Vpliv hidroksipropil metilceluloznega etra na lastnosti strojno brizgane cementne malte

Celulozni eter je bistven dodatek v malti za strojno peskanje. Proučevali so učinke štirih različnih viskoznosti hidroksipropil metilceluloze (HPMC) na zadrževanje vode, gostoto, vsebnost zraka, mehanske lastnosti in porazdelitev velikosti por strojno peskane malte. Študije so pokazale, da: HPMC lahko znatno izboljša zmogljivost zadrževanja vode malte in stopnja zadrževanja vode lahko preseže 90 %, če je količina HPMC 0,15 %. Najbolj očiten; vsebnost zraka v malti se poveča s povečanjem vsebnosti HPMC: HPMC bo očitno zmanjšal mehanske lastnosti cementne malte, vendar se bo zgibnost malte povečala; velikost por malte se bo po dodajanju HPMC znatno povečala. Delež škodljivih lukenj in več škodljivih lukenj se je znatno povečal.

Ključne besede: malta; hidroksipropil metilcelulozni eter; zadrževanje vode; porazdelitev velikosti por

0. Predgovor

V zadnjih letih se je z nenehnim napredkom industrije in izboljšanjem tehnologije z uvedbo in izboljšavo tujih strojev za brizganje malte močno razvila tehnologija mehanskega brizganja in ometa v naši državi. Malta za mehansko brizganje se razlikuje od običajne malte, ki zahteva visoko zmogljivost zadrževanja vode, ustrezno tekočnost in določeno učinkovitost proti povešanju. Običajno je malti dodan celulozni eter, med katerim se najbolj uporablja hidroksipropil metilcelulozni navadni eter (HPMC). Glavne funkcije HPMC v malti so: odlična sposobnost zadrževanja vode, zgoščevanje in viskoziranje ter reološka prilagoditev. Vendar pa pomanjkljivