Proprietăți mecanice ale eterului de celuloză modificat pentru mortar de ciment
S-a preparat mortar de ciment modificat cu un raport apă-ciment de 0,45, un raport var-nisip de 1:2,5 și eter de celuloză cu diferite vâscozități de 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% și 1,0% . Prin măsurarea proprietăților mecanice ale mortarului de ciment și observarea morfologiei microscopice, a fost studiat efectul HEMC asupra rezistenței la compresiune, rezistenței la încovoiere și rezistenței de aderență a mortarului de ciment modificat. Rezultatele cercetării arată că: odată cu creșterea conținutului de HEMC, rezistența la compresiune a mortarului modificat la diferite vârste scade continuu, iar intervalul de scădere scade și tinde să fie blând; când se adaugă același conținut de eter de celuloză, rezistența la compresiune a mortarului modificat cu eter de celuloză cu vâscozități diferite este: HEMC20
Cuvinte cheie:eter de celuloză; mortar de ciment; rezistența la compresiune; rezistența la încovoiere; puterea de legătură
1 Introducere
În această etapă, cererea anuală de mortar în lume depășește 200 de milioane de tone, iar cererea industrială este în continuare în creștere. În prezent, mortarul tradițional de ciment are defecte precum sângerare, delaminare, contracție mare la uscare, impermeabilitate slabă, rezistență scăzută la întindere și hidratare incompletă din cauza pierderii de apă, care sunt greu de rezolvat, nu numai că provoacă defecte de construcție, ci și duc la tracțiune. la întărire Apar fenomene precum crăparea mortarului, pulverizarea, vărsarea și scobirea.
Fiind unul dintre cele mai frecvent utilizate aditivi pentru mortarul comercial, eterul de celuloză are funcții de reținere a apei, îngroșare și întârziere și poate fi utilizat pentru a îmbunătăți proprietățile fizice ale mortarului de ciment, cum ar fi lucrabilitatea, reținerea apei, performanța de lipire și timpul de priză. , cum ar fi creșterea semnificativă a cimentului. Rezistența la tracțiune a mortarului va fi redusă, dar rezistența la compresiune, rezistența la încovoiere și modulul elastic al mortarului de ciment vor fi reduse. Zhang Yishun și alții au studiat efectul eterului de metil celuloză și al eterului de hidroxipropil metil celuloză asupra proprietăților mortarului. Rezultatele au arătat că: atât eterii de celuloză pot îmbunătăți retenția de apă a mortarului, cât și rezistența la încovoiere și rezistența la compresiune scade în grade diferite, în timp ce raportul de pliere și rezistența de lipire a mortarului cresc în grade diferite, iar performanța la contracție a mortarului poate fi imbunatatit. AJenni, R.Zurbriggen etc. au folosit tehnici moderne de testare și analiză pentru a studia interacțiunea diferitelor materiale în sistemul de mortar adeziv în strat subțire modificat cu eter de celuloză și au observat că eterul de celuloză și Ca(OH) au apărut lângă suprafața mortarului. . 2, indicând migrarea eterilor de celuloză în materiale pe bază de ciment.
În această lucrare, folosind metode de testare a mortarului, cum ar fi rezistența la compresiune, rezistența la încovoiere, lipirea și aspectul microscopic SEM, este studiată influența mortarului de ciment cu eter celulozic asupra proprietăților mecanice, cum ar fi rezistența la compresiune, rezistența la încovoiere și rezistența lipirii la diferite vârste, si este expus. mecanismul său de acțiune.
2. Materii prime și metode de încercare
2.1 Materii prime
2.1.1 Ciment
Cimentul laurat obișnuit produs de Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., model P 042.5 (GB175-2007), are o densitate de 3,25 g/cm³ și o suprafață specifică de 4200 cm²/g.
2.1.2 Eter de hidroxipropil metilceluloză
Thehidroxietil metil celuloză eterprodus de Hercules Group din Statele Unite are vâscozități de 50000MPa/s, 100000MPa/s și 200000MPa/s în soluție 2% la 25°C, iar următoarele abrevieri sunt HEMC5, HEMC10 și HEMC20.
2.2 Metoda de testare
o. Rezistența la compresiune a mortarului modificat
Rezistența la compresiune a probelor de corp verde a fost testată cu o mașină de rezistență la compresiune TYE-300 de la Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Rata de încărcare este de 0,5 kN/s. Testul de rezistență la compresiune se efectuează conform GB/T17671-1999 „Metoda de testare a rezistenței mortarului de ciment (metoda ISO)”.
Prin definiție, formula pentru calcularea rezistenței la compresiune a corpului verde este:
Rc=F/S
Unde Rc—rezistența la compresiune, MPa;
F—sarcina de rupere care acționează asupra epruvetei, kN;
S—zona de presiune, m².
