Efectul eterului de celuloză asupra proprietăților mortarului

Au fost studiate efectele a două tipuri de eteri de celuloză asupra performanței mortarului. Rezultatele au arătat că ambele tipuri de eteri de celuloză ar putea îmbunătăți semnificativ retenția de apă a mortarului și ar putea reduce consistența mortarului; Rezistența la compresiune este redusă în grade diferite, dar raportul de pliere și rezistența de lipire a mortarului sunt crescute în grade diferite, îmbunătățind astfel construcția mortarului.

Cuvinte cheie:eter de celuloză; agent de reținere a apei; puterea de legătură

Eter de celuloză (MC)este un derivat al materialului natural celuloza. Eterul de celuloză poate fi utilizat ca agent de reținere a apei, agent de îngroșare, liant, dispersant, stabilizator, agent de suspendare, emulgator și ajutor de formare a peliculei etc. Deoarece eterul de celuloză are un efect bun de reținere a apei și de îngroșare a mortarului, poate îmbunătăți semnificativ lucrabilitatea de mortar, astfel încât eterul de celuloză este cel mai des utilizat polimer solubil în apă în mortar.

1. Materiale de testare și metode de testare

1.1 Materii prime

Ciment: ciment Portland obișnuit produs de Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd., cu un grad de rezistență de 42,5. Nisip: nisip galben Nanyang, modul de finețe 2,75, nisip mediu. Eter de celuloză (MC): C9101 produs de Beijing Luojian Company și HPMC produs de Shanghai Huiguang Company.

1.2 Metoda de testare

În acest studiu, raportul var-nisip a fost de 1:2, iar raportul apă-ciment a fost de 0,45; eterul de celuloză a fost amestecat mai întâi cu ciment, apoi a fost adăugat nisip și agitat uniform. Doza de eter de celuloză se calculează în funcție de procentul de masă de ciment.

Testul de rezistență la compresiune și testul de consistență sunt efectuate cu referire la JGJ 70-90 „Metode de testare pentru proprietățile de bază ale mortarului de construcție”. Testul de rezistență la încovoiere se efectuează conform GB/T 17671–1999 „Test de rezistență a mortarului de ciment”.

Testul de reținere a apei a fost efectuat conform metodei hârtiei de filtru utilizată în întreprinderile franceze de producție de beton celular. Procesul specific este următorul: (1) puneți 5 straturi de hârtie de filtru lentă pe o placă circulară de plastic și cântăriți masa acesteia; (2) puneți unul în contact direct cu mortarul Așezați hârtia de filtru de mare viteză pe hârtia de filtru de viteză mică, apoi apăsați un cilindru cu un diametru interior de 56 mm și o înălțime de 55 mm pe hârtia de filtru rapidă; (3) Turnați mortarul în cilindru; (4) După ce mortarul și hârtia de filtru intră în contact timp de 15 minute, cântăriți din nou Calitatea hârtiei de filtru lentă și a discului de plastic; (5) Calculați masa de apă absorbită de hârtia de filtru lentă pe suprafață de metru pătrat, care este rata de absorbție a apei; (6) Rata de absorbție a apei este media aritmetică a celor două rezultate ale testelor. Dacă diferența dintre valorile ratei depășește 10%, testul trebuie repetat; (7) Retenția de apă a mortarului se exprimă prin viteza de absorbție a apei.

Testul de rezistență a lipirii a fost efectuat cu referire la metoda recomandată de Societatea Japoneză pentru Știința Materialelor, iar rezistența de aderență a fost caracterizată prin rezistența la încovoiere. Testul adoptă o probă de prismă a cărei dimensiune este de 160 mm×40 mm×40 mm. Proba obișnuită de mortar făcută în prealabil a fost vindecată până la vârsta de 28 de zile și apoi tăiată în două jumătăți. Cele două jumătăți ale probei au fost transformate în probe cu mortar obișnuit sau mortar polimeric, apoi au fost întărite în mod natural în interior până la o anumită vârstă, apoi au fost testate conform metodei de testare pentru rezistența la încovoiere a mortarului de ciment.

