Propriedades Mecânicas do Éter de Celulose Modificado para Argamassa de Cimento

Foi preparada a argamassa de cimento modificada com relação água-cimento de 0,45, relação cal-areia de 1:2,5 e éter de celulose com diferentes viscosidades de 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% e 1,0%. . Medindo as propriedades mecânicas da argamassa de cimento e observando a morfologia microscópica, foi estudado o efeito do HEMC na resistência à compressão, resistência à flexão e resistência de aderência da argamassa de cimento modificada. Os resultados da pesquisa mostram que: com o aumento do teor de HEMC, a resistência à compressão da argamassa modificada em diferentes idades diminui continuamente, e a faixa de diminuição diminui e tende a ser suave; quando o mesmo teor de éter de celulose é adicionado, a resistência à compressão da argamassa modificada com éter de celulose com diferentes viscosidades é: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

Palavras-chave:éter de celulose; argamassa de cimento; resistência à compressão; resistência à flexão; força de ligação

1 Introdução

Nesta fase, a procura anual de argamassa no mundo ultrapassa os 200 milhões de toneladas e a procura industrial continua a aumentar. Atualmente, a argamassa de cimento tradicional apresenta defeitos como sangramento, delaminação, grande retração por secagem, baixa impermeabilidade, baixa resistência à tração e hidratação incompleta devido à perda de água, que são difíceis de resolver, não só causando defeitos de construção, mas também levando ao endurecimento Ocorrem fenômenos como rachaduras, pulverização, derramamento e esvaziamento da argamassa.

Como um dos aditivos mais comumente usados ​​para argamassas comerciais, o éter de celulose tem as funções de retenção, espessamento e retardamento de água, e pode ser usado para melhorar as propriedades físicas da argamassa de cimento, como trabalhabilidade, retenção de água, desempenho de ligação e tempo de pega. , como aumentar significativamente o cimento. A resistência à tração da argamassa será reduzida, mas a resistência à compressão, a resistência à flexão e o módulo de elasticidade da argamassa de cimento serão reduzidos. Zhang Yishun e outros estudaram o efeito do éter de metilcelulose e do éter de hidroxipropilmetilcelulose nas propriedades da argamassa. Os resultados mostraram que: ambos os éteres de celulose podem melhorar a retenção de água da argamassa, e a resistência à flexão e a resistência à compressão diminuem em diferentes graus, enquanto a taxa de dobramento e a resistência de ligação da argamassa aumentam em diferentes graus, e o desempenho de retração da argamassa pode ser melhorado. AJenni, R.Zurbriggen, etc. usaram modernas técnicas de teste e análise para estudar a interação de vários materiais no sistema de argamassa adesiva de camada fina modificada com éter de celulose e observaram que éter de celulose e Ca (OH) apareceram perto da superfície da argamassa . 2, indicando a migração de éteres de celulose em materiais à base de cimento.

Neste artigo, utilizando métodos de ensaio de argamassas como resistência à compressão, resistência à flexão, aderência e aparência microscópica SEM, é estudada a influência da argamassa de cimento com éter de celulose em propriedades mecânicas, como resistência à compressão, resistência à flexão e resistência de união em diferentes idades, e está exposto. seu mecanismo de ação.

2. Matérias-primas e métodos de teste

2.1 Matérias-primas

2.1.1 Cimento

O cimento laurato comum produzido pela Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., modelo P 042.5 (GB175-2007), tem densidade de 3,25g/cm³ e uma área de superfície específica de 4200 cm²/g.

2.1.2 Éter hidroxipropilmetilcelulose

Oéter hidroxietilmetilceluloseproduzido pelo Grupo Hercules dos Estados Unidos tem viscosidades de 50.000 MPa/s, 100.000 MPa/s e 200.000 MPa/s em solução a 2% a 25°C, e as seguintes abreviaturas são HEMC5, HEMC10 e HEMC20.

2.2 Método de teste

um. Resistência à compressão de argamassa modificada

A resistência à compressão das amostras de corpo verde foi testada com uma máquina de resistência à compressão TYE-300 da Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. A taxa de carregamento é de 0,5 kN/s. O teste de resistência à compressão é realizado de acordo com GB/T17671-1999 “Método de teste de resistência de argamassa de cimento (método ISO)”.

Por definição, a fórmula para cálculo da resistência à compressão do corpo verde é:

Rc=F/S

Onde RC-resistência à compressão, MPa;

F-a carga de ruptura atuante na amostra, kN;

S-área de pressão, m².