Prin definiție, formula pentru calcularea rezistenței la încovoiere a corpului verde este:
Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P
În formulă, Rf—rezistență la încovoiere, MPa;
P—sarcina de rupere care acționează asupra epruvetei, kN;
L—distanța dintre centrele cilindrilor de susținere, adică 10cm;
b, h—lățimea și înălțimea secțiunii transversale a corpului de testare, ambele fiind de 4 cm.
b. Rezistența la tracțiune a mortarului de ciment modificat
Utilizați Detectorul de rezistență a adezivului ZQS6-2000 pentru a măsura rezistența adezivului, iar viteza de tracțiune este de 2 mm/min. Testul de rezistență a lipirii a fost efectuat conform JC/T985-2005 „Mort autonivelant pe bază de ciment pentru sol”.
Prin definiție, formula pentru calcularea rezistenței de legătură a corpului verde este:
P=F/S
În formula, P—rezistența la tracțiune, MPa;
F—sarcina maximă de eroare, N;
S—suprafata de lipire, mm².
3. Rezultate și discuții
3.1 Rezistența la compresiune
Din rezistența la compresiune a două tipuri de mortare modificate cu eter celulozic cu vâscozități diferite la vârste diferite, se poate observa că odată cu creșterea conținutului de HEMC, rezistența la compresiune a mortarelor modificate cu eter celulozic la diferite vârste (3d, 7d și 28d) a scăzut. semnificativ. Scăzut semnificativ și stabilizat treptat: când conținutul de HEMC a fost mai mic de 0,4%, rezistența la compresiune a scăzut semnificativ în comparație cu proba martor; când conținutul de HEMC a fost de 0,4% ~ 1,0%, tendința de scădere a rezistenței la compresiune a încetinit. Când conținutul de eter de celuloză este mai mare de 0,8%, rezistența la compresiune a vârstei 7d și 28d este mai mică decât cea a probei martor la vârsta 3d, în timp ce rezistența la compresiune a mortarului modificat 3d este aproape zero, iar proba este usor presat Instantaneu zdrobit, interiorul este pudrat, iar densitatea este foarte mica.
Impactul aceluiași HEMC asupra rezistenței la compresiune a mortarului modificat la diferite vârste este, de asemenea, diferit, arătând că rezistența la compresiune a 28d scade odată cu creșterea conținutului de HEMC mai mult decât cea a 7d și 3d. Acest lucru arată că efectul de întârziere al HEMC a existat întotdeauna odată cu creșterea în vârstă, iar efectul de întârziere al HEMC nu a fost afectat de reducerea apei în sistem sau de progresul reacției de hidratare, ducând la creșterea rezistenței la compresiune. a mortarului modificat fiind mult mai mic decât cel fără mostre de mortar amestecate cu HEMC.
Din curba de schimbare a rezistenței la compresiune a mortarului modificat cu eter celulozic la diferite vârste, se poate observa că atunci când se adaugă aceeași cantitate de eter celulozic, rezistența la compresiune a mortarului modificat cu eter celulozic cu vâscozități diferite este: HEMC20
Următorii trei factori conduc la scăderea rezistenței la compresiune a mortarului modificat: pe de o parte, deoarece structura rețelei macromoleculare HEMC solubilă în apă acoperă particulele de ciment, gelul CSH, oxidul de calciu, hidratul de aluminat de calciu și alte particule și nehidratate. particule La suprafață, în special în stadiul incipient al hidratării cimentului, adsorbția dintre hidratul de aluminat de calciu și HEMC încetinește reacția de hidratare a aluminatului de calciu, rezultând o scădere semnificativă a rezistenței la compresiune. Efectul de întârziere al mortarului permanent este evident, ceea ce arată că atunci când conținutul de HEMC20 atinge 0,8% ~ 1%, rezistența 3d a probei de mortar modificată este zero; pe de altă parte, soluția hidratată HEMC are o vâscozitate mai mare, iar în timpul procesului de amestecare a mortarului, acesta poate fi amestecat cu aer pentru a forma un număr mare de bule de aer, rezultând un număr mare de goluri în mortarul întărit. , iar rezistența la compresiune a probei scade continuu odată cu creșterea conținutului de HEMC și cu creșterea gradului de polimerizare a acesteia; Sistemul de mortar nu face decât să mărească flexibilitatea mortarului și nu poate juca rolul de suport rigid, astfel încât rezistența la compresiune este redusă.
3.2 Rezistența la încovoiere
Din rezistența la încovoiere a două mortare modificate cu eter celulozic cu vâscozitate diferită la vârste diferite, se poate observa că, similar cu schimbarea rezistenței la compresiune a mortarului modificat, rezistența la încovoiere a mortarului modificat cu eter celulozic scade treptat odată cu creșterea conținutului de HEMC.
