Эфир целлюлозы на самовыравнивающемся растворе

Эффектыэфир гидроксипропилметилцеллюлозына текучесть, водоудержание и прочность сцепления самовыравнивающегося раствора. Результаты показывают, что HPMC может эффективно улучшить водоудержание самовыравнивающегося раствора и уменьшить его консистенцию. Введение ГПМЦ позволяет улучшить прочность сцепления раствора, но снижается прочность на сжатие, изгиб и текучесть. На образцах был проведен контрастный тест SEM, а влияние ГПМЦ на замедляющий эффект, эффект удержания воды и прочность раствора было дополнительно объяснено на основе процесса гидратации цемента через 3 и 28 дней.

Ключевые слова:самовыравнивающийся раствор; Эфир целлюлозы; Текучесть; Удержание воды

0. Введение

Самовыравнивающийся раствор может опираться на собственный вес, образуя плоское, гладкое и прочное основание на основании для укладки или склеивания других материалов, а также может выполнять высокоэффективное строительство на больших площадях, поэтому высокая ликвидность является важным фактором. очень важная особенность самовыравнивающегося раствора; Особенно при большом объеме, армированной плотной засыпке или зазоре менее 10 мм или использовании армирующего тампонажа. Помимо хорошей текучести, самовыравнивающийся раствор должен обладать определенной водоудерживающей способностью и прочностью сцепления, отсутствием явления сегрегации кровотечения, а также иметь характеристики адиабатического и низкого повышения температуры.

Как правило, самовыравнивающийся раствор требует хорошей текучести, но фактическая текучесть цементного раствора обычно составляет всего 10–12 см. Самовыравнивающийся раствор может быть самоуплотняющимся, при этом время начального схватывания велико, а время окончательного схватывания короткое. Эфир целлюлозы является одной из основных добавок к готовым растворам, хотя количество добавок очень мало, но может значительно улучшить характеристики раствора, улучшить консистенцию раствора, рабочие характеристики, характеристики склеивания и водоудержания, имеет очень важную роль в области готовых строительных смесей.

1. Сырье и методы исследования.

1.1 Сырье

(1) Обычный цемент марки P·O 42,5.

(2) Материал песка: промытый морской песок Сямэнь, размер частиц 0,3 ~ 0,6 мм, содержание воды 1% ~ 2%, искусственная сушка.

(3) Эфир целлюлозы: эфир гидроксипропилметилцеллюлозы представляет собой продукт замещения гидроксила метокси и гидроксипропилом соответственно, с вязкостью 300 мПа·с. В настоящее время большую часть используемого эфира целлюлозы представляют собой эфир гидроксипропилметилцеллюлозы и эфир гидроксиэтилметилцеллюлозы.

(4) суперпластификатор: суперпластификатор поликарбоновой кислоты.

(5) Редиспергируемый латексный порошок: серия HW5115 производства Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. представляет собой редиспергируемый латексный порошок, сополимеризованный VAC/VeoVa.

1.2 Методы испытаний

Испытание проводилось в соответствии с отраслевым стандартом JC/T 985-2005 «Самовыравнивающийся раствор на цементной основе для грунтового применения». Время схватывания определялось исходя из стандартной консистенции и времени схватывания цементного теста JC/T 727. Испытания на прочность на изгиб, изгиб и сжатие образцов самовыравнивающегося раствора относятся к GB/T 17671. Метод испытания прочности сцепления: Испытательный блок раствора размером 80x80x20 мм подготавливается заранее, его возраст превышает 28 дней. Поверхность становится шероховатой, а насыщенная вода с поверхности вытирается после 10 минут смачивания. Образец раствора выливается на полированную поверхность размером 40х40х10 мм. Прочность сцепления проверяется в расчетном возрасте.

