Éter hidroxipropilmetilcelulose nas propriedades da argamassa de cinza volante

O efeito do éter hidroxipropilmetilcelulose nas propriedades da argamassa de cinza volante foi estudado e a relação entre densidade úmida e resistência à compressão foi analisada. Os resultados do teste mostram que a adição de éter de hidroxipropilmetilcelulose à argamassa de cinzas volantes pode melhorar significativamente o desempenho de retenção de água da argamassa, prolongar o tempo de ligação da argamassa e reduzir a densidade úmida e a resistência à compressão da argamassa. Existe uma boa correlação entre a densidade úmida e a resistência à compressão 28d. Sob a condição de densidade úmida conhecida, a resistência à compressão 28d pode ser calculada usando a fórmula de ajuste.

Palavras-chave:cinzas volantes; éter de celulose; retenção de água; resistência à compressão; correlação

Atualmente, as cinzas volantes têm sido amplamente utilizadas na engenharia de construção. Adicionar uma certa quantidade de cinzas volantes na argamassa pode não só melhorar as propriedades mecânicas e a durabilidade da argamassa, mas também reduzir o custo da argamassa. No entanto, a argamassa de cinzas volantes apresenta retenção insuficiente de água, portanto, como melhorar a retenção de água da argamassa tornou-se um problema urgente a ser resolvido. O éter de celulose é um aditivo de alta eficiência comumente usado no país e no exterior. Basta ser adicionado em pequena quantidade para ter grande impacto nos indicadores de desempenho como retenção de água e resistência à compressão da argamassa.

1. Matérias-primas e métodos de teste

1.1 Matérias-primas

O cimento é P·O cimento Portland comum grau 42,5 produzido pela Hangzhou Meiya Cement Factory; a cinza volante é de qualidadeⅡcinzas; a areia é areia média comum com módulo de finura de 2,3 e densidade aparente de 1499kg·m-3, e teor de umidade de 0,14%, teor de lama 0,72%; o éter de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) é produzido pela Shandong Heda Co., Ltd., a marca é 75HD100000; a água de mistura é água da torneira.

1.2 Preparação de argamassa

Ao misturar argamassa modificada com éter de celulose, primeiro misture bem HPMC com cimento e cinzas volantes, depois misture a seco com areia por 30 segundos, depois adicione água e misture por pelo menos 180 segundos.

1.3 Método de teste

A consistência, densidade úmida, delaminação e tempo de pega da argamassa recém-misturada devem ser medidos de acordo com os regulamentos relevantes em JGJ70-90 “Métodos básicos de teste de desempenho de argamassa de construção”. A retenção de água da argamassa é determinada de acordo com o método de teste para retenção de água da argamassa no Apêndice A do JG/T 230-2007 “Argamassa Mista Pronta”. O teste de resistência à compressão adota um molde de teste com fundo cúbico de 70,7 mm x 70,7 mm x 70,7 mm. O bloco de teste formado é curado a uma temperatura de (20±2)°C por 24 horas, e após a desmoldagem continua curando em ambiente com temperatura de (20±2)°C e umidade relativa acima de 90% até a idade pré-determinada, de acordo com JGJ70-90 “Método de teste de desempenho básico de argamassa de construção”, determinação de sua resistência à compressão.

2. Resultados e análises de testes

2.1 Densidade úmida

Pode-se observar pela relação entre a densidade e a quantidade de HPMC que a densidade úmida diminui gradualmente com o aumento da quantidade de HPMC. Quando a quantidade de HPMC é de 0,05%, a densidade úmida da argamassa é de 96,8% da argamassa de referência. Quando a quantidade de HPMC continua a aumentar, a velocidade de diminuição da densidade úmida é acelerada. Quando o teor de HPMC é de 0,20%, a densidade úmida da argamassa é de apenas 81,5% da argamassa de referência. Isto se deve principalmente ao efeito de incorporação de ar do HPMC. As bolhas de ar introduzidas aumentam a porosidade da argamassa e diminuem a compacidade, resultando na diminuição da densidade volumétrica da argamassa.

2.2 Tempo de configuração

Pode-se observar pela relação entre o tempo de coagulação e a quantidade de HPMC que o tempo de coagulação está aumentando gradualmente. Quando a dosagem é de 0,20%, o tempo de pega aumenta 29,8% em relação à argamassa de referência, chegando a cerca de 300min. Pode-se observar que quando a dosagem é de 0,20%, o tempo de presa sofre uma grande variação. A razão é que L Schmitz et al. acreditam que as moléculas de éter de celulose são adsorvidas principalmente em produtos de hidratação, como cSH e hidróxido de cálcio, e raramente são adsorvidas na fase mineral original do clínquer. Além disso, devido ao aumento da viscosidade da solução porosa, o éter de celulose diminui. A mobilidade dos íons (Ca2+, so42-…) na solução dos poros atrasa ainda mais o processo de hidratação.

