Propriedades mecânicas do éter de celulose modificado para argamassa de cimento

A argamassa de cimento modificada com uma taxa de cimento de água de 0,45, uma proporção de areia de cal de 1: 2,5 e éter de celulose com diferentes viscosidades de 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%e 1,0%foi preparado . Ao medir as propriedades mecânicas da argamassa de cimento e observar a morfologia microscópica, foi estudado o efeito do HEMC na resistência à compressão, resistência à flexão e resistência à união 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 éter de celulose com diferentes viscosidades é: Hemc20 Hemc10> Hemc5.

Palavras -chave:éter de celulose; argamassa de cimento; força de compressão; força de flexão; força de união

1 Introdução

Nesta fase, a demanda anual por argamassa no mundo excede 200 milhões de toneladas, e a demanda industrial ainda está aumentando. Atualmente, a argamassa de cimento tradicional possui defeitos como sangramento, delaminação, encolhimento de secagem grande, baixa impermeabilidade, baixa resistência à tração e hidratação incompleta devido à perda de água, difícil de resolver, não apenas causando defeitos de construção, mas também liderando Para endurecer os fenômenos como rachaduras de argamassa, pulverização, derramamento e escavação.

Como uma das misturas mais usadas para argamassa comercial, o éter de celulose tem as funções de retenção de água, espessamento e retardo e pode ser usado para melhorar as propriedades físicas da argamassa de cimento, como trabalhabilidade, retenção de água, desempenho de ligação e tempo de definição de tempo , como aumentar significativamente o cimento. A força de união de tração da argamassa será reduzida, mas a resistência à compressão, a resistência à flexão e o módulo elástico da argamassa de cimento serão reduzidos. Zhang Yishun e outros estudaram o efeito do éter de metillululose e éter hidroxipropil -metillelulose 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 força de compressão diminuem em diferentes graus, enquanto a taxa de dobragem e a força de ligação da argamassa aumentam em diferentes graus, e o desempenho do encolhimento da argamassa pode ser melhorado. Ajenni, R.zurbriggen, etc. Utilizou técnicas modernas de testes e análise para estudar a interação de vários materiais no sistema de argamassa adesivo de camada fina modificada por celulose e éter que apareceu perto da superfície da argamassa . 2, indicando a migração de éteres de celulose em materiais baseados em cimento.

Neste artigo, usando métodos de teste de argamassa, como resistência à compressão, resistência à flexão, ligação e aparência microscópica SEM, a influência da argamassa de cimento éter de celulose nas propriedades mecânicas, como resistência à compressão, resistência à flexão e resistência à união em diferentes idades, é estudada, e é exposto. seu mecanismo de ação.

2. Matérias -primas e métodos de teste

2.1 Matérias -primas

2.1.1 cimento

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

2.1.2 éter hidroxipropil metilcelulose

Oéter de hidroxietil metillululoseProduzido pelo grupo Hercules dos Estados Unidos, tem viscosidades de 50000mpa/s, 100000mpa/s e 200000mpa/s em solução 2% em 25°C e as abreviações a seguir 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 do teste de força de argamassa de cimento (método ISO)”.

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

Rc = f/s

Onde rc-força de compressão, MPA;

F-a carga de falha atuando no espécime, KN;

S-Área de pressão, m².

Por definição, a fórmula para calcular a força de flexão do corpo verde é:

Rf = (3p× L)/(2b× h²) = 0,234×P

Na fórmula, RF-força de flexão, MPA;

P-a carga de falha atuando no espécime, KN;

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

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

b. Força de união de tração da argamassa de cimento modificada

Use o detector de força adesiva de tijolos ZQS6-2000 para medir a força adesiva e a velocidade de tração é de 2 mm/min. O teste de força de ligação foi realizado de acordo com JC/T985-2005 "argamassa de autonivelamento baseada em cimento para terra".

Por definição, a fórmula para calcular a força de união do corpo verde é:

P = f/s

Na fórmula, p-força de união de tração, MPA;

F-carga de falha máxima, 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 conteúdo de Hemc, a resistência à compressão de morteiros modificados por éter de celulose em diferentes idades (3d, 7d e 28d) diminuída significativamente. Diminuiu significativamente e gradualmente estabilizada: quando o conteúdo do HEMC foi inferior a 0,4%, a resistência à compressão diminuiu significativamente em comparação com a amostra em branco; Quando o conteúdo do HEMC foi de 0,4%~ 1,0%, a tendência de diminuição da resistência à compressão diminuiu. Quando o teor de éter de celulose é superior a 0,8%, a resistência à compressão da idade 7D e 28D é menor que a da amostra em branco na idade 3D, enquanto a resistência à compressão da argamassa modificada é quase zero e a amostra é Pressionado levemente esmagado instantaneamente, o interior é em pó e a densidade é muito baixa.

O impacto do mesmo HEMC na resistência à compressão de 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 que o de 7D e 3D. Isso mostra que o efeito de retardamento do HEMC sempre existiu com o aumento da idade, e o efeito de retardamento 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 sendo muito menor do que isso sem amostras de argamassa misturadas com HEMC.

