Hydroxypropylmetylcelulózový éter o vlastnostiach popolčekovej malty

Študoval sa vplyv éteru hydroxypropylmetylcelulózy na vlastnosti popolčekovej malty a analyzoval sa vzťah medzi hustotou za mokra a pevnosťou v tlaku. Výsledky testov ukazujú, že pridanie éteru hydroxypropylmetylcelulózy do popolčekovej malty môže výrazne zlepšiť schopnosť malty zadržiavať vodu, predĺžiť dobu lepenia malty a znížiť hustotu za mokra a pevnosť v tlaku malty. Existuje dobrá korelácia medzi hustotou za mokra a pevnosťou v tlaku 28 d. Za podmienok známej hustoty za mokra je možné vypočítať pevnosť v tlaku 28 d pomocou montážneho vzorca.

kľúčové slová:popolček; éter celulózy; zadržiavanie vody; pevnosť v tlaku; korelácia

V súčasnosti je popolček široko používaný v stavebníctve. Pridanie určitého množstva popolčeka do malty môže nielen zlepšiť mechanické vlastnosti a trvanlivosť malty, ale aj znížiť náklady na maltu. Popolčeková malta však vykazuje nedostatočné zadržiavanie vody, takže ako zlepšiť zadržiavanie vody v malte sa stalo naliehavým problémom, ktorý treba vyriešiť. Éter celulózy je vysokoúčinná prímes bežne používaná doma aj v zahraničí. Musí sa pridať len v malom množstve, aby mal veľký vplyv na ukazovatele výkonnosti, ako je zadržiavanie vody a pevnosť v tlaku malty.

1. Suroviny a skúšobné metódy

1.1 Suroviny

Cement je P·O 42,5 obyčajný portlandský cement vyrobený v Hangzhou Meiya Cement Factory; popolček je kvalitnýⅡpopol; piesok je obyčajný stredný piesok s modulom jemnosti 2,3, objemová hmotnosť 1499 kg·m-3, a obsah vlhkosti 0,14 %, obsah bahna 0,72 %; éter hydroxypropylmetylcelulózy (HPMC) vyrába spoločnosť Shandong Heda Co., Ltd., značka je 75HD100000; zmiešavacia voda je voda z vodovodu.

1.2 Príprava malty

Pri miešaní malty modifikovanej celulózovým éterom najprv dôkladne zmiešajte HPMC s cementom a popolčekom, potom miešajte za sucha s pieskom po dobu 30 sekúnd, potom pridajte vodu a miešajte minimálne 180 sekúnd.

1.3 Skúšobná metóda

Konzistencia, hustota za mokra, delaminácia a čas tuhnutia čerstvo namiešanej malty sa merajú podľa príslušných predpisov v JGJ70-90 „Základné skúšobné metódy stavebnej malty“. Zádrž vody v malte sa určuje podľa skúšobnej metódy na zadržiavanie vody v malte v prílohe A k JG/T 230-2007 „Hotová miešaná malta“. Skúška pevnosti v tlaku využíva skúšobnú formu s kockovým dnom s rozmermi 70,7 mm x 70,7 mm x 70,7 mm. Vytvorený testovací blok sa vytvrdzuje pri teplote (20±2)°C po dobu 24 hodín a po vybratí z formy sa pokračuje vo vytvrdzovaní v prostredí s teplotou (20±2)°C a relatívnou vlhkosťou nad 90 % do vopred určeného veku, podľa JGJ70-90 „Stavebná malta Základná skúšobná metóda výkonu“ stanovenie jej pevnosti v tlaku.

2. Výsledky testov a analýzy

2.1 Hustota za mokra

Zo vzťahu medzi hustotou a množstvom HPMC je možné vidieť, že hustota za mokra postupne klesá so zvyšujúcim sa množstvom HPMC. Keď je množstvo HPMC 0,05 %, vlhká hustota malty je 96,8 % referenčnej malty. Keď sa množstvo HPMC naďalej zvyšuje, rýchlosť poklesu hustoty za mokra sa zrýchľuje. Keď je obsah HPMC 0,20 %, vlhká hustota malty je len 81,5 % referenčnej malty. Je to spôsobené hlavne vzduchovým efektom HPMC. Zavedené vzduchové bubliny zvyšujú pórovitosť malty a znižujú kompaktnosť, čo má za následok zníženie objemovej hustoty malty.

2.2 Čas nastavenia

Zo vzťahu medzi koagulačným časom a množstvom HPMC je možné vidieť, že koagulačný čas sa postupne zvyšuje. Pri dávke 0,20% sa čas tuhnutia predĺži o 29,8% v porovnaní s referenčnou maltou a dosiahne približne 300 minút. Je vidieť, že keď je dávkovanie 0,20%, čas tuhnutia má veľkú zmenu. Dôvodom je, že L Schmitz a spol. domnievajú sa, že molekuly éteru celulózy sa adsorbujú hlavne na hydratačných produktoch, ako je cSH a hydroxid vápenatý, a zriedka sa adsorbujú na pôvodnú minerálnu fázu slinku. Okrem toho v dôsledku zvýšenia viskozity roztoku pórov klesá éter celulózy. Pohyblivosť iónov (Ca2+, so42-…) v roztoku pórov ďalej oneskoruje proces hydratácie.