2.3 Estratificação e retenção de água

Tanto o grau de delaminação quanto a retenção de água podem caracterizar o efeito de retenção de água da argamassa. A partir da relação entre o grau de delaminação e a quantidade de HPMC, pode-se observar que o grau de delaminação mostra uma tendência decrescente à medida que a quantidade de HPMC aumenta. Quando o teor de HPMC é de 0,05%, o grau de delaminação diminui significativamente, indicando que quando o teor de éter de fibra é pequeno, o grau de delaminação pode ser bastante reduzido, o efeito da retenção de água pode ser melhorado, e a trabalhabilidade e a trabalhabilidade da argamassa pode ser melhorada. A julgar pela relação entre a propriedade da água e a quantidade de HPMC, à medida que a quantidade de HPMC aumenta, a retenção de água também melhora gradualmente. Quando a dosagem é inferior a 0,15%, o efeito de retenção de água aumenta muito suavemente, mas quando a dosagem atinge 0,20%, o efeito de retenção de água foi bastante melhorado, de 90,1% quando a dosagem é de 0,15%, para 95%. A quantidade de HPMC continua a aumentar e o desempenho da argamassa na construção começa a deteriorar-se. Portanto, considerando o desempenho de retenção de água e o desempenho da construção, a quantidade apropriada de HPMC é de 0,10%~0,20%. Análise do seu mecanismo de retenção de água: O éter de celulose é um polímero orgânico solúvel em água, que se divide em iônico e não iônico. HPMC é um éter de celulose não iônico com um grupo hidrofílico, um grupo hidroxila (-OH) e uma ligação éter (-0-1) em sua fórmula estrutural. Quando dissolvidos em água, os átomos de oxigênio no grupo hidroxila e a ligação éter e as moléculas de água se associam para formar ligações de hidrogênio, o que faz com que a água perca sua fluidez, e a água livre não seja mais livre, conseguindo assim o efeito de retenção e espessamento de água.

2.4 Resistência à compressão

Pela relação entre a resistência à compressão e a quantidade de HPMC, percebe-se que com o aumento da quantidade de HPMC, a resistência à compressão de 7d e 28d apresentou tendência decrescente, principalmente devido à introdução de um grande número de bolhas de ar por HPMC, o que aumentou muito a porosidade da argamassa. aumento, resultando em uma diminuição na força. Quando o conteúdo é de 0,05%, a resistência à compressão 7d cai significativamente, a resistência cai 21,0% e a resistência à compressão 28d cai 26,6%. Pode-se observar pela curva que o impacto do HPMC na resistência à compressão é muito óbvio. Quando a dosagem é muito pequena, ela será bastante reduzida. Portanto, em aplicações práticas, sua dosagem deve ser controlada e utilizada em combinação com um antiespumante. Investigando o motivo, Guan Xuemao et al. acreditam que, em primeiro lugar, quando o éter de celulose é adicionado à argamassa, o polímero flexível nos poros da argamassa aumenta, e esses polímeros e poros flexíveis não podem fornecer suporte rígido quando o bloco de teste é comprimido. A matriz compósita fica relativamente enfraquecida, reduzindo assim a resistência à compressão da argamassa; em segundo lugar, devido ao efeito de retenção de água do éter de celulose, após a formação do bloco de teste de argamassa, a maior parte da água permanece na argamassa, e a proporção real de água-cimento é menor do que sem. da argamassa será significativamente reduzida.

2.5 Correlação entre resistência à compressão e densidade úmida

Pode-se observar pela curva de relação entre resistência à compressão e densidade úmida que após o ajuste linear de todos os pontos da figura, os pontos correspondentes estão bem distribuídos em ambos os lados da linha de ajuste, e há uma boa correlação entre densidade úmida e compressão propriedades de resistência, e a densidade úmida é simples e fácil de medir, portanto a resistência à compressão da argamassa 28d pode ser calculada através da equação de ajuste linear estabelecida. A equação de ajuste linear é mostrada na fórmula (1), R²=0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), onde, y é a resistência à compressão da argamassa 28d, MPa; X é a densidade úmida, kg m-3.

3. Conclusão

HPMC pode melhorar o efeito de retenção de água da argamassa de cinzas volantes e prolongar o tempo de operação da argamassa. Ao mesmo tempo, devido ao aumento da porosidade da argamassa, a sua densidade aparente e resistência à compressão diminuirão significativamente, pelo que a dosagem adequada deve ser selecionada na aplicação. A resistência à compressão 28d da argamassa tem boa correlação com a densidade úmida, e a resistência à compressão 28d pode ser calculada medindo a densidade úmida, que possui importante valor de referência para o controle de qualidade da argamassa durante a construção.