Din curba de schimbare a rezistenței la încovoiere a mortarului modificat cu eter de celuloză la vârste diferite, se poate observa că, atunci când conținutul de eter de celuloză este același, rezistența la încovoiere a probei de mortar modificat HEMC20 este ușor mai mică decât cea a eșantionului de mortar modificat HEMC10, în timp ce, când conținutul de HEMC este de 0,4% ~ 0,8%, curbele de schimbare a rezistenței la încovoiere 28d ale celor două aproape coincid.
Din curba de modificare a rezistenței la încovoiere a mortarului modificat cu eter de celuloză la diferite vârste, se poate observa, de asemenea, că modificarea rezistenței la încovoiere a mortarului modificat este: HEMC5
3.3 Rezistența aderării
Se poate observa din curbele de variație a rezistenței de aderență a celor trei mortare modificate cu eter celulozic la diferite vârste că rezistența de aderență a mortarului modificat crește odată cu creșterea conținutului de HEMC și tinde treptat să fie stabilă. Odată cu extinderea vechimii, rezistența de aderență a mortarului modificat a prezentat, de asemenea, o tendință de creștere.
Din curbele de modificare a rezistenței de aderență pe 28 de zile ale celor trei mortare modificate cu eter de celuloză se poate observa că rezistența de aderență a mortarului modificat crește odată cu creșterea conținutului de HEMC și tinde treptat să fie stabilă. În același timp, odată cu creșterea gradului de polimerizare a eterului de celuloză, modificarea rezistenței de aderență a mortarului modificat este: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
Acest lucru se datorează introducerii unui număr mare de pori în mortarul modificat cu conținut ridicat de HEMC, care are ca rezultat creșterea porozității corpului întărit, scăderea densității structurii și creșterea lentă a rezistenței de legătură. ; la încercarea de tracțiune, ruptura a avut loc în mortarul modificat. În interior, nu există nicio fractură la suprafața de contact dintre mortarul modificat și suport, ceea ce indică faptul că rezistența de aderență între mortarul modificat și suport este mai mare decât cea a mortarului întărit. mortar modificat. Cu toate acestea, atunci când cantitatea de HEMC este scăzută (0%~0,4%), moleculele HEMC solubile în apă pot acoperi și înveli particulele de ciment hidratat și pot forma o peliculă polimerică între particulele de ciment, ceea ce crește flexibilitatea și flexibilitatea mortarul modificat. Plasticitate și datorită reținerii excelente de apă a HEMC, mortarul modificat are suficientă apă pentru reacția de hidratare, ceea ce asigură dezvoltarea rezistenței cimentului, iar rezistența de aderență a mortarului de ciment modificat crește liniar.
3.4 SEM
Din imaginile de comparație SEM înainte și după mortarul modificat cu eter de celuloză, se poate observa că golurile dintre granulele de cristal din mortarul nemodificat sunt relativ mari și se formează o cantitate mică de cristale. În mortarul modificat, cristalele cresc complet, încorporarea eterului de celuloză îmbunătățește performanța de reținere a apei a mortarului, cimentul este complet hidratat, iar produsele de hidratare sunt evidente.
Acest lucru se datorează faptului că eterul de celuloză a fost tratat cu un proces special de eterificare, care are o dispersie și o reținere de apă excelente. Apa este eliberată treptat pe o perioadă lungă de timp, doar o cantitate mică de apă iese din porii capilari din cauza uscării și evaporării, iar cea mai mare parte a apei se hidratează cu cimentul pentru a asigura rezistența mortarului de ciment modificat.
4 Concluzie
o. Pe măsură ce conținutul de HEMC crește, rezistența la compresiune a mortarului modificat la diferite vârste scade continuu, iar intervalul de reducere scade și tinde să fie plat; când conținutul de eter de celuloză este mai mare de 0,8%, 7d și 28d Rezistența la compresiune a probei martor învechite 3d este mai mică decât cea a probei martor, în timp ce rezistența la compresiune în vârstă 3d a mortarului modificat este aproape zero. Proba se rupe atunci când este apăsată ușor, iar interiorul este pudră, cu densitate scăzută.
b. Când se adaugă aceeași cantitate de eter de celuloză, rezistența la compresiune a mortarului modificat cu eter de celuloză cu vâscozități diferite se modifică după cum urmează: HEMC20
c. Rezistența la încovoiere a mortarului modificat cu eter de celuloză scade treptat odată cu creșterea conținutului de HEMC. Modificarea rezistenței la încovoiere a mortarului modificat este: HEMC5
d. Rezistența de lipire a mortarului modificat crește odată cu creșterea conținutului de HEMC și tinde treptat să fie stabilă. În același timp, odată cu creșterea gradului de polimerizare a eterului de celuloză, modificarea rezistenței de aderență a mortarului modificat este: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
e. După ce eterul de celuloză este amestecat în mortarul de ciment, cristalul crește complet, porii dintre boabele de cristal sunt reduse, iar cimentul este complet hidratat, ceea ce asigură rezistența la compresiune, la încovoiere și de lipire a mortarului de ciment.
Ora postării: 30-ian-2023