Influența eterului de celuloză asupra retenției de apă

Metoda de simulare a mediului a fost utilizată pentru a studia efectul eterilor de celuloză cu diferite grade de substituție și substituție molară asupra reținerii de apă a mortarului în condiții de căldură. Analiza rezultatelor testelor folosind instrumente statistice arată că eterul hidroxietil metil celuloză cu grad scăzut de substituție și grad mare de substituție molară prezintă cea mai bună retenție de apă în mortar.

Cuvinte cheie: eter de celuloză: retenție de apă; mortar; metoda de simulare a mediului; conditii calde

Datorită avantajelor sale în controlul calității, comoditatea de utilizare și transport și protecția mediului, mortarul uscat este utilizat în prezent din ce în ce mai pe scară largă în construcția clădirilor. Mortarul amestecat uscat este utilizat după adăugarea apei și amestecarea la șantier. Apa are două funcții principale: una este de a asigura performanța de construcție a mortarului, iar cealaltă este de a asigura hidratarea materialului de ciment, astfel încât mortarul să poată atinge proprietățile fizice și mecanice necesare după întărire. De la finalizarea adăugării apei la mortar până la finalizarea construcției până la obținerea proprietăților fizice și mecanice suficiente, apa liberă va migra în două direcții pe lângă hidratarea cimentului: absorbția stratului de bază și evaporarea suprafeței. În condiții calde sau în lumina directă a soarelui, umezeala se evaporă rapid de la suprafață. În condiții calde sau în lumina directă a soarelui, este esențial ca mortarul să rețină rapid umiditatea de la suprafață și să reducă pierderea liberă a apei. Cheia pentru evaluarea retenției de apă a mortarului este determinarea metodei de testare adecvate. Li Wei și colab. a studiat metoda de testare a retenției apei mortarului și a constatat că, în comparație cu metoda de filtrare în vid și metoda hârtiei de filtru, metoda de simulare a mediului poate caracteriza în mod eficient retenția de apă a mortarului la diferite temperaturi ambientale.

Eterul de celuloză este cel mai frecvent utilizat agent de reținere a apei în produsele de mortar amestecate uscat. Cei mai des utilizați eteri de celuloză în mortarul amestecat uscat sunt eterul hidroxietil metil celuloză (HEMC) și eterul hidroxipropil metil celuloză (HPMC). Grupările substituente corespunzătoare sunt hidroxietil, metil şi hidroxipropil, metil. Gradul de substituție (DS) al eterului de celuloză indică gradul în care gruparea hidroxil de pe fiecare unitate de anhidroglucoză este substituită, iar gradul de substituție molară (MS) indică faptul că, dacă gruparea de substituție conține o grupare hidroxil, reacția de substituție continuă să se efectuează reacția de eterificare din noua grupare hidroxil liberă. grad. Structura chimică și gradul de substituție a eterului de celuloză sunt factori importanți care afectează transportul umidității în mortar și microstructura mortarului. Creșterea greutății moleculare a eterului de celuloză va crește retenția de apă a mortarului, iar gradul diferit de substituție va afecta și retenția de apă a mortarului.

Principalii factori ai mediului de construcție a mortarului uscat includ temperatura ambiantă, umiditatea relativă, viteza vântului și precipitațiile. În ceea ce privește climatele calde, Comitetul 305 ACI (American Concrete Institute) îl definește ca fiind orice combinație de factori precum temperatura atmosferică ridicată, umiditatea relativă scăzută și viteza vântului, care afectează calitatea sau performanța betonului proaspăt sau întărit de acest tip de vreme. Vara în țara mea este adesea sezonul de vârf pentru construcția diferitelor proiecte de construcții. Construcția într-un climat cald, cu temperatură ridicată și umiditate scăzută, în special partea de mortar din spatele peretelui poate fi expusă la lumina soarelui, ceea ce va afecta amestecarea proaspătă și întărirea mortarului amestecat uscat. Efecte semnificative asupra performanței, cum ar fi prelucrabilitatea redusă, deshidratarea și pierderea rezistenței. Modul de asigurare a calității mortarului mixt uscat în construcțiile cu climă caldă a atras atenția și cercetarea tehnicienilor din industria mortarului și a personalului din construcții.

