Eter de celuloză pe mortar autonivelant

Efecteleeter de hidroxipropil metil celulozăs-au studiat fluiditatea, reținerea apei și rezistența de lipire a mortarului autonivelant. Rezultatele arată că HPMC poate îmbunătăți în mod eficient retenția de apă a mortarului autonivelant și poate reduce consistența mortarului. Introducerea HPMC poate îmbunătăți rezistența de lipire a mortarului, dar rezistența la compresiune, rezistența la încovoiere și fluiditatea sunt reduse. Testul de contrast SEM a fost efectuat pe probe, iar efectul HPMC asupra efectului de întârziere, efectului de reținere a apei și rezistenței mortarului a fost explicat în continuare din cursul de hidratare a cimentului la 3 și 28 de zile.

Cuvinte cheie:mortar autonivelant; eter de celuloză; Fluiditate; Retenție de apă

0. Introducere

Mortarul autonivelant se poate baza pe propria sa greutate pentru a forma o fundație plată, netedă și puternică pe substrat, astfel încât să așeze sau să lipească alte materiale și poate realiza o suprafață mare de construcție de înaltă eficiență, prin urmare, lichiditatea ridicată este un caracteristică foarte semnificativă a mortarului autonivelant; Mai ales ca un volum mare, dens armat sau un gol mai mic de 10 mm umplere sau utilizarea de armare a materialului de chituire. Pe lângă o bună fluiditate, mortarul autonivelant trebuie să aibă o anumită reținere a apei și rezistență la lipire, să nu aibă un fenomen de segregare a sângerării și să aibă caracteristicile unei creșteri adiabatice și scăzute a temperaturii.

În general, mortarul autonivelant necesită o fluiditate bună, dar fluiditatea reală a șlamului de ciment este de obicei de numai 10 ~ 12 cm. Mortarul autonivelant poate fi auto-compactant, iar timpul de priză inițial este lung, iar timpul de priză finală este scurt. Eterul de celuloză este unul dintre principalii aditivi ai mortarului gata amestecat, deși cantitatea de adăugare este foarte mică, dar poate îmbunătăți semnificativ performanța mortarului, poate îmbunătăți consistența mortarului, performanța de lucru, performanța de lipire și performanța de retenție a apei, are un rol foarte important în domeniul mortarului gata amestecat.

1. Materii prime și metode de cercetare

1.1 Materii Prime

(1) Ciment obișnuit P·O 42,5.

(2) Material nisip: Nisip de mare spălat Xiamen, dimensiunea particulelor este de 0,3 ~ 0,6 mm, conținutul de apă este de 1% ~ 2%, uscare artificială.

(3) Eterul de celuloză: eterul de hidroxipropil metil celuloză este produsul hidroxil înlocuit cu metoxi și, respectiv, hidroxipropil, cu o vâscozitate de 300mpa·s. În prezent, cea mai mare parte a eterului de celuloză utilizat este eterul hidroxipropil metil celuloză şi eterul hidroxietil metil celuloză.

(4) superplastifiant: superplastifiant de acid policarboxilic.

(5) Pulbere de latex redispersabilă: seria HW5115 produsă de Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. este o pulbere de latex redispersabilă copolimerizată de VAC/VeoVa.

1.2 Metode de testare

Testul a fost efectuat în conformitate cu standardul industrial JC/T 985-2005 „Motarr autonivelant pe bază de ciment pentru utilizare la sol”. Timpul de priză a fost determinat prin referire la consistența standard și timpul de priză a pastei de ciment JC/T 727. Testul de formare, îndoire și rezistență la compresiune a eșantionului de mortar autonivelant se referă la GB/T 17671. Metoda de testare a rezistenței de aderență: Blocul de testare a mortarului de 80 mmx80 mmx20 mm este pregătit în avans, iar vârsta sa este de peste 28d. Suprafața este aspră, iar apa saturată de pe suprafață este șters după 10 minute de umezire. Piesa de test de mortar se toarnă pe suprafața lustruită cu dimensiunea de 40mmx40mmx10mm. Rezistența aderării este testată la vârsta de proiectare.

Microscopia electronică cu scanare (SEM) a fost utilizată pentru a analiza morfologia materialelor cimentate în suspensie. În studiu, metoda de amestecare a tuturor materialelor sub formă de pulbere este: mai întâi, materialele pulbere ale fiecărei componente sunt amestecate uniform și apoi adăugate la apa propusă pentru o amestecare uniformă. Efectul eterului de celuloză asupra mortarului autonivelant a fost analizat prin teste microscopice de rezistență, retenție de apă, fluiditate și SEM.