2. Rezultatele testelor și analize

2.1 Consecvență

Din efectul eterului de celuloză asupra consistenței mortarului, se poate observa că odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză, consistența mortarului prezintă practic o tendință descendentă, iar scăderea consistenței mortarului amestecat cu HPMC este mai rapidă. decât cel al mortarului amestecat cu C9101. Acest lucru se datorează faptului că vâscozitatea eterului de celuloză împiedică curgerea mortarului, iar vâscozitatea HPMC este mai mare decât cea a C9101.

2.2 Retenție de apă

În mortar, materialele de ciment, cum ar fi cimentul și ghipsul, trebuie hidratate cu apă pentru a se întări. O cantitate rezonabilă de eter de celuloză poate menține umezeala în mortar o perioadă suficient de lungă, astfel încât procesul de întărire și întărire să poată continua.

Din efectul conținutului de eter de celuloză asupra retenției de apă a mortarului, se poate observa că: (1) Odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză C9101 sau HPMC, viteza de absorbție a apei a mortarului a scăzut semnificativ, adică retenția de apă a Mortarul a fost îmbunătățit semnificativ, mai ales atunci când este amestecat cu Mortar de HPMC. Retenția sa de apă poate fi îmbunătățită mai mult; (2) Când cantitatea de HPMC este de 0,05% până la 0,10%, mortarul îndeplinește pe deplin cerințele de reținere a apei în procesul de construcție.

Ambii eteri de celuloză sunt polimeri neionici. Grupările hidroxil de pe lanțul molecular al eterului de celuloză și atomii de oxigen de pe legăturile eterice pot forma legături de hidrogen cu moleculele de apă, transformând apa liberă în apă legată, jucând astfel un rol bun în retenția apei.

Retenția de apă a eterului de celuloză depinde în principal de vâscozitatea acestuia, dimensiunea particulelor, viteza de dizolvare și cantitatea de adăugare. În general, cu cât cantitatea adăugată este mai mare, cu atât este mai mare vâscozitatea, iar cu cât este mai fină, cu atât este mai mare retenția de apă. Atât C9101, cât și HPMC eterul de celuloză au grupări metoxi și hidroxipropoxi în lanțul molecular, dar conținutul de metoxi în eterul de celuloză HPMC este mai mare decât cel al C9101, iar vâscozitatea HPMC este mai mare decât cea a C9101, deci retenția de apă a mortarului amestecat cu HPMC este mai mare decât cel al mortarului amestecat cu mortar mare HPMC C9101. Cu toate acestea, dacă vâscozitatea și greutatea moleculară relativă a eterului de celuloză sunt prea mari, solubilitatea acestuia va scădea în consecință, ceea ce va avea un impact negativ asupra rezistenței și prelucrabilității mortarului. Rezistență structurală pentru a obține un efect de lipire excelent.

2.3 Rezistența la încovoiere și rezistența la compresiune

Din efectul eterului de celuloză asupra rezistenței la încovoiere și la compresiune a mortarului, se poate observa că odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză, rezistența la încovoiere și compresiune a mortarului la 7 și 28 de zile a prezentat o tendință descendentă. Acest lucru se datorează în principal: (1) Când se adaugă eter de celuloză la mortar, polimerii flexibili din porii mortarului sunt măriți, iar acești polimeri flexibili nu pot oferi suport rigid atunci când matricea compozită este comprimată. Ca rezultat, rezistența la încovoiere și la compresiune a mortarului este redusă; (2) Odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză, efectul său de reținere a apei devine din ce în ce mai bun, astfel încât după formarea blocului de testare a mortarului, porozitatea blocului de testare a mortarului crește, rezistența la încovoiere și la compresiune va fi redusă. ; (3) când mortarul amestecat uscat este amestecat cu apă, particulele de latex de celuloză eter sunt mai întâi adsorbite pe suprafața particulelor de ciment pentru a forma o peliculă de latex, care reduce hidratarea cimentului, reducând astfel și rezistența mortarul.

2.4 Raport de pliere

Flexibilitatea mortarului conferă mortarului o bună deformabilitate, ceea ce îi permite să se adapteze la solicitarea generată de contracția și deformarea suportului, îmbunătățind astfel foarte mult rezistența de aderență și durabilitatea mortarului.