Por definição, a fórmula para calcular a resistência à flexão do corpo verde é:

Rf = (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

Na fórmula, Rf-resistência à flexão, MPa;

P-a carga de ruptura atuante na amostra, kN;

L-a distância entre os centros dos cilindros de suporte, ou seja, 10cm;

b, h-a largura e a altura da seção transversal do corpo de teste, ambas com 4 cm.

b. Resistência à tração de argamassa de cimento modificada

Use o detector de resistência adesiva do tijolo adesivo ZQS6-2000 para medir a resistência adesiva e a velocidade de tração é de 2 mm/min. O ensaio de resistência de aderência foi realizado de acordo com JC/T985-2005 “Argamassa autonivelante à base de cimento para solo”.

Por definição, a fórmula para calcular a resistência de ligação do corpo verde é:

P=F/S

Na fórmula, P-resistência de união à tração, MPa;

F-carga máxima de falha, N;

S-área de ligação, mm².

3. Resultados e discussão

3.1 Resistência à compressão

A partir da resistência à compressão de dois tipos de argamassas modificadas com éter de celulose com diferentes viscosidades em diferentes idades, pode-se observar que com o aumento do teor de HEMC, a resistência à compressão das argamassas modificadas com éter de celulose em diferentes idades (3d, 7d e 28d) diminuiu significativamente. Diminuiu significativamente e estabilizou gradualmente: quando o conteúdo de HEMC foi inferior a 0,4%, a resistência à compressão diminuiu significativamente em comparação com a amostra em branco; quando o conteúdo de HEMC era de 0,4% ~ 1,0%, a tendência de diminuição da resistência à compressão desacelerou. Quando o teor de éter de celulose é superior a 0,8%, a resistência à compressão da idade 7d e 28d é inferior à da amostra em branco na idade 3d, enquanto a resistência à compressão da argamassa modificada 3d é quase zero, e a amostra é levemente pressionado Instantaneamente esmagado, o interior é pulverulento e a densidade é muito baixa.

O impacto do mesmo HEMC na resistência à compressão da argamassa modificada em diferentes idades também é diferente, mostrando que a resistência à compressão de 28d diminui com o aumento do teor de HEMC mais do que a de 7d e 3d. Isto mostra que o efeito retardador do HEMC sempre existiu com o aumento da idade, e o efeito retardador do HEMC não foi afetado pela redução da água no sistema ou pelo progresso da reação de hidratação, resultando no crescimento da resistência à compressão da argamassa modificada ser muito menor do que aquela sem amostras de argamassa misturadas com HEMC.

A partir da curva de variação da resistência à compressão da argamassa modificada com éter de celulose em diferentes idades, pode-se observar que quando a mesma quantidade de éter de celulose é adicionada, a resistência à compressão da argamassa modificada com éter de celulose com diferentes viscosidades é: HEMC20 HEMC10>HEMC5. Isso ocorre porque o HEMC com alto grau de polimerização tem maior efeito na redução da resistência à compressão da argamassa do que o HEMC com baixo grau de polimerização, mas a resistência à compressão da argamassa modificada misturada com HEMC é muito inferior à do HEMC. argamassa vazia sem HEMC.

Os três fatores a seguir levam à diminuição da resistência à compressão da argamassa modificada: por um lado, porque a estrutura da rede macromolecular HEMC solúvel em água cobre as partículas de cimento, gel CSH, óxido de cálcio, hidrato de aluminato de cálcio e outras partículas e não hidratadas partículas Na superfície, especialmente na fase inicial da hidratação do cimento, a adsorção entre o hidrato de aluminato de cálcio e o HEMC retarda a reação de hidratação do aluminato de cálcio, resultando em uma diminuição significativa na resistência à compressão. O efeito retardador da argamassa permanente é óbvio, o que mostra que quando o teor de HEMC20 atinge 0,8% ~ 1%, a resistência 3d da amostra de argamassa modificada é zero; por outro lado, a solução HEMC hidratada possui maior viscosidade, e durante o processo de mistura da argamassa, pode ser misturada com ar para formar um grande número de bolhas de ar, resultando em um grande número de vazios na argamassa endurecida , e a resistência à compressão da amostra diminui continuamente com o aumento do teor de HEMC e o aumento do seu grau de polimerização; O sistema de argamassa apenas aumenta a flexibilidade da argamassa e não pode desempenhar o papel de suporte rígido, diminuindo a resistência à compressão.

3.2 Resistência à flexão

A partir da resistência à flexão de duas argamassas modificadas com éter de celulose de viscosidade diferente em diferentes idades, pode-se observar que, semelhante à mudança na resistência à compressão da argamassa modificada, a resistência à flexão da argamassa modificada com éter de celulose diminui gradualmente com o aumento do teor de HEMC.

