Abstract:Eterul de celuloză este aditivul principal în mortarul gata amestecat. Sunt introduse tipurile și caracteristicile structurale ale eterului de celuloză, iar hidroxipropil metilceluloză eterul (HPMC) este selectat ca aditiv pentru a studia sistematic influența asupra diferitelor proprietăți ale mortarului. . Studiile au arătat că: HPMC poate îmbunătăți semnificativ retenția de apă a mortarului și are ca efect reducerea apei. În același timp, poate reduce densitatea amestecului de mortar, poate prelungi timpul de priză a mortarului și poate reduce rezistența la încovoiere și la compresiune a mortarului.
Cuvinte cheie:mortar gata amestecat; eter de hidroxipropil metilceluloză (HPMC); performanţă
0.Prefaţă
Mortarul este unul dintre cele mai utilizate materiale în industria construcțiilor. Odată cu dezvoltarea științei materialelor și îmbunătățirea cerințelor oamenilor pentru calitatea construcției, mortarul s-a dezvoltat treptat spre comercializare, la fel ca promovarea și dezvoltarea betonului gata amestecat. În comparație cu mortarul preparat prin tehnologie tradițională, mortarul produs comercial are multe avantaje evidente: (a) calitate înaltă a produsului; (b) eficiență ridicată a producției; (c) mai puțină poluare a mediului și convenabil pentru construcții civilizate. În prezent, Guangzhou, Shanghai, Beijing și alte orașe din China au promovat mortar gata amestecat, iar standardele industriale relevante și standardele naționale au fost emise sau vor fi emise în curând.
Din perspectiva compoziției, o mare diferență între mortarul gata amestecat și mortarul tradițional este adăugarea de aditivi chimici, printre care eterul de celuloză este aditivul chimic cel mai frecvent utilizat. Eterul de celuloză este de obicei folosit ca agent de reținere a apei. Scopul este de a îmbunătăți operabilitatea mortarului gata amestecat. Cantitatea de eter de celuloză este mică, dar are un impact semnificativ asupra performanței mortarului. Este un aditiv major care afectează performanța de construcție a mortarului. Prin urmare, o înțelegere suplimentară a impactului tipurilor și caracteristicilor structurale ale eterului de celuloză asupra performanței mortarului de ciment va ajuta la selectarea și utilizarea corectă a eterului de celuloză și la asigurarea performanței stabile a mortarului.
1. Tipuri și caracteristici structurale ale eterii de celuloză
Eterul de celuloză este un material polimeric solubil în apă, care este prelucrat din celuloză naturală prin dizolvare alcalină, reacție de altoire (eterificare), spălare, uscare, măcinare și alte procese. Eteri de celuloză sunt împărțiți în ionici și neionici, iar celuloza ionică are sare de carboximetil celuloză. Celuloza neionică include hidroxietil celuloză eter, hidroxipropil metil celuloză eter, metil celuloză eter și altele asemenea. Deoarece eterul ionic de celuloză (sare de carboximetil celuloză) este instabil în prezența ionilor de calciu, este rar utilizat în produsele pulbere uscate cu ciment, var stins și alte materiale de cimentare. Eteri de celuloză utilizați în mortarul de pulbere uscată sunt în principal hidroxietil metil celuloză eter (HEMC) și hidroxipropil metil celuloză eter (HPMC), care reprezintă mai mult de 90% din cota de piață.
HPMC se formează prin reacția de eterificare a tratamentului de activare alcaline a celulozei cu agent de eterificare clorură de metil și oxid de propilenă. În reacția de eterificare, gruparea hidroxil de pe molecula de celuloză este substituită cu metoxi) și hidroxipropil pentru a forma HPMC. Numărul de grupări substituite de gruparea hidroxil pe molecula de celuloză poate fi exprimat prin gradul de eterificare (numit și grad de substituție). Eterul HPMC Gradul de conversie chimică este între 12 și 15. Prin urmare, în structura HPMC există grupări importante precum hidroxil (-OH), legătura eterică (-o-) și ciclul anhidroglucoză, iar aceste grupe au un anumit impact asupra performanței mortarului .
2. Efectul eterului de celuloză asupra proprietăților mortarului de ciment
2.1 Materii prime pentru testare
Eter de celuloză: produs de Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd., vâscozitate: 75000;
Ciment: ciment compozit de calitate 32,5 marca Conch; nisip: nisip mediu; cenușă zburătoare: gradul II.
2.2 Rezultatele testelor
2.2.1 Efectul de reducere a apei al eterului de celuloză
Din relația dintre consistența mortarului și conținutul de eter de celuloză în același raport de amestecare, se poate observa că consistența mortarului crește treptat odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză. Când doza este de 0,3‰, consistența mortarului este cu aproximativ 50% mai mare decât cea fără amestecare, ceea ce arată că eterul de celuloză poate îmbunătăți semnificativ lucrabilitatea mortarului. Pe măsură ce cantitatea de eter de celuloză crește, consumul de apă poate scădea treptat. Se poate considera că eterul de celuloză are un anumit efect de reducere a apei.
2.2.2 Retenția de apă
Retenția de apă a mortarului se referă la capacitatea mortarului de a reține apa și este, de asemenea, un indice de performanță pentru a măsura stabilitatea componentelor interne ale mortarului de ciment proaspăt în timpul transportului și parcării. Retenția de apă poate fi măsurată prin doi indicatori: gradul de stratificare și rata de retenție a apei, dar datorită adăugării de agent de reținere a apei, retenția de apă a mortarului gata amestecat a fost îmbunătățită semnificativ, iar gradul de stratificare nu este suficient de sensibil. pentru a reflecta diferența. Testul de retenție a apei este de a calcula rata de retenție a apei prin măsurarea modificării masei hârtiei de filtru înainte și după ce hârtia de filtru contactează cu zona specificată de mortar într-o anumită perioadă de timp. Datorită absorbției bune de apă a hârtiei de filtru, chiar dacă retenția de apă a mortarului este mare, hârtia de filtru poate absorbi în continuare umiditatea din mortar, deci. Rata de retenție a apei poate reflecta cu acuratețe retenția de apă a mortarului, cu cât rata de retenție a apei este mai mare, cu atât este mai bună retenția apei.
Există multe modalități tehnice de îmbunătățire a retenției de apă a mortarului, dar adăugarea de eter de celuloză este cea mai eficientă metodă. Structura eterului de celuloză conține legături hidroxil și eter. Atomii de oxigen din aceste grupuri se asociază cu moleculele de apă pentru a forma legături de hidrogen. Faceți molecule de apă libere în apă legată, astfel încât să joace un rol bun în retenția apei. Din relația dintre rata de retenție a apei a mortarului și conținutul de eter de celuloză, se poate observa că în intervalul conținutului de testat, rata de retenție a apei a mortarului și conținutul de eter de celuloză prezintă o relație corespunzătoare bună. Cu cât conținutul de eter de celuloză este mai mare, cu atât este mai mare rata de retenție a apei. .
2.2.3 Densitatea amestecului de mortar
Din legea de modificare a densității amestecului de mortar cu conținutul de eter de celuloză se poate observa că densitatea amestecului de mortar scade treptat odată cu creșterea conținutului de eter de celuloză, iar densitatea umedă a mortarului când conținutul este 0,3‰o Scăzut cu aproximativ 17% (comparativ cu niciun amestec). Există două motive pentru scăderea densității mortarului: unul este efectul de antrenare a aerului al eterului de celuloză. Eterul de celuloză conține grupări alchil, care pot reduce energia de suprafață a soluției apoase și au un efect de antrenare a aerului asupra mortarului de ciment, ceea ce face ca conținutul de aer al mortarului să crească, iar duritatea filmului cu bule este, de asemenea, mai mare decât aceea. de bule de apă pură și nu este ușor de descărcat; pe de altă parte, eterul de celuloză se extinde după absorbția apei și ocupă un anumit volum, ceea ce echivalează cu creșterea porilor interni ai mortarului, deci face ca mortarul să se amestece Picături de densitate.
Efectul de antrenare a aerului al eterului de celuloză îmbunătățește lucrabilitatea mortarului, pe de o parte, iar pe de altă parte, datorită creșterii conținutului de aer, structura corpului întărit este slăbită, rezultând efectul negativ de scădere. proprietățile mecanice precum rezistența.
2.2.4 Timpul de coagulare
Din relația dintre timpul de priză a mortarului și cantitatea de eter, se poate observa clar că eterul de celuloză are un efect de întârziere asupra mortarului. Cu cât doza este mai mare, cu atât efectul de întârziere este mai evident.
Efectul de întârziere al eterului de celuloză este strâns legat de caracteristicile sale structurale. Eterul de celuloză păstrează structura de bază a celulozei, adică structura inelului de anhidroglucoză încă există în structura moleculară a eterului de celuloză, iar inelul de anhidroglucoză este cauza principalului grup de retardare a cimentului, care poate forma zahăr-calciu molecular. compuși (sau complexe) cu ioni de calciu în soluția apoasă de hidratare a cimentului, care reduce concentrația de ioni de calciu în perioada de inducție a hidratării cimentului și previne Ca(OH): și formarea cristalelor de sare de calciu, precipitarea și întârzierea procesului de hidratare a cimentului.
2.2.5 Forța
Din influența eterului de celuloză asupra rezistenței la încovoiere și la compresiune a mortarului, se poate observa că odată cu creșterea conținutului de eter celulozic, rezistențele la încovoiere și compresiune de 7 și 28 de zile ale mortarului prezintă toate o tendință descendentă.
Motivul scăderii rezistenței mortarului poate fi pus pe seama creșterii conținutului de aer, care crește porozitatea mortarului întărit și face ca structura internă a corpului întărit să se slăbească. Prin analiza de regresie a densității umede și a rezistenței la compresiune a mortarului, se poate observa că există o corelație bună între cele două, densitatea umedă este scăzută, rezistența este scăzută și invers, rezistența este mare. Huang Liangen a folosit ecuația relației dintre porozitate și rezistență mecanică derivată de Ryskewith pentru a deduce relația dintre rezistența la compresiune a mortarului amestecat cu eter de celuloză și conținutul de eter de celuloză.
3. Concluzie
(1) Eterul de celuloză este un derivat al celulozei, care conține hidroxil,
Legături eterice, inele de anhidroglucoză și alte grupuri, aceste grupuri afectează proprietățile fizice și mecanice ale mortarului.
(2) HPMC poate îmbunătăți în mod semnificativ retenția de apă a mortarului, poate prelungi timpul de priză a mortarului, poate reduce densitatea amestecului de mortar și rezistența corpului întărit.
(3) La prepararea mortarului gata amestecat, eterul de celuloză trebuie utilizat în mod rezonabil. Rezolvați relația contradictorie dintre lucrabilitatea mortarului și proprietățile mecanice.
Ora postării: 20-feb-2023