2.3 Vrstvenie a zadržiavanie vody

Stupeň delaminácie aj zadržiavanie vody môžu charakterizovať účinok malty na zadržiavanie vody. Zo vzťahu medzi stupňom delaminácie a množstvom HPMC je možné vidieť, že stupeň delaminácie vykazuje klesajúci trend so zvyšujúcim sa množstvom HPMC. Keď je obsah HPMC 0,05 %, stupeň delaminácie veľmi výrazne klesá, čo naznačuje, že keď je obsah éteru vlákna malý, stupeň delaminácie sa môže výrazne znížiť, účinok zadržiavania vody sa môže zlepšiť a spracovateľnosť a spracovateľnosť malty sa môže zlepšiť. Súdiac podľa vzťahu medzi vlastnosťou vody a množstvom HPMC, so zvyšujúcim sa množstvom HPMC sa postupne zlepšuje aj zadržiavanie vody. Keď je dávka nižšia ako 0,15 %, účinok zadržiavania vody sa zvyšuje veľmi jemne, ale keď dávka dosiahne 0,20 %, účinok zadržiavania vody sa výrazne zlepšil, z 90,1 % pri dávke 0,15 % na 95 %. Množstvo HPMC sa stále zvyšuje a konštrukčné vlastnosti malty sa začínajú zhoršovať. Preto vzhľadom na schopnosť zadržiavania vody a konštrukčnú výkonnosť je vhodné množstvo HPMC 0,10 % ~ 0,20 %. Analýza jeho mechanizmu zadržiavania vody: Éter celulózy je vo vode rozpustný organický polymér, ktorý sa delí na iónové a neiónové. HPMC je neiónový éter celulózy s hydrofilnou skupinou, hydroxylovou skupinou (-OH) a éterovou väzbou (-0-1) vo svojom štruktúrnom vzorci. Po rozpustení vo vode sa atómy kyslíka na hydroxylovej skupine a éterovej väzbe a molekuly vody spájajú za vzniku vodíkových väzieb, čím voda stráca svoju tekutosť a voľná voda už nie je voľná, čím sa dosiahne efekt zadržiavania vody a zahusťovania.

2.4 Pevnosť v tlaku

Zo vzťahu medzi pevnosťou v tlaku a množstvom HPMC je vidieť, že s nárastom množstva HPMC vykazovala pevnosť v tlaku 7d a 28d klesajúci trend, čo bolo spôsobené najmä zavedením veľkého počtu vzduchových bublín pomocou HPMC, čo značne zvýšilo pórovitosť malty. zvýšenie, čo má za následok zníženie sily. Pri obsahu 0,05% veľmi výrazne poklesne pevnosť v tlaku 7d, pevnosť klesne o 21,0% a pevnosť v tlaku 28d klesne o 26,6%. Z krivky je zrejmé, že vplyv HPMC na pevnosť v tlaku je veľmi zrejmý. Keď je dávka veľmi malá, výrazne sa zníži. Preto by sa pri praktických aplikáciách malo jeho dávkovanie kontrolovať a používať v kombinácii s odpeňovačom. Pri skúmaní dôvodu Guan Xuemao a kol. domnievame sa, že po prvé, keď sa do malty pridá éter celulózy, pružný polymér v póroch malty sa zvýši a tieto flexibilné polyméry a póry nemôžu poskytnúť pevnú oporu, keď je testovací blok stlačený. Kompozitná matrica je relatívne oslabená, čím sa znižuje pevnosť malty v tlaku; po druhé, v dôsledku účinku éteru celulózy na zadržiavanie vody, po vytvorení skúšobného bloku malty väčšina vody zostáva v malte a skutočný pomer vody a cementu je nižší ako bez obsahu. Tieto sú oveľa väčšie, takže pevnosť v tlaku malty sa výrazne zníži.

2.5 Korelácia medzi pevnosťou v tlaku a hustotou za mokra

Z krivky vzťahu medzi pevnosťou v tlaku a hustotou za mokra je možné vidieť, že po lineárnom prispôsobení všetkých bodov na obrázku sú zodpovedajúce body dobre rozložené na oboch stranách línie prispôsobenia a existuje dobrá korelácia medzi hustotou za mokra a tlakom. pevnostné vlastnosti a hustota za mokra je jednoduchá a ľahko merateľná, takže pevnosť v tlaku malty 28d sa môže vypočítať pomocou zavedenej lineárnej rovnice lícovania. Rovnica lineárneho prispôsobenia je znázornená vo vzorci (1), R²=0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), kde y je 28d pevnosť v tlaku malty, MPa; X je hustota za mokra, kg m-3.

3. Záver

HPMC môže zlepšiť účinok popolčekovej malty na zadržiavanie vody a predĺžiť prevádzkový čas malty. Zároveň v dôsledku zvýšenia pórovitosti malty výrazne klesne jej objemová hmotnosť a pevnosť v tlaku, preto treba zvoliť vhodné dávkovanie v aplikácii. Pevnosť malty v tlaku 28d má dobrú koreláciu s hustotou za mokra a pevnosť v tlaku 28d možno vypočítať meraním hustoty za mokra, ktorá má dôležitú referenčnú hodnotu pre kontrolu kvality malty počas výstavby.