În această lucrare, metoda de simulare a mediului este utilizată pentru a evalua retenția de apă a mortarului amestecat cu hidroxietil metil celuloză eter și hidroxipropil metil celuloză eter cu diferite grade de substituție și substituție molară la 45℃, iar software-ul statistic este utilizat JMP8.02 analizează datele testului pentru a studia influența diferiților eteri de celuloză asupra reținerii de apă a mortarului în condiții calde.

1. Materii prime și metode de testare

1.1 Materii prime

Conch P. 042.5 Ciment, nisip de cuarț cu ochiuri de 50-100, hidroxietil metilceluloză eter (HEMC) și hidroxipropil metilceluloză eter (HPMC) cu o vâscozitate de 40000 mPa·s. Pentru a evita influența altor componente, testul adoptă o formulă de mortar simplificată, incluzând 30% ciment, 0,2% eter de celuloză și 69,8% nisip de cuarț, iar cantitatea de apă adăugată este de 19% din formula totală a mortarului. Ambele sunt rapoarte de masă.

1.2 Metoda de simulare a mediului

Dispozitivul de testare al metodei de simulare a mediului utilizează lămpi de iod-tungsten, ventilatoare și camere de mediu pentru a simula temperatura exterioară, umiditatea și viteza vântului etc., pentru a testa diferența de calitate a mortarului proaspăt amestecat în diferite condiții și pentru a testați reținerea de apă a mortarului. În acest experiment, metoda de testare din literatură a fost îmbunătățită, iar computerul este conectat la balanță pentru înregistrarea și testarea automată, reducând astfel eroarea experimentală.

Testul a fost efectuat într-un laborator standard [temperatura (23±2)°C, umiditate relativă (50±3)%] folosind un strat de bază neabsorbant (vasă de plastic cu un diametru interior de 88 mm) la o temperatură de iradiere de 45°C. Metoda de testare este următoarea:

(1) Cu ventilatorul oprit, porniți lampa cu iod-tungsten și puneți vasul de plastic într-o poziție fixă ​​vertical sub lampa cu iod-tungsten pentru a se preîncălzi timp de 1 oră;

(2) Cântăriți vasul de plastic, apoi puneți mortarul amestecat în vasul de plastic, neteziți-l în funcție de grosimea necesară și apoi cântăriți-l;

(3) Puneți vasul de plastic înapoi în poziția inițială, iar software-ul controlează balanța să cântărească automat o dată la 5 minute, iar testul se termină după 1 oră.

2. Rezultate și discuții

Rezultatele calculului ratei de retenție a apei R0 a mortarului amestecat cu diferiți eteri de celuloză după iradiere la 45°C timp de 30 min.

Datele de testare de mai sus au fost analizate folosind produsul JMP8.02 al grupului de software statistic SAS Company, pentru a obține rezultate de analiză fiabile. Procesul de analiză este următorul.

2.1 Analiza de regresie și potrivire

Potrivirea modelului a fost realizată prin cele mai mici pătrate standard. Comparația dintre valoarea măsurată și valoarea prezisă arată evaluarea potrivirii modelului și este complet afișată grafic. Cele două curbe întrerupte reprezintă „intervalul de încredere 95%”, iar linia orizontală întreruptă reprezintă valoarea medie a tuturor datelor. Curba întreruptă și Intersecția liniilor orizontale întrerupte indică faptul că pseudo-etapa modelului este tipică.

Valori specifice pentru rezumatul potrivirii și ANOVA. În rezumatul potrivit, R² a ajuns la 97%, iar valoarea P în analiza varianței a fost mult mai mică de 0,05. Combinația celor două condiții arată în continuare că potrivirea modelului este semnificativă.