2. Rezultate și analiză

2.1 Mobilitate

Eterul de celuloză are un efect important asupra reținerii apei, consistenței și performanței de construcție a mortarului autonivelant. În special ca mortar autonivelant, fluiditatea este unul dintre principalii indici de evaluare a performanței mortarului autonivelant. Pe premisa asigurării compoziției normale a mortarului, fluiditatea mortarului poate fi ajustată prin modificarea conținutului de eter de celuloză.

Odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză. Fluiditatea mortarului scade treptat. Când doza este de 0,06%, fluiditatea mortarului scade cu mai mult de 8%, iar când doza este de 0,08%, fluiditatea scade cu mai mult de 13,5%. În același timp, odată cu extinderea vârstei, doza mare indică faptul că cantitatea de eter de celuloză trebuie controlată într-un anumit interval, dozarea prea mare va aduce efecte negative asupra fluidității mortarului. Apa și cimentul din mortar formează pasta curată pentru a umple golul de nisip și se înfășoară în jurul nisipului pentru a juca un rol de lubrifiere, astfel încât mortarul să aibă o anumită fluiditate. Odată cu introducerea eterului de celuloză, conținutul de apă liberă din sistem este relativ redus, iar stratul de acoperire de pe peretele exterior de nisip este redus, reducând astfel fluxul de mortar. Datorită cerinței de mortar autonivelant cu fluiditate ridicată, cantitatea de eter de celuloză trebuie controlată într-un interval rezonabil.

2.2 Retenția de apă

Retenția de apă a mortarului este un indice important pentru măsurarea stabilității componentelor din mortarul de ciment proaspăt amestecat. Adăugarea cantității adecvate de eter de celuloză poate îmbunătăți retenția de apă a mortarului. Pentru a face reacția de hidratare a materialului de cimentare complet, o cantitate rezonabilă de eter de celuloză poate menține apa în mortar pentru o lungă perioadă de timp pentru a se asigura că reacția de hidratare a materialului de cimentare poate fi realizată pe deplin.

Eterul de celuloză poate fi folosit ca agent de reținere a apei, deoarece atomii de oxigen de pe legăturile hidroxil și eter sunt asociați cu moleculele de apă pentru a forma legături de hidrogen, făcând ca apa liberă să devină apă combinată. Din relația dintre conținutul de eter de celuloză și rata de retenție a apei a mortarului se poate observa că rata de retenție a apei a mortarului crește odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză. Efectul de reținere a apei al eterului de celuloză poate împiedica substratul să absoarbă prea mult și prea rapid apă și să prevină evaporarea apei, asigurându-se astfel că mediul de șlam oferă suficientă apă pentru hidratarea cimentului. Există, de asemenea, studii care arată că, pe lângă cantitatea de eter de celuloză, vâscozitatea acestuia (greutatea moleculară) are și un impact mai mare asupra reținerii apei de mortar, cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât reținerea apei este mai bună. Eterul de celuloză cu o vâscozitate de 400 MPa·S este utilizat în general pentru mortarul autonivelant, care poate îmbunătăți performanța de nivelare a mortarului și poate îmbunătăți compactitatea mortarului. Când vâscozitatea depășește 40000 MPa·S, performanța de reținere a apei nu mai este îmbunătățită semnificativ și nu este potrivită pentru mortar autonivelant.

În acest studiu, au fost prelevate mostre de mortar cu eter de celuloză și mortar fără eter de celuloză. O parte din probe au fost probe de vârstă 3d, iar cealaltă parte a probelor de vârstă 3d au fost tratate standard pentru 28 d, iar apoi formarea produselor de hidratare a cimentului în probe a fost testată prin SEM.

