adicione a água de mistura de acordo com GB/T17671-1999 e mexa, e então use o reômetro de argamassa Viskomat XL para testar. O procedimento de teste é: a velocidade é aumentada rapidamente de 0 a 80 rpm em 0 ~ 5 min, 60 rpm em 5 ~ 7 min, 40 rpm em 7 ~ 9 min, 20 rpm em 9 ~ 11 min, 10 rpm em 11 ~ 13 min e 5 rpm em 13 ~ 15 min, 15 ~ 30 minutos, a velocidade é 0 rpm e, em seguida, faça um ciclo uma vez a cada 30 minutos de acordo com o procedimento acima, e o tempo total de teste é de 120 minutos.
4. Resultados e discussão
4.1 Efeito da mudança de viscosidade HEMC nas propriedades reológicas da argamassa de cimento
(A quantidade de HEMC é de 0,5% da massa de cimento), refletindo correspondentemente a lei de variação da tensão de escoamento e da viscosidade plástica da argamassa. Pode-se observar que embora a viscosidade do HEMC40 seja superior à do HEMC20, a tensão de escoamento e a viscosidade plástica da argamassa misturada com HEMC40 são inferiores às da argamassa misturada com HEMC20; embora a viscosidade do HEMC45 seja 80% maior que a do HEMC25, a tensão de escoamento da argamassa é ligeiramente menor e a viscosidade plástica está entre Após 90 minutos houve um aumento. Isso porque quanto maior a viscosidade do éter de celulose, mais lenta será a taxa de dissolução e mais tempo levará para a argamassa preparada com ele atingir a viscosidade final [8]. Além disso, no mesmo momento do ensaio, a densidade aparente da argamassa misturada com HEMC40 foi inferior à da argamassa misturada com HEMC20, e a da argamassa misturada com HEMC45 foi inferior à da argamassa misturada com HEMC25, indicando que HEMC40 e HEMC45 introduziram mais bolhas de ar, e as bolhas de ar na argamassa têm efeito “bola”, o que também reduz a resistência ao fluxo da argamassa.
Após a adição de HEMC40, o limite de escoamento da argamassa ficou em equilíbrio após 60 minutos e a viscosidade plástica aumentou; após a adição de HEMC20, a tensão de escoamento da argamassa atingiu o equilíbrio após 30 minutos e a viscosidade plástica aumentou. Mostra que o HEMC40 tem um efeito retardador maior no desenvolvimento da tensão de escoamento da argamassa e da viscosidade plástica do que o HEMC20, e leva mais tempo para atingir a viscosidade final.
A tensão de escoamento da argamassa misturada com HEMC45 diminuiu de 0 para 120 minutos, e a viscosidade plástica aumentou após 90 minutos; enquanto a tensão de escoamento da argamassa misturada com HEMC25 aumentou após 90 minutos, e a viscosidade plástica aumentou após 60 minutos. Mostra que o HEMC45 tem um efeito retardador maior no desenvolvimento da tensão de escoamento da argamassa e da viscosidade plástica do que o HEMC25, e o tempo necessário para atingir a viscosidade final também é maior.
4.2 O efeito do teor de HEMC na tensão de escoamento da argamassa de cimento
Durante o teste, os fatores que afetam o limite de escoamento da argamassa são: delaminação e sangramento da argamassa, danos à estrutura por agitação, formação de produtos de hidratação, redução da umidade livre na argamassa e efeito retardador do éter de celulose. Para o efeito retardador do éter de celulose, a visão mais geralmente aceita é explicá-lo pela adsorção de aditivos.
Pode-se observar que quando o HEMC40 é adicionado e seu teor é inferior a 0,3%, a tensão de escoamento da argamassa diminui gradativamente com o aumento do teor de HEMC40; quando o teor de HEMC40 é superior a 0,3%, a tensão de escoamento da argamassa aumenta gradualmente. Devido ao sangramento e delaminação da argamassa sem éter de celulose, não há pasta de cimento suficiente entre os agregados para lubrificar, resultando em aumento da tensão de escoamento e dificuldade de escoamento. A adição adequada de éter de celulose pode efetivamente melhorar o fenômeno de delaminação da argamassa, e as bolhas de ar introduzidas são equivalentes a minúsculas “bolas”, o que pode reduzir a tensão de escoamento da argamassa e facilitar o escoamento. À medida que o teor de éter de celulose aumenta, o seu teor de umidade fixa também aumenta gradualmente. Quando o teor de éter de celulose ultrapassa determinado valor, a influência da redução da umidade livre passa a ter papel preponderante, e a tensão de escoamento da argamassa aumenta gradativamente.