Din efectul conținutului de eter de celuloză asupra raportului de pliere a mortarului (ff/fo), se poate observa că odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză C9101 și HPMC, raportul de pliere a mortarului a prezentat practic o tendință de creștere, indicând faptul că flexibilitatea mortarului a fost îmbunătățită.

Când eterul de celuloză se dizolvă în mortar, deoarece metoxilul și hidroxipropoxilul de pe lanțul molecular vor reacționa cu Ca2+ și Al3+ din suspensie, se formează un gel vâscos și se umple în golul mortarului de ciment, astfel încât joacă un rol de umplere flexibilă. și armătură flexibilă, îmbunătățind compactitatea mortarului și arată că flexibilitatea mortarului modificat este îmbunătățită macroscopic.

2.5 Rezistența lipirii

Din efectul conținutului de eter de celuloză asupra rezistenței de legare a mortarului, se poate observa că rezistența de legare a mortarului crește odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză.

Adăugarea de eter de celuloză poate forma un strat subțire de film polimeric impermeabil între eterul de celuloză și particulele de ciment hidratat. Acest film are un efect de etanșare și îmbunătățește fenomenul de „uscare la suprafață” al mortarului. Datorită reținerii bune a apei a eterului de celuloză, în interiorul mortarului este stocată suficientă apă, asigurând astfel întărirea la hidratare a cimentului și dezvoltarea completă a rezistenței acestuia și îmbunătățirea rezistenței de aderență a pastei de ciment. În plus, adăugarea de eter de celuloză îmbunătățește coeziunea mortarului și face ca mortarul să aibă plasticitate și flexibilitate bună, ceea ce face ca mortarul să se adapteze bine la deformarea prin contracție a substratului, îmbunătățind astfel rezistența de aderență a mortarului. .

2.6 Contracție

Se poate observa din efectul conținutului de eter de celuloză asupra contracției mortarului: (1) Valoarea de contracție a mortarului de eter de celuloză este mult mai mică decât a mortarului semifabricat. (2) Odată cu creșterea conținutului de C9101, valoarea de contracție a mortarului a scăzut treptat, dar când conținutul a ajuns la 0,30%, valoarea de contracție a mortarului a crescut. Acest lucru se datorează faptului că cu cât cantitatea de eter de celuloză este mai mare, cu atât este mai mare vâscozitatea acestuia, ceea ce determină o creștere a cererii de apă. (3) Odată cu creșterea conținutului de HPMC, valoarea de contracție a mortarului a scăzut treptat, dar când conținutul său a ajuns la 0,20%, valoarea de contracție a mortarului a crescut și apoi a scăzut. Acest lucru se datorează faptului că vâscozitatea HPMC este mai mare decât cea a C9101. Cu cât vâscozitatea eterului de celuloză este mai mare. Cu cât retenția de apă este mai bună, cu atât conținutul de aer este mai mare, când conținutul de aer atinge un anumit nivel, valoarea de contracție a mortarului va crește. Prin urmare, în ceea ce privește valoarea de contracție, doza optimă de C9101 este de 0,05% ~ 0,20%. Doza optimă de HPMC este de 0,05% ~ 0,10%.

3. Concluzie

1. Eterul de celuloză poate îmbunătăți retenția de apă a mortarului și poate reduce consistența mortarului. Ajustarea cantității de eter de celuloză poate satisface nevoile de mortar utilizat în diferite proiecte.

2. Adăugarea de eter de celuloză reduce rezistența la încovoiere și rezistența la compresiune a mortarului, dar crește raportul de pliere și rezistența de lipire într-o anumită măsură, îmbunătățind astfel durabilitatea mortarului.

3. Adăugarea de eter de celuloză poate îmbunătăți performanța de contracție a mortarului, iar odată cu creșterea conținutului său, valoarea de contracție a mortarului devine din ce în ce mai mică. Dar atunci când cantitatea de eter de celuloză atinge un anumit nivel, valoarea de contracție a mortarului crește într-o anumită măsură datorită creșterii cantității care antrenează aer.