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) использовалась для анализа морфологии цементированных материалов в растворе. В исследовании метод смешивания всех порошковых материалов заключается в следующем: сначала порошковые материалы каждого компонента равномерно смешиваются, а затем добавляются в предложенную воду для равномерного смешивания. Влияние эфира целлюлозы на самовыравнивающийся раствор анализировали с помощью испытаний на прочность, водоудержание, текучесть и с помощью микроскопии SEM.

2. Результаты и анализ

2.1 Мобильность

Эфир целлюлозы оказывает важное влияние на удержание воды, консистенцию и строительные характеристики самовыравнивающегося раствора. Текучесть, особенно в случае самовыравнивающегося раствора, является одним из основных показателей оценки характеристик самовыравнивающегося раствора. В целях обеспечения нормального состава раствора текучесть раствора можно регулировать путем изменения содержания эфира целлюлозы.

С увеличением содержания эфира целлюлозы. Текучесть раствора постепенно снижается. При дозировке 0,06 % текучесть раствора снижается более чем на 8 %, а при дозировке 0,08 % текучесть снижается более чем на 13,5 %. В то же время, с увеличением срока эксплуатации, высокая дозировка указывает на то, что количество эфира целлюлозы необходимо контролировать в определенных пределах, слишком высокая дозировка окажет негативное влияние на текучесть раствора. Вода и цемент в растворе образуют чистую суспензию, заполняющую песчаный зазор, и обволакивают песок, играя смазочную роль, так что раствор имеет определенную текучесть. При введении эфира целлюлозы относительно снижается содержание свободной воды в системе, а также уменьшается обмазочный слой на внешней стенке песка, что снижает растекаемость раствора. Из-за требований к самовыравнивающемуся раствору с высокой текучестью количество эфира целлюлозы следует контролировать в разумных пределах.

2.2 Удержание воды

Водоудержание раствора является важным показателем стабильности компонентов свежеприготовленного цементного раствора. Добавление соответствующего количества эфира целлюлозы может улучшить водоудержание строительного раствора. Чтобы обеспечить полную реакцию гидратации вяжущего материала, разумное количество эфира целлюлозы может удерживать воду в растворе в течение длительного времени, чтобы обеспечить полное проведение реакции гидратации вяжущего материала.

Эфир целлюлозы можно использовать в качестве водоудерживающего агента, поскольку атомы кислорода по гидроксильным и эфирным связям соединяются с молекулами воды с образованием водородных связей, в результате чего свободная вода становится связанной водой. Из зависимости между содержанием эфира целлюлозы и водоудерживающей способностью строительного раствора видно, что водоудерживающая способность строительного раствора увеличивается с увеличением содержания эфира целлюлозы. Водоудерживающий эффект эфира целлюлозы может предотвратить поглощение слишком большого количества и слишком быстрой воды субстратом, а также предотвратить испарение воды, тем самым гарантируя, что среда раствора обеспечивает достаточное количество воды для гидратации цемента. Существуют также исследования, которые показывают, что помимо количества эфира целлюлозы большее влияние на водоудержание строительного раствора оказывает его вязкость (молекулярная масса): чем больше вязкость, тем лучше водоудержание. Эфир целлюлозы с вязкостью 400 МПа·с обычно используется для самовыравнивающихся растворов, что позволяет улучшить характеристики выравнивания раствора и улучшить его компактность. Когда вязкость превышает 40 000 МПа·с, водоудерживающие свойства существенно не улучшаются, и он не подходит для самовыравнивающегося раствора.

В данном исследовании были взяты образцы раствора с эфиром целлюлозы и раствора без эфира целлюлозы. Часть образцов представляла собой образцы возраста 3d, а другая часть образцов возраста 3d была стандартно отверждена в течение 28 дней, а затем с помощью СЭМ проверялось образование продуктов гидратации цемента в образцах.

