Éter celulózy na samonivelačnej malte

Účinkyéter hydroxypropylmetylcelulózyna tekutosť, zadržiavanie vody a pevnosť spojenia samonivelačnej malty. Výsledky ukazujú, že HPMC môže účinne zlepšiť zadržiavanie vody v samonivelačnej malte a znížiť konzistenciu malty. Zavedenie HPMC môže zlepšiť pevnosť spojenia malty, ale zníži sa pevnosť v tlaku, pevnosť v ohybe a tekutosť. Na vzorkách sa vykonal kontrastný test SEM a vplyv HPMC na spomaľovací účinok, účinok zadržiavania vody a pevnosť malty sa ďalej vysvetlil z priebehu hydratácie cementu po 3 a 28 dňoch.

kľúčové slová:samonivelačná malta; éter celulózy; tekutosť; Zadržiavanie vody

0. Úvod

Samonivelačná malta sa môže spoliehať na svoju vlastnú hmotnosť, aby vytvorila plochý, hladký a pevný základ na podklade, aby mohla položiť alebo spájať iné materiály, a môže vykonávať veľkú plochu vysoko účinnej konštrukcie, preto je vysoká likvidita veľmi významná vlastnosť samonivelačnej malty; Predovšetkým ako veľkoobjemové, vystužené husté alebo medzery menšie ako 10 mm zásyp alebo výstužné použitie injektážneho materiálu. Okrem dobrej tekutosti musí mať samonivelačná malta určitú zadržiavanie vody a pevnosť spoja, bez krvácania a segregácie a musí mať vlastnosti adiabatického a nízkeho nárastu teploty.

Vo všeobecnosti samonivelačná malta vyžaduje dobrú tekutosť, ale skutočná tekutosť cementovej kaše je zvyčajne len 10 ~ 12 cm. Samonivelačná malta môže byť samozhutniteľná a počiatočný čas tuhnutia je dlhý a konečný čas tuhnutia krátky. Éter celulózy je jednou z hlavných prísad do hotovej malty, aj keď množstvo pridávania je veľmi nízke, ale môže výrazne zlepšiť vlastnosti malty, môže zlepšiť konzistenciu malty, pracovný výkon, lepiaci výkon a schopnosť zadržiavať vodu, má veľmi dôležitú úlohu v oblasti hotovej malty.

1. Suroviny a metódy výskumu

1.1 Suroviny

(1) Obyčajný cement P·O 42,5.

(2) Pieskový materiál: Xiamen umývaný morský piesok, veľkosť častíc je 0,3 ~ 0,6 mm, obsah vody je 1% ~ 2%, umelé sušenie.

(3) Éter celulózy: éter hydroxypropylmetylcelulózy je produktom hydroxylu nahradeného metoxy a hydroxypropylom s viskozitou 300 mPa·s. V súčasnosti je väčšina používaného éteru celulózy éter hydroxypropylmetylcelulózy a éter hydroxyetylmetylcelulózy.

(4) superplastifikátor: superplastifikátor polykarboxylovej kyseliny.

(5) Redispergovateľný latexový prášok: Séria HW5115 vyrábaná spoločnosťou Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd. je redispergovateľný latexový prášok kopolymerizovaný VAC/VeoVa.

1.2 Skúšobné metódy

Skúška bola vykonaná v súlade s priemyselnou normou JC/T 985-2005 „Cementová samonivelačná malta pre zemné použitie“. Čas tuhnutia bol stanovený s ohľadom na štandardnú konzistenciu a čas tuhnutia cementovej pasty JC/T 727. Skúška na tvárnenie vzorky samonivelačnej malty, ohyb a skúška pevnosti v tlaku sa riadia normou GB/T 17671. Metóda skúšania pevnosti spoja: Skúšobný blok malty 80 mm x 80 mm x 20 mm je pripravený vopred a jeho vek je starší ako 28 dní. Povrch je zdrsnený a nasýtená voda na povrchu sa po 10 minútach navlhčenia zotrie. Skúšobný kus malty sa naleje na vyleštený povrch s rozmermi 40 mm x 40 mm x 10 mm. Pevnosť spoja sa testuje v konštrukčnom veku.

Na analýzu morfológie cementovaných materiálov v suspenzii sa použila skenovacia elektrónová mikroskopia (SEM). V štúdii je metóda miešania všetkých práškových materiálov: najprv sa práškové materiály každej zložky rovnomerne zmiešajú a potom sa pridajú do navrhovanej vody na rovnomerné premiešanie. Účinok éteru celulózy na samonivelizačnú maltu bol analyzovaný pomocou pevnosti, retencie vody, tekutosti a mikroskopických testov SEM.

2. Výsledky a analýza

2.1 Mobilita

Éter celulózy má dôležitý vplyv na zadržiavanie vody, konzistenciu a konštrukčné vlastnosti samonivelačnej malty. Najmä ako samonivelizačná malta je tekutosť jedným z hlavných ukazovateľov hodnotenia výkonnosti samonivelačnej malty. Za predpokladu zabezpečenia normálneho zloženia malty je možné tekutosť malty upraviť zmenou obsahu éteru celulózy.

S nárastom obsahu éteru celulózy. Tekutosť malty sa postupne znižuje. Pri dávke 0,06 % sa tekutosť malty zníži o viac ako 8 % a pri dávke 0,08 % sa tekutosť zníži o viac ako 13,5 %. Zároveň s predlžujúcim sa vekom vysoké dávkovanie naznačuje, že množstvo éteru celulózy je potrebné kontrolovať v určitom rozmedzí, príliš vysoké dávkovanie bude mať negatívny vplyv na tekutosť malty. Voda a cement v malte tvoria čistú kašu, aby sa vyplnila štrbina piesku a obalili sa okolo piesku, aby zohrávali mazaciu úlohu, takže malta má určitú tekutosť. Zavedením éteru celulózy sa obsah voľnej vody v systéme relatívne zníži a krycia vrstva na vonkajšej stene piesku sa zníži, čím sa zníži tok malty. Vzhľadom na požiadavku samonivelačnej malty s vysokou tekutosťou by množstvo éteru celulózy malo byť kontrolované v rozumnom rozsahu.

2.2 Zadržiavanie vody

Zadržiavanie vody v malte je dôležitým ukazovateľom na meranie stability komponentov v čerstvo namiešanej cementovej malte. Pridanie vhodného množstva éteru celulózy môže zlepšiť zadržiavanie vody v malte. Aby sa hydratačná reakcia cementového materiálu úplne uskutočnila, primerané množstvo éteru celulózy môže udržať vodu v malte po dlhú dobu, aby sa zabezpečilo, že hydratačná reakcia cementového materiálu môže byť plne vykonaná.

Éter celulózy sa môže použiť ako činidlo zadržiavajúce vodu, pretože atómy kyslíka na hydroxylových a éterových väzbách sú spojené s molekulami vody za vzniku vodíkových väzieb, vďaka čomu sa voľná voda stáva kombinovanou vodou. Zo vzťahu medzi obsahom éteru celulózy a mierou retencie vody v malte je možné vidieť, že miera retencie vody v malte sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom éteru celulózy. Účinok éteru celulózy na zadržiavanie vody môže zabrániť tomu, aby substrát absorboval príliš veľa a príliš rýchlo vody, a zabrániť odparovaniu vody, čím sa zabezpečí, že prostredie kalu poskytne dostatok vody na hydratáciu cementu. Existujú aj štúdie, ktoré dokazujú, že okrem množstva éteru celulózy má na zadržiavanie vody malty väčší vplyv aj jeho viskozita (molekulová hmotnosť), čím väčšia viskozita, tým lepšia zadržiavanie vody. Éter celulózy s viskozitou 400 MPa·S sa všeobecne používa na samonivelizačnú maltu, ktorá môže zlepšiť nivelačný výkon malty a zlepšiť kompaktnosť malty. Keď viskozita presiahne 40 000 MPa·S, schopnosť zadržiavania vody sa už výrazne nezlepší a nie je vhodná pre samonivelizačnú maltu.

V tejto štúdii sa odobrali vzorky malty s éterom celulózy a malty bez éteru celulózy. Časť vzoriek boli vzorky 3D veku a druhá časť vzoriek 3D veku bola štandardne vytvrdzovaná po dobu 28 dní a potom bola tvorba produktov hydratácie cementu vo vzorkách testovaná pomocou SEM.

Hydratačných produktov cementu v slepej vzorke malty vo veku 3 dní je viac ako vo vzorke s éterom celulózy a vo veku 28 dní je produktov hydratácie vo vzorke s éterom celulózy oveľa viac ako v slepej vzorke. Skorá hydratácia vody je oneskorená, pretože na povrchu cementových častíc v ranom štádiu je zložitá filmová vrstva tvorená éterom celulózy. S predlžujúcim sa vekom však proces hydratácie postupuje pomaly. V tomto čase zadržiavanie vody éteru celulózy v suspenzii spôsobuje, že v suspenzii je dostatok vody na splnenie požiadavky hydratačnej reakcie, čo vedie k úplnému priebehu hydratačnej reakcie. Preto je v kale v neskoršom štádiu viac hydratačných produktov. Relatívne povedané, v slepej vzorke je viac voľnej vody, ktorá môže uspokojiť vodu potrebnú pre skorú reakciu cementu. Avšak s postupujúcim procesom hydratácie sa časť vody vo vzorke spotrebováva skorou hydratačnou reakciou a druhá časť sa stráca odparovaním, čo má za následok nedostatok vody v neskoršej suspenzii. Preto je 3D hydratačných produktov v slepej vzorke relatívne viac. Množstvo hydratačných produktov je oveľa menšie ako množstvo hydratačných produktov vo vzorke obsahujúcej éter celulózy. Z hľadiska hydratačných produktov sa teda opäť vysvetľuje, že pridanie vhodného množstva éteru celulózy do malty môže skutočne zlepšiť zadržiavanie vody v suspenzii.

2.3 Čas nastavenia

Éter celulózy má určitý spomaľujúci účinok na maltu so zvýšením obsahu éteru celulózy. Čas tuhnutia malty sa tým predlžuje. Spomalujúci účinok éteru celulózy priamo súvisí s jeho štruktúrnymi charakteristikami. Éter celulózy má dehydratovanú glukózovú kruhovú štruktúru, ktorá môže tvoriť molekulárny komplex cukru a vápnika s iónmi vápnika v hydratačnom roztoku cementu, znížiť koncentráciu iónov vápnika v období indukcie hydratácie cementu, zabrániť tvorbe a zrážaniu Ca(OH)2 a vápenatej soli kryštálov, aby sa spomalil proces hydratácie cementu. Spomalujúci účinok éteru celulózy na cementovú kašu závisí hlavne od stupňa substitúcie alkylu a má malý vzťah k jeho molekulovej hmotnosti. Čím menší je stupeň substitúcie alkylu, čím väčší je obsah hydroxylu, tým je retardačný účinok zreteľnejší. L. Semitz a kol. veril, že molekuly éteru celulózy sa adsorbujú hlavne na hydratačných produktoch, ako sú C-S-H a Ca(OH)2, a zriedkavo sa adsorbujú na pôvodné minerály slinku. V kombinácii so SEM analýzou procesu hydratácie cementu sa zistilo, že éter celulózy má určitý retardačný účinok a čím vyšší je obsah éteru celulózy, tým je spomaľujúci účinok komplexnej filmovej vrstvy na skorú hydratáciu cementu zrejmejší. retardačný účinok.

2.4 Pevnosť v ohybe a pevnosť v tlaku

Vo všeobecnosti je pevnosť jedným z dôležitých hodnotiacich ukazovateľov účinku vytvrdzovania cementových materiálov na báze cementu. Samonivelačná malta by mala mať okrem vysokej tekutosti aj určitú pevnosť v tlaku a ohybe. V tejto štúdii sa testovala 7 a 28 dňová pevnosť v tlaku a pevnosť v ohybe malty zmiešanej s éterom celulózy.

So zvýšením obsahu éteru celulózy sa pevnosť v tlaku a pevnosť v ohybe znižuje v rôznych amplitúdach, obsah je malý, vplyv na pevnosť nie je zrejmý, ale pri obsahu viac ako 0,02% je rast rýchlosti straty pevnosti zreteľnejší , teda pri použití éteru celulózy na zlepšenie zadržiavania vody v malte, ale zohľadnite aj zmenu pevnosti.

Príčiny poklesu pevnosti malty v tlaku a v ohybe. Dá sa analyzovať z nasledujúcich hľadísk. Po prvé, v štúdii nebol použitý cement s ranou pevnosťou a rýchlo tvrdnúcim cementom. Keď sa suchá malta zmiešala s vodou, niektoré práškové častice celulózového éterového kaučuku sa najskôr adsorbovali na povrch častíc cementu, čím sa vytvoril latexový film, čo oneskorilo hydratáciu cementu a znížilo počiatočnú pevnosť matrice malty. Po druhé, aby sa simulovalo pracovné prostredie pri príprave samonivelačnej malty na mieste, všetky vzorky v štúdii nepodliehali vibráciám v procese prípravy a formovania a spoliehali sa na vyrovnávanie pomocou vlastnej hmotnosti. V dôsledku silnej schopnosti éteru celulózy zadržiavať vodu v malte, po vytvrdnutí malty zostalo v matrici veľké množstvo pórov. Zvýšenie pórovitosti malty je tiež dôležitým dôvodom poklesu pevnosti malty v tlaku a ohybe. Okrem toho po pridaní éteru celulózy do malty sa zvyšuje obsah pružného polyméru v póroch malty. Keď sa matrica lisuje, flexibilný polymér len ťažko hrá tuhú nosnú úlohu, čo tiež do určitej miery ovplyvňuje pevnosť matrice.

2.5 Pevnosť spoja

Éter celulózy má veľký vplyv na priľnavosť malty a je široko používaný pri výskume a príprave samonivelačnej malty.

Keď je obsah éteru celulózy medzi 0,02 % a 0,10 %, pevnosť spoja malty sa zjavne zlepší a pevnosť spoja po 28 dňoch je oveľa vyššia ako po 7 dňoch. Éter celulózy vytvára uzavretý polymérny film medzi časticami hydratácie cementu a systémom kvapalnej fázy, čo podporuje viac vody v polymérnom filme mimo častíc cementu, čo prispieva k úplnej hydratácii cementu, aby sa zlepšila pevnosť spoja pasty po vytvrdnutí. Príslušné množstvo éteru celulózy zároveň zvyšuje plasticitu a pružnosť malty, znižuje tuhosť prechodovej zóny medzi maltou a rozhraním podkladu, znižuje napätie pri sklze medzi rozhraním a zvyšuje väzbový efekt medzi maltou a podkladom v určitý stupeň. Vďaka prítomnosti éteru celulózy v cementovej kaši sa medzi časticami malty a hydratačnými produktmi vytvorí špeciálna medzipovrchová prechodová zóna a medzipovrchová vrstva. Táto medzifázová vrstva robí medzifázovú prechodovú zónu pružnejšou a menej tuhou, takže malta má silnú priľnavosť.

3. Záver a diskusia

Éter celulózy môže zlepšiť zadržiavanie vody v samonivelačnej malte. So zvyšovaním množstva éteru celulózy sa postupne zvyšuje zadržiavanie vody v malte a do určitej miery sa znižuje tekutosť malty a doba tuhnutia. Príliš vysoká retencia vody zvýši pórovitosť vytvrdnutej kaše, čo môže spôsobiť zjavnú stratu pevnosti v tlaku a ohybe vytvrdnutej malty. V štúdii sa sila výrazne znížila, keď bola dávka medzi 0,02 % a 0,04 %, a čím väčšie bolo množstvo éteru celulózy, tým bol spomaľovací účinok zreteľnejší. Pri použití éteru celulózy je preto potrebné komplexne zvážiť aj mechanické vlastnosti samonivelačnej malty, rozumnú voľbu dávkovania a synergický efekt medzi ňou a inými chemickými materiálmi.

Použitie éteru celulózy môže znížiť pevnosť v tlaku a pevnosť v ohybe cementovej kaše a zlepšiť priľnavosť malty. Analýza dôvodov zmeny pevnosti, spôsobenej najmä zmenou mikroproduktov a štruktúry, na jednej strane práškové častice celulózového éterového kaučuku adsorbované na povrchu častíc cementu, tvorba latexového filmu, oneskorenie hydratácie cement, ktorý spôsobí stratu počiatočnej pevnosti suspenzie; Na druhej strane vďaka filmotvornému efektu a efektu zadržiavania vody prispieva k úplnej hydratácii cementu a zlepšeniu pevnosti spoja. Autor sa domnieva, že tieto dva druhy zmien pevnosti existujú hlavne v limite doby nastavenia a posun a oneskorenie tohto limitu môže byť kritickým bodom, ktorý spôsobuje veľkosť týchto dvoch druhov pevnosti. Hlbšie a systematickejšie štúdium tohto kritického bodu prispeje k lepšej regulácii a analýze procesu hydratácie cementovaného materiálu v suspenzii. Je užitočné upraviť množstvo éteru celulózy a čas vytvrdzovania podľa požiadaviek na mechanické vlastnosti malty, aby sa zlepšila výkonnosť malty.