A partir da curva de mudança de resistência à compressão da argamassa modificada com éter de celulose em diferentes idades, pode -se adicionar que, quando a mesma quantidade de éter de celulose é adicionada, a resistência à compressão de argamassa modificada com éter de celulose com diferentes viscosidades é: Hemc20 Hemc10> Hemc5. Isso ocorre porque o HEMC com um alto grau de polimerização tem um efeito maior na redução da resistência à compressão da argamassa do que o HEMC com um baixo grau de polimerização, mas a resistência à compressão da argamassa modificada misturada com o Hemc é muito menor que a do da do do do argamassa em branco 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, aluminato de cálcio hidrato e outras partículas e não hidratados Partículas na superfície, especialmente no estágio inicial da hidratação do cimento, a adsorção entre o hidrato de aluminato de cálcio e o HEMC diminui a reação de hidratação do aluminato de cálcio, resultando em uma diminuição significativa na resistência à compressão. O efeito de retardamento da argamassa permanente é óbvio, o que mostra que quando o conteúdo do Hemc20 atinge 0,8%~ 1%, a força 3D da amostra de argamassa modificada é zero; Por outro lado, a solução HEMC hidratada tem uma viscosidade mais alta e, durante o processo de mistura da argamassa, pode ser misturado 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 de seu grau de polimerização; O sistema de argamassa aumenta apenas a flexibilidade da argamassa e não pode desempenhar o papel do suporte rígido, de modo que a resistência à compressão é reduzida.

3.2 Resistência à flexão

A partir da resistência à flexão de duas morteiras modificadas com celulose de viscosidade diferentes em diferentes idades, pode -se observar que, semelhante à alteração 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 de força de flexão da argamassa modificada com éter de celulose em diferentes idades, pode -se observar que, quando o conteúdo do éter de celulose é o mesmo, a força de flexão da amostra de argamassa modificada por Hemc20 é ligeiramente menor que a da amostra de argamassa modificada por Hemc10, Enquanto o conteúdo do HEMC é de 0,4%~ 0,8%, as 28D de alteração de força de flexão das duas coincidem quase.

A partir da curva de mudança da resistência à flexão da argamassa modificada com éter de celulose em diferentes idades, também pode ser visto que a mudança na força de flexão da argamassa modificada é: Hemc5

3.3 força de união

Pode ser visto a partir das curvas de variação da resistência à união das três argamassas modificadas com éter de celulose em diferentes idades que a força da união da argamassa modificada aumenta com o aumento do conteúdo de Hemc e gradualmente tende a ser estável. Com a extensão da idade, a força de união da argamassa modificada também mostrou uma tendência crescente.

Pode ser visto a partir das curvas de mudança de força de unidade de 28 dias das três argamassas modificadas com éter de celulose que a resistência à união da argamassa modificada aumenta com o aumento do conteúdo de HEMC e gradualmente tende a ser estável. Ao mesmo tempo, com o aumento do grau de polimerização do éter da celulose, a alteração da força de união da argamassa modificada é: Hemc20> Hemc10> Hemc5.

Isso 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 força de ligação ; No teste 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 força de união 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 hidratado e formar um filme de polímero entre as partículas de cimento, o que aumenta a flexibilidade e a 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 força de cimento e a resistência à 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 completamente, a incorporação do éter de celulose melhora o desempenho de retenção de água da argamassa, o cimento é totalmente hidratado e os produtos de hidratação são óbvios.

Isso ocorre porque o éter de celulose foi tratado com um processo especial de etherificação, que possui excelente dispersão e retenção de água. A água é gradualmente liberada por um longo período de tempo, apenas uma pequena quantidade de água escapa dos poros capilares devido à secagem e evaporação, e a maioria da água se hidrata com o cimento para garantir a força da argamassa de cimento modificada.

4 Conclusão

um. À medida que o conteúdo do HEMC aumenta, a resistência à compressão de argamassa modificada em diferentes idades diminui continuamente, e a faixa de redução diminui e tende a ser plana; Quando o conteúdo do éter da celulose é maior que 0,8%, o 7D e o 28D a resistência à compressão da amostra em branco de idade 3D é menor que a da amostra em branco, enquanto a resistência à compressão em idade 3D da argamassa modificada é quase zero. A amostra quebra quando pressionada levemente e o interior é em pó com baixa densidade.

b. Quando a mesma quantidade de éter de celulose é adicionada, a resistência à compressão de argamassa modificada 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 conteúdo de Hemc. A mudança de força de flexão da argamassa modificada é: Hemc5

d. A força de ligação da argamassa modificada aumenta com o aumento do conteúdo de HEMC e gradualmente tende a ser estável. Ao mesmo tempo, com o aumento do grau de polimerização do éter da celulose, a alteração da força de união da argamassa modificada é: Hemc20> Hemc10> Hemc5.

e. Depois que o éter da celulose é misturado na argamassa de cimento, o cristal cresce completamente, os poros entre os grãos de cristal são reduzidos e o cimento é totalmente hidratado, o que garante a resistência à compressão, flexão e união da argamassa de cimento.