Продукты гидратации цемента в холостом образце раствора в 3-дневном возрасте больше, чем в образце с эфиром целлюлозы, а в 28-дневном возрасте продуктов гидратации в образце с эфиром целлюлозы значительно больше, чем в холостом образце. Ранняя гидратация воды задерживается из-за наличия на поверхности частиц цемента на ранней стадии сложного пленочного слоя, образованного эфиром целлюлозы. Однако с увеличением возраста процесс гидратации протекает медленно. В это время задержка воды эфира целлюлозы в суспензии обеспечивает достаточное количество воды в суспензии для удовлетворения потребностей реакции гидратации, что способствует полному протеканию реакции гидратации. Следовательно, на более поздней стадии в суспензии содержится больше продуктов гидратации. Условно говоря, в холостом образце больше свободной воды, что может удовлетворить потребность в воде для ранней реакции цементирования. Однако по мере развития процесса гидратации часть воды в образце расходуется на раннюю реакцию гидратации, а другая часть теряется за счет испарения, что приводит к недостаточному количеству воды в поздней суспензии. Следовательно, продуктов 3d-гидратации в контрольном образце сравнительно больше. Количество продуктов гидратации значительно меньше количества продуктов гидратации в образце, содержащем эфир целлюлозы. Таким образом, с точки зрения продуктов гидратации снова объясняется, что добавление соответствующего количества эфира целлюлозы в раствор действительно может улучшить удержание воды в жидком растворе.

2.3 Установка времени

Эфир целлюлозы оказывает определенное замедляющее действие на раствор с увеличением содержания эфира целлюлозы. В этом случае время схватывания раствора продлевается. Замедляющее действие эфира целлюлозы напрямую связано с его структурными особенностями. Эфир целлюлозы имеет обезвоженную кольцевую структуру глюкозы, которая может образовывать ворота молекулярного комплекса сахара и кальция с ионами кальция в гидратном растворе цемента, снижать концентрацию ионов кальция в период индукции гидратации цемента, предотвращать образование и осаждение Ca(OH)2 и соли кальция. кристаллы, чтобы задержать процесс гидратации цемента. Замедляющее действие эфира целлюлозы на цементный раствор в основном зависит от степени замещения алкила и мало связано с его молекулярной массой. Чем меньше степень замещения алкила, чем больше содержание гидроксила, тем очевиднее замедляющий эффект. Л. Семиц и др. считали, что молекулы эфира целлюлозы адсорбируются преимущественно на продуктах гидратации, таких как C — S — H и Ca(OH)2, и редко адсорбируются на исходных минералах клинкера. В сочетании с SEM-анализом процесса гидратации цемента обнаружено, что эфир целлюлозы обладает определенным замедляющим эффектом, и чем выше содержание эфира целлюлозы, тем более очевидным замедляющее влияние сложного пленочного слоя на раннюю гидратацию цемента, следовательно, более очевиден замедляющий эффект.

2.4 Прочность на изгиб и прочность на сжатие

В целом прочность является одним из важных показателей оценки отверждающего действия вяжущих материалов на цементной основе. Помимо высоких характеристик текучести, самовыравнивающийся раствор также должен обладать определенной прочностью на сжатие и изгиб. В этом исследовании были проверены прочность на сжатие и изгиб чистого раствора, смешанного с эфиром целлюлозы, в течение 7 и 28 дней.

С увеличением содержания эфира целлюлозы прочность раствора на сжатие и прочность на изгиб снижается в разной амплитуде, содержание небольшое, влияние на прочность не очевидно, но при содержании более 0,02% рост скорости потери прочности более очевиден. Таким образом, при использовании эфира целлюлозы для улучшения удержания воды в строительном растворе, но также учитывайте изменение прочности.