2.2 Analiza factorilor de influență

În sfera acestui experiment, în condiția a 30 de minute de iradiere, factorii de influență de adaptare sunt următorii: în ceea ce privește factorii unici, valorile p obținute de tipul de eter de celuloză și gradul de substituție molară sunt toate mai mici de 0,05 , ceea ce arată că al doilea Acesta din urmă are un impact semnificativ asupra retenției de apă a mortarului. În ceea ce privește interacțiunea, din rezultatele experimentale ale analizei de potrivire rezultă impactul tipului de eter de celuloză, gradul de substituție (Ds) și gradul de substituție molară (MS) asupra reținerii de apă a mortarului, tipul de eter de celuloză și gradul de substituție, Interacțiunea dintre gradul de substituție și gradul molar de substituție are un efect semnificativ asupra retenției de apă a mortarului, deoarece valorile p ale ambelor sunt mai mici de 0,05. Interacțiunea factorilor indică faptul că interacțiunea a doi factori este descrisă mai intuitiv. Crucea indică faptul că cele două au o corelație puternică, iar paralelismul indică faptul că cele două au o corelație slabă. În diagrama de interacțiune a factorilor, luați ariaα unde tipul vertical și gradul de substituție laterală interacționează ca exemplu, cele două segmente de linie se intersectează, indicând că corelația dintre tip și gradul de substituție este puternică, iar în zona b unde tipul vertical și gradul de substituție laterală molară interacționează, cele două segmente de linie tind să fie paralele, ceea ce indică faptul că corelația dintre tip și substituția molară este slabă.

2.3 Predicția retenției de apă

Pe baza modelului de potrivire, în funcție de influența cuprinzătoare a diferiților eteri de celuloză asupra reținerii de apă a mortarului, retenția de apă a mortarului este prezisă de software-ul JMP și se găsește combinația de parametri pentru cea mai bună retenție de apă a mortarului. Predicția de retenție a apei arată combinația dintre cea mai bună retenție a apei de mortar și tendința de dezvoltare a acesteia, adică HEMC este mai bun decât HPMC în comparație de tip, substituția medie și scăzută este mai bună decât substituția ridicată, iar substituția medie și ridicată este mai bună decât substituția scăzută. în substituția molară, dar Nu există nicio diferență semnificativă între cele două în această combinație. În rezumat, eteri de hidroxietil metil celuloză cu grad scăzut de substituție și grad mare de substituție molară au arătat cea mai bună retenție a apei de mortar la 45℃. În cadrul acestei combinații, valoarea estimată a retenției de apă dată de sistem este 0,611736±0,014244.

3. Concluzie

(1) Ca un singur factor semnificativ, tipul de eter de celuloză are un impact semnificativ asupra retenției de apă a mortarului, iar hidroxietil metil celuloză eter (HEMC) este mai bun decât hidroxipropil metil celuloză eter (HPMC). Arată că diferența de tip de substituție va duce la diferența de retenție a apei. În același timp, tipul de eter de celuloză interacționează și cu gradul de substituție.

(2) Ca factor de influență unic semnificativ, gradul de substituție molară a eterului de celuloză scade, iar retenția de apă a mortarului tinde să scadă. Aceasta arată că, pe măsură ce lanțul lateral al grupării substituente eterului de celuloză continuă să sufere o reacție de eterificare cu gruparea hidroxil liberă, va duce, de asemenea, la diferențe în retenția de apă a mortarului.

(3) Gradul de substituție al eterilor de celuloză a interacționat cu tipul și gradul molar de substituție. Intre gradul de substitutie si tip, in cazul gradului scazut de substitutie, retentia de apa a HEMC este mai buna decat cea a HPMC; în cazul unui grad ridicat de substituție, diferența dintre HEMC și HPMC nu este mare. Pentru interacțiunea dintre gradul de substituție și substituția molară, în cazul gradului scăzut de substituție, retenția de apă cu gradul molar scăzut de substituție este mai bună decât cea a gradului molar ridicat de substituție; Diferența nu este mare.

(4) Mortarul amestecat cu hidroxietil metil celuloză eter cu grad scăzut de substituție și grad mare de substituție molară a prezentat cea mai bună retenție a apei în condiții calde. Cu toate acestea, cum se explică efectul tipului de eter de celuloză, al gradului de substituție și al gradului molar de substituție asupra reținerii de apă a mortarului, problema mecanică în acest aspect necesită încă un studiu suplimentar.