Produșii de hidratare ai cimentului din proba martor de mortar la vârsta de 3 ani sunt mai mulți decât cei din proba cu eter de celuloză, iar la vârsta de 28 de ani, produsele de hidratare din proba cu eter de celuloză sunt mult mai mult decât cei din proba martor. Hidratarea timpurie a apei este întârziată deoarece există un strat de peliculă complex format din eter de celuloză pe suprafața particulelor de ciment în stadiul incipient. Cu toate acestea, odată cu extinderea vârstei, procesul de hidratare decurge lent. În acest moment, reținerea de apă a eterului de celuloză pe suspensie face să existe suficientă apă în suspensie pentru a satisface cererea de reacție de hidratare, ceea ce este favorabil progresului complet al reacției de hidratare. Prin urmare, există mai multe produse de hidratare în suspensie în etapa ulterioară. Relativ vorbind, există mai multă apă liberă în proba martor, care poate satisface apa necesară de reacția timpurie a cimentului. Cu toate acestea, odată cu progresul procesului de hidratare, o parte din apa din probă este consumată de reacția de hidratare timpurie, iar cealaltă parte este pierdută prin evaporare, rezultând apă insuficientă în suspensia ulterioară. Prin urmare, produsele de hidratare 3d din proba martor sunt relativ mai multe. Cantitatea de produse de hidratare este mult mai mică decât cantitatea de produse de hidratare din proba care conține eter de celuloză. Prin urmare, din perspectiva produselor de hidratare, se explică din nou că adăugarea unei cantități adecvate de eter de celuloză la mortar poate îmbunătăți într-adevăr retenția de apă a suspensiei.

2.3 Setarea timpului

Eterul de celuloză are un anumit efect de întârziere asupra mortarului, cu creșterea conținutului de eter de celuloză. Timpul de priză al mortarului este apoi prelungit. Efectul de întârziere al eterului de celuloză este direct legat de caracteristicile sale structurale. Eterul de celuloză are o structură inelă de glucoză deshidratată, care poate forma o poartă complexă moleculară a zahărului de calciu cu ioni de calciu în soluția de hidratare a cimentului, reduce concentrația ionilor de calciu în perioada de inducție a hidratării cimentului, previne formarea și precipitarea Ca(OH)2 și sare de calciu cristale, astfel încât să întârzie procesul de hidratare a cimentului. Efectul de întârziere al eterului de celuloză asupra suspensiei de ciment depinde în principal de gradul de substituție al alchilului și are o relație mică cu greutatea sa moleculară. Cu cât gradul de substituție al alchilului este mai mic, cu atât conținutul de hidroxil este mai mare, cu atât efectul de întârziere este mai evident. L. Semitz şi colab. credea că moleculele de eter de celuloză au fost adsorbite în principal pe produse de hidratare, cum ar fi C — S — H și Ca(OH)2, și rareori adsorbite pe mineralele originale de clincher. În combinație cu analiza SEM a procesului de hidratare a cimentului, se constată că eterul de celuloză are un anumit efect de întârziere și, cu cât conținutul de eter de celuloză este mai mare, cu atât este mai evident efectul de întârziere al stratului de film complex asupra hidratării timpurii a cimentului, prin urmare, mai evident efectul de întârziere.

2.4 Rezistența la încovoiere și rezistența la compresiune

În general, rezistența este unul dintre indicii importanți de evaluare a efectului de întărire a amestecurilor materialelor pe bază de ciment. Pe lângă performanța de curgere ridicată, mortarul autonivelant ar trebui să aibă și o anumită rezistență la compresiune și rezistență la încovoiere. În acest studiu, au fost testate rezistența la compresiune și rezistența la încovoiere de 7 și 28 de zile a mortarului semifabricat amestecat cu eter de celuloză.

Odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză, rezistența la compresiune a mortarului și rezistența la încovoiere sunt reduse în amplitudini diferite, conținutul este mic, influența asupra rezistenței nu este evidentă, dar cu un conținut de peste 0,02%, creșterea ratei de pierdere a rezistenței este mai evidentă. , prin urmare, în utilizarea eterului de celuloză pentru a îmbunătăți retenția apei de mortar, dar ia în considerare și schimbarea rezistenței.

Cauzele scăderii rezistenței la compresiune și la încovoiere a mortarului. Poate fi analizat din următoarele aspecte. În primul rând, cimentul cu rezistență timpurie și întărire rapidă nu a fost utilizat în studiu. Când mortarul uscat a fost amestecat cu apă, unele particule de pulbere de cauciuc eter celulozic au fost mai întâi adsorbite pe suprafața particulelor de ciment pentru a forma o peliculă de latex, care a întârziat hidratarea cimentului și a redus rezistența timpurie a matricei mortarului. În al doilea rând, pentru a simula mediul de lucru al pregătirii mortarului autonivelant pe șantier, toate specimenele din studiu nu au suferit vibrații în procesul de pregătire și turnare și s-au bazat pe autonivelarea. Datorită performanței puternice de reținere a apei a eterului de celuloză în mortar, un număr mare de pori au rămas în matrice după întărirea mortarului. Creșterea porozității mortarului este, de asemenea, un motiv important pentru scăderea rezistenței la compresiune și la încovoiere a mortarului. În plus, după adăugarea eterului de celuloză în mortar, conținutul de polimer flexibil din porii mortarului crește. Când matricea este presată, polimerul flexibil este dificil să joace un rol rigid de susținere, ceea ce afectează, de asemenea, performanța de rezistență a matricei într-o anumită măsură.

2.5 Forța de aderență

Eterul de celuloză are un efect mare asupra proprietății de lipire a mortarului și este utilizat pe scară largă în cercetarea și prepararea mortarului autonivelant.

Când conținutul de eter de celuloză este între 0,02% și 0,10%, rezistența de aderență a mortarului este în mod evident îmbunătățită, iar rezistența de aderență la 28 de zile este mult mai mare decât cea de la 7 zile. Eterul de celuloză formează un film de polimer închis între particulele de hidratare de ciment și sistemul de fază lichidă, care promovează mai multă apă în filmul polimeric în afara particulelor de ciment, ceea ce este favorabil hidratării complete a cimentului, astfel încât să îmbunătățească rezistența de legătură a pastei. după întărire. În același timp, cantitatea adecvată de eter de celuloză îmbunătățește plasticitatea și flexibilitatea mortarului, reduce rigiditatea zonei de tranziție dintre mortar și interfața substratului, reduce tensiunea de alunecare dintre interfață și îmbunătățește efectul de lipire între mortar și substrat în un anumit grad. Datorită prezenței eterului de celuloză în suspensia de ciment, între particulele de mortar și produsele de hidratare se formează o zonă specială de tranziție interfacială și un strat interfacial. Acest strat interfacial face zona de tranziție interfacială mai flexibilă și mai puțin rigidă, astfel încât mortarul are o rezistență puternică de lipire.

3. Concluzie și discuție

Eterul de celuloză poate îmbunătăți retenția de apă a mortarului autonivelant. Odată cu creșterea cantității de eter de celuloză, retenția de apă a mortarului este îmbunătățită treptat, iar fluiditatea mortarului și timpul de priză sunt reduse într-o anumită măsură. Retenția prea mare de apă va crește porozitatea șlamului întărit, ceea ce poate face ca rezistența la compresiune și la încovoiere a mortarului întărit să aibă o pierdere evidentă. În studiu, puterea a scăzut semnificativ atunci când doza a fost între 0,02% și 0,04% și cu cât cantitatea de eter de celuloză este mai mare, cu atât efectul de întârziere este mai evident. Prin urmare, atunci când se utilizează eter de celuloză, este, de asemenea, necesar să se ia în considerare în mod cuprinzător proprietățile mecanice ale mortarului autonivelant, selecția rezonabilă a dozei și efectul sinergic între acesta și alte materiale chimice.

Utilizarea eterului de celuloză poate reduce rezistența la compresiune și rezistența la încovoiere a șlamului de ciment și poate îmbunătăți rezistența de lipire a mortarului. Analiza motivelor schimbării rezistenței, cauzate în principal de schimbarea microproduselor și structurii, pe de o parte, particulele de pulbere de cauciuc eter celulozic adsorbite mai întâi pe suprafața particulelor de ciment, formarea peliculei de latex, întârzie hidratarea ciment, care va cauza pierderea rezistenței timpurii a nămolului; Pe de altă parte, datorită efectului de formare a peliculei și a efectului de reținere a apei, este favorabil hidratării complete a cimentului și îmbunătățirii rezistenței lipirii. Autorul consideră că aceste două tipuri de modificări de forță există în principal în limita perioadei de stabilire, iar avansul și întârzierea acestei limite pot fi punctul critic care provoacă amploarea celor două tipuri de forță. Un studiu mai aprofundat și mai sistematic al acestui punct critic va conduce la o mai bună reglare și analiză a procesului de hidratare a materialului cimentat în suspensie. Este util să ajustați cantitatea de eter de celuloză și timpul de întărire în funcție de cerințele proprietăților mecanice ale mortarului, astfel încât să îmbunătățiți performanța mortarului.