Эфир гидроксипропилметилцеллюлозы о свойствах строительного раствора из золы-уноса

Изучено влияние эфира гидроксипропилметилцеллюлозы на свойства строительного раствора из золы-уноса и проанализирована связь между плотностью во влажном состоянии и прочностью на сжатие. Результаты испытаний показывают, что добавление эфира гидроксипропилметилцеллюлозы в раствор из золы-уноса может значительно улучшить водоудерживающие свойства раствора, продлить время схватывания раствора, а также снизить плотность раствора во влажном состоянии и прочность на сжатие раствора. Существует хорошая корреляция между плотностью во влажном состоянии и прочностью на сжатие 28d. При условии известной плотности во влажном состоянии прочность на сжатие 28d можно рассчитать по формуле подгонки.

Ключевые слова:летучая зола; эфир целлюлозы; задержка воды; прочность на сжатие; корреляция

В настоящее время летучая зола широко используется в строительной технике. Добавление определенного количества летучей золы в раствор может не только улучшить механические свойства и долговечность раствора, но и снизить его стоимость. Однако раствор из летучей золы недостаточно удерживает воду, поэтому улучшение водоудержания раствора стало актуальной проблемой, которую необходимо решить. Эфир целлюлозы — это высокоэффективная добавка, широко используемая в стране и за рубежом. Его необходимо добавлять только в небольшом количестве, чтобы оказать большое влияние на такие показатели производительности, как водоудержание и прочность раствора на сжатие.

1. Сырье и методы испытаний.

1.1 Сырье

Цемент П.·Обычный портландцемент марки O 42,5 производства цементного завода Hangzhou Meiya; летучая зола - сортⅡпепел; песок обычный средний песок с модулем крупности 2,3, насыпной плотностью 1499кг.·м-3, влажностью 0,14 %, содержанием ила 0,72 %; эфир гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) производится компанией Shandong Heda Co., Ltd., торговая марка 75HD100000; вода для затворения представляет собой водопроводную воду.

1.2 Приготовление раствора

При смешивании строительного раствора, модифицированного эфиром целлюлозы, сначала тщательно перемешайте ГПМЦ с цементом и золой-уноса, затем сухую смесь с песком в течение 30 секунд, затем добавьте воду и перемешивайте не менее 180 секунд.

1.3 Метод испытания

Консистенция, плотность во влажном состоянии, расслоение и время схватывания свежезамешанного раствора должны измеряться в соответствии с соответствующими правилами JGJ70-90 «Основные методы испытаний строительных растворов». Водоудержание раствора определяется в соответствии с методом испытаний на водоудержание раствора, приведенным в Приложении А к JG/T 230-2007 «Готовый раствор». Для испытания прочности на сжатие используется испытательная форма с кубическим дном размером 70,7 x 70,7 x 70,7 мм. Сформированный тест-блок отверждают при температуре (20±2)°С в течение 24 часов, а после извлечения из формы продолжают отверждение в среде с температурой (20±2)°C и относительной влажности выше 90% до заданного возраста, в соответствии с JGJ70-90 «Основной метод испытания строительных растворов», определение его прочности на сжатие.

2. Результаты испытаний и анализ

2.1 Плотность во влажном состоянии

Из зависимости между плотностью и количеством ГПМЦ видно, что влажная плотность постепенно снижается с увеличением количества ГПМЦ. Когда количество ГПМЦ составляет 0,05%, плотность раствора во влажном состоянии составляет 96,8% от эталонного раствора. Когда количество ГПМЦ продолжает увеличиваться, скорость уменьшения влажной плотности ускоряется. Когда содержание ГПМЦ составляет 0,20%, плотность раствора во влажном состоянии составляет всего 81,5% от эталонного раствора. В основном это связано с воздухововлекающим эффектом ГПМЦ. Введенные пузырьки воздуха увеличивают пористость раствора и уменьшают компактность, в результате чего снижается объемная плотность раствора.

2.2 Установка времени

Из зависимости времени коагуляции от количества ГПМЦ видно, что время коагуляции постепенно увеличивается. При дозировке 0,20% время схватывания увеличивается на 29,8% по сравнению с эталонным раствором, достигая примерно 300 мин. Видно, что когда дозировка составляет 0,20%, время схватывания сильно меняется. Причина в том, что L Schmitz et al. полагают, что молекулы эфира целлюлозы в основном адсорбируются на продуктах гидратации, таких как cSH и гидроксид кальция, и редко адсорбируются на исходной минеральной фазе клинкера. Кроме того, за счет увеличения вязкости порового раствора снижается содержание эфира целлюлозы. Подвижность ионов (Ca2+, so42-…) в поровом растворе еще больше задерживает процесс гидратации.

2.3 Наслаивание и удержание воды

Как степень расслаивания, так и водоудержание могут характеризовать водоудерживающий эффект строительного раствора. Из зависимости между степенью расслоения и количеством ГПМЦ можно видеть, что степень расслоения имеет тенденцию к снижению по мере увеличения количества ГПМЦ. Когда содержание ГПМЦ составляет 0,05%, степень расслаивания снижается очень значительно, что указывает на то, что когда содержание эфира волокна невелико, степень расслаивания может быть значительно уменьшена, эффект удержания воды может быть улучшен, а удобоукладываемость и удобоукладываемость раствора можно улучшить. Судя по взаимосвязи свойств воды с количеством ГПМЦ, по мере увеличения количества ГПМЦ водоудержание также постепенно улучшается. Когда дозировка меньше 0,15%, эффект удержания воды увеличивается очень незначительно, но когда дозировка достигает 0,20%, эффект удержания воды значительно улучшается: с 90,1% при дозировке 0,15% до 95%. Количество ГПМЦ продолжает увеличиваться, а строительные характеристики раствора начинают ухудшаться. Поэтому, учитывая характеристики удержания воды и характеристики конструкции, подходящее количество ГПМЦ составляет 0,10–0,20%. Анализ механизма удержания воды: Эфир целлюлозы представляет собой водорастворимый органический полимер, который делится на ионный и неионный. ГПМЦ представляет собой неионный эфир целлюлозы с гидрофильной группой, гидроксильной группой (-ОН) и эфирной связью (-0-1) в структурной формуле. При растворении в воде атомы кислорода на гидроксильной группе и эфирной связи и молекулы воды соединяются с образованием водородных связей, из-за чего вода теряет текучесть, и свободная вода перестает быть свободной, таким образом достигается эффект удержания и загущения воды.

2.4 Прочность на сжатие

Из зависимости между прочностью на сжатие и количеством ГПМЦ видно, что с увеличением количества ГПМЦ прочность на сжатие 7d и 28d имела тенденцию к снижению, что произошло главным образом за счет введения большого количества пузырьков воздуха с помощью HPMC, что значительно увеличило пористость раствора. увеличивается, что приводит к снижению прочности. Когда содержание составляет 0,05%, прочность на сжатие 7d падает очень значительно, прочность падает на 21,0%, а прочность на сжатие 28d падает на 26,6%. Из кривой видно, что влияние ГПМЦ на прочность на сжатие весьма очевидно. Когда дозировка очень мала, она будет значительно уменьшена. Поэтому при практическом применении следует контролировать его дозировку и использовать его в сочетании с пеногасителем. Исследуя причину, Guan Xuemao et al. полагают, что, во-первых, когда в раствор добавляется эфир целлюлозы, количество гибкого полимера в порах раствора увеличивается, и эти гибкие полимеры и поры не могут обеспечить жесткую поддержку при сжатии испытательного блока. Композитная матрица относительно ослабляется, что снижает прочность раствора на сжатие; во-вторых, из-за водоудерживающего эффекта эфира целлюлозы после формирования испытательного блока раствора большая часть воды остается в растворе, а фактическое водоцементное соотношение ниже, чем без него. Они намного больше, поэтому прочность на сжатие миномета будет значительно сокращено.

2.5 Корреляция между прочностью на сжатие и плотностью во влажном состоянии

Из кривой зависимости между прочностью на сжатие и плотностью во влажном состоянии видно, что после линейной подгонки всех точек на рисунке соответствующие точки хорошо распределяются по обе стороны от линии подгонки, и существует хорошая корреляция между плотностью во влажном состоянии и плотностью при сжатии. прочностные свойства, а плотность во влажном состоянии легко и просто измерить, поэтому прочность на сжатие раствора 28d можно рассчитать с помощью установленного уравнения линейной подгонки. Линейное уравнение аппроксимации представлено формулой (1), R²= 0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), где, y - прочность раствора на сжатие 28d, МПа; X – плотность во влажном состоянии, кг/м3.

3. Заключение

HPMC может улучшить водоудерживающий эффект раствора золы-уноса и продлить срок его службы. В то же время из-за увеличения пористости раствора его объемная плотность и прочность на сжатие значительно снизятся, поэтому при применении следует выбирать соответствующую дозировку. Прочность раствора на сжатие 28d хорошо коррелирует с плотностью влажного раствора, а прочность на сжатие 28d можно рассчитать путем измерения плотности влажного раствора, что имеет важное эталонное значение для контроля качества раствора во время строительства.