Quando a quantidade de HEMC40 é inferior a 0,3%, a tensão de escoamento da argamassa diminui gradativamente dentro de 0-120min, o que está principalmente relacionado à delaminação cada vez mais grave da argamassa, pois existe uma certa distância entre a lâmina e o fundo de o instrumento e o agregado após a delaminação afundar, a resistência superior torna-se menor; quando o teor de HEMC40 é de 0,3%, a argamassa dificilmente delamina, a adsorção do éter de celulose é limitada, a hidratação é dominante e a tensão de escoamento apresenta certo aumento; o teor de HEMC40 é Quando o teor de éter de celulose é de 0,5% -0,7%, a adsorção de éter de celulose aumenta gradualmente, a taxa de hidratação diminui e a tendência de desenvolvimento da tensão de escoamento da argamassa começa a mudar; Na superfície, a taxa de hidratação é menor e a tensão de escoamento da argamassa diminui com o tempo.
4.3 Efeito do teor de HEMC na viscosidade plástica da argamassa de cimento
Pode-se observar que após a adição de HEMC40, a viscosidade plástica da argamassa aumenta gradativamente com o aumento do teor de HEMC40. Isso ocorre porque o éter de celulose tem efeito espessante, que pode aumentar a viscosidade do líquido, e quanto maior a dosagem, maior será a viscosidade da argamassa. A razão pela qual a viscosidade plástica da argamassa diminui após a adição de 0,1% de HEMC40 também se deve ao efeito “bola” da introdução de bolhas de ar e à redução do sangramento e delaminação da argamassa.
A viscosidade plástica da argamassa comum sem adição de éter de celulose diminui gradativamente com o tempo, o que também está relacionado à menor densidade da parte superior causada pela estratificação da argamassa; quando o conteúdo de HEMC40 é de 0,1% -0,5%, a estrutura da argamassa é relativamente uniforme e a estrutura da argamassa é relativamente uniforme após 30 minutos. A viscosidade plástica não muda muito. Neste momento, reflete principalmente o efeito da viscosidade do próprio éter de celulose; após o teor de HEMC40 ser superior a 0,7%, a viscosidade plástica da argamassa aumenta gradativamente com o passar do tempo, pois a viscosidade da argamassa também está relacionada à do éter de celulose. A viscosidade da solução de éter de celulose aumenta gradualmente dentro de um período de tempo após o início da mistura. Quanto maior a dosagem, mais significativo será o efeito do aumento com o tempo.
V. Conclusão
Fatores como a alteração da viscosidade do HEMC, modificado ou não, e a alteração da dosagem afetarão significativamente as propriedades reológicas da argamassa, o que pode ser refletido pelos dois parâmetros de tensão de escoamento e viscosidade plástica.
Para HEMC não modificado, quanto maior a viscosidade, menor a tensão de escoamento e a viscosidade plástica da argamassa dentro de 0-120min; a influência da mudança de viscosidade do HEMC modificado nas propriedades reológicas da argamassa é mais fraca do que a do HEMC não modificado; não importa a modificação, seja permanente ou não, quanto maior a viscosidade do HEMC, mais significativo será o efeito retardador no desenvolvimento da tensão de escoamento da argamassa e da viscosidade plástica.
Ao adicionar HEMC40 com viscosidade de 40000mPa·s e seu teor superior a 0,3%, a tensão de escoamento da argamassa aumenta gradativamente; quando o teor ultrapassa 0,9%, a tensão de escoamento da argamassa começa a apresentar tendência de diminuição gradativa com o tempo; A viscosidade plástica aumenta com o aumento do teor de HEMC40. Quando o teor é superior a 0,7%, a viscosidade plástica da argamassa começa a apresentar tendência de aumento gradativo com o tempo.
Horário da postagem: 24 de novembro de 2022