A partir da curva de mudança da resistência à flexão da argamassa modificada com éter de celulose em diferentes idades, pode-se observar que quando o teor de éter de celulose é o mesmo, a resistência à flexão da amostra de argamassa modificada HEMC20 é ligeiramente inferior à da amostra de argamassa modificada HEMC10, enquanto quando o conteúdo de HEMC é de 0,4% ~ 0,8%, as curvas de mudança de resistência à flexão 28d dos dois quase coincidem.

A partir da curva de variação da resistência à flexão da argamassa modificada com éter de celulose em diferentes idades, também pode-se observar que a variação da resistência à flexão da argamassa modificada é: HEMC5

3.3 Força de união

Pode-se observar pelas curvas de variação da resistência de união das três argamassas modificadas com éter de celulose em diferentes idades que a resistência de união da argamassa modificada aumenta com o aumento do teor de HEMC e gradualmente tende a ser estável. Com o prolongamento da idade, a resistência de aderência das argamassas modificadas também apresentou tendência crescente.

Pode-se observar nas curvas de mudança de resistência de união de 28 dias das três argamassas modificadas com éter de celulose que a resistência de união da argamassa modificada aumenta com o aumento do teor de HEMC e gradualmente tende a ser estável. Ao mesmo tempo, com o aumento do grau de polimerização do éter de celulose, a alteração da resistência de união da argamassa modificada é: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Isto se deve à introdução de um grande número de poros na argamassa modificada com alto teor de HEMC, resultando no aumento da porosidade do corpo endurecido, na diminuição da densidade da estrutura e no lento crescimento da resistência de união. ; no ensaio de tração, a fratura ocorreu na argamassa modificada. No interior, não há fratura na superfície de contato entre a argamassa modificada e o substrato, o que indica que a resistência de aderência entre a argamassa modificada e o substrato é maior que a do endurecido argamassa modificada. No entanto, quando a quantidade de HEMC é baixa (0% ~ 0,4%), as moléculas de HEMC solúveis em água podem cobrir e envolver as partículas de cimento hidratadas e formar uma película de polímero entre as partículas de cimento, o que aumenta a flexibilidade e flexibilidade de a argamassa modificada. Plasticidade, e devido à excelente retenção de água do HEMC, a argamassa modificada possui água suficiente para a reação de hidratação, o que garante o desenvolvimento da resistência do cimento, e a resistência de união da argamassa de cimento modificada aumenta linearmente.

3.4 SEM

A partir das imagens de comparação SEM antes e depois da argamassa modificada com éter de celulose, pode-se observar que as lacunas entre os grãos de cristal na argamassa não modificada são relativamente grandes e uma pequena quantidade de cristais é formada. Na argamassa modificada, os cristais crescem totalmente, a incorporação de éter de celulose melhora o desempenho de retenção de água da argamassa, o cimento fica totalmente hidratado e os produtos de hidratação são evidentes.

Isso ocorre porque o éter de celulose foi tratado com um processo especial de eterificação, que apresenta excelente dispersão e retenção de água. A água é liberada gradualmente ao longo de um longo período de tempo, apenas uma pequena quantidade de água escapa dos poros capilares devido à secagem e evaporação, e a maior parte da água é hidratada com o cimento para garantir a resistência da argamassa de cimento modificada.

4 Conclusão

um. À medida que o teor de HEMC aumenta, a resistência à compressão da argamassa modificada em diferentes idades diminui continuamente, e a faixa de redução diminui e tende a ser plana; quando o teor de éter de celulose é superior a 0,8%, a resistência à compressão 7d e 28d da amostra em branco envelhecida em 3d é inferior à da amostra em branco, enquanto a resistência à compressão envelhecida em 3d da argamassa modificada é quase zero. A amostra quebra quando levemente pressionada e o interior é pulverulento e de baixa densidade.

b. Quando a mesma quantidade de éter de celulose é adicionada, a resistência à compressão da argamassa modificada com éter de celulose com diferentes viscosidades muda da seguinte forma: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

c. A resistência à flexão da argamassa modificada com éter de celulose diminui gradualmente com o aumento do teor de HEMC. A mudança na resistência à flexão da argamassa modificada é: HEMC5

d. A resistência de aderência da argamassa modificada aumenta com o aumento do teor de HEMC e gradualmente tende a ser estável. Ao mesmo tempo, com o aumento do grau de polimerização do éter de celulose, a alteração da resistência de união da argamassa modificada é: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e. Após a mistura do éter de celulose na argamassa de cimento, o cristal cresce totalmente, os poros entre os grãos do cristal são reduzidos e o cimento fica totalmente hidratado, o que garante a resistência à compressão, flexão e aderência da argamassa de cimento.