Причины снижения прочности раствора на сжатие и изгиб. Ее можно проанализировать со следующих точек зрения. Прежде всего, в исследовании не использовался цемент ранней прочности и быстрого твердения. Когда сухой раствор смешивался с водой, некоторые частицы резинового порошка на основе эфира целлюлозы сначала адсорбировались на поверхности частиц цемента, образуя латексную пленку, которая задерживала гидратацию цемента и снижала раннюю прочность матрицы раствора. Во-вторых, чтобы смоделировать рабочую среду приготовления самовыравнивающегося раствора на месте, все образцы в исследовании не подвергались вибрации в процессе приготовления и формования, а полагались на выравнивание собственным весом. Из-за высокой водоудерживающей способности эфира целлюлозы в растворе после затвердевания раствора в матрице остается большое количество пор. Увеличение пористости раствора также является важной причиной снижения прочности раствора на сжатие и изгиб. Кроме того, после добавления в раствор эфира целлюлозы содержание гибкого полимера в порах раствора увеличивается. При прессовании матрицы гибкому полимеру трудно играть роль жесткой опоры, что также в определенной степени влияет на прочностные показатели матрицы.

2.5 Прочность сцепления

Эфир целлюлозы оказывает большое влияние на связующие свойства раствора и широко используется при исследовании и приготовлении самовыравнивающегося раствора.

Когда содержание эфира целлюлозы составляет от 0,02% до 0,10%, прочность сцепления строительного раствора явно улучшается, а прочность сцепления через 28 дней намного выше, чем через 7 дней. Эфир целлюлозы образует замкнутую полимерную пленку между гидратированными частицами цемента и жидкофазной системой, что способствует увеличению количества воды в полимерной пленке за пределами частиц цемента, что способствует полной гидратации цемента, чтобы улучшить прочность сцепления пасты. после затвердевания. В то же время соответствующее количество эфира целлюлозы повышает пластичность и гибкость раствора, снижает жесткость переходной зоны между раствором и основой, снижает напряжение скольжения между границей раздела и усиливает эффект сцепления между раствором и основой в определенная степень. Благодаря наличию эфира целлюлозы в тампонажном растворе между частицами раствора и продуктами гидратации образуется особая межфазная переходная зона и межфазный слой. Этот межфазный слой делает межфазную переходную зону более гибкой и менее жесткой, благодаря чему раствор имеет высокую прочность сцепления.

3. Заключение и обсуждение.

Эфир целлюлозы может улучшить водоудержание самовыравнивающегося раствора. С увеличением количества эфира целлюлозы водоудержание раствора постепенно усиливается, а текучесть раствора и время схватывания в определенной степени уменьшаются. Слишком высокое удержание воды приведет к увеличению пористости затвердевшего раствора, что может привести к очевидной потере прочности на сжатие и изгиб затвердевшего раствора. В исследовании сила значительно снижалась, когда дозировка составляла от 0,02% до 0,04%, и чем больше количество эфира целлюлозы, тем более очевидным замедляющий эффект. Поэтому при использовании эфира целлюлозы необходимо также всесторонне учитывать механические свойства самовыравнивающегося раствора, разумный подбор дозировки и синергетический эффект между ним и другими химическими материалами.

Использование эфира целлюлозы может снизить прочность на сжатие и изгиб цементного раствора, а также улучшить прочность сцепления раствора. Анализ причин изменения прочности, в основном вызванных изменением микропродуктов и структуры, с одной стороны, частицы порошка каучука на основе эфира целлюлозы, сначала адсорбированные на поверхности частиц цемента, образование латексной пленки, задержка гидратации цемент, что приведет к потере ранней прочности раствора; С другой стороны, благодаря пленкообразующему эффекту и эффекту удержания воды, это способствует полной гидратации цемента и улучшению прочности сцепления. Автор считает, что эти два вида изменения силы в основном существуют в пределах периода схватывания, а опережение и задержка этого предела могут быть критической точкой, обусловливающей величину двух видов прочности. Более глубокое и систематическое исследование этой критической точки будет способствовать лучшему регулированию и анализу процесса гидратации цементируемого материала в растворе. Полезно регулировать количество эфира целлюлозы и время отверждения в соответствии с механическими свойствами раствора, чтобы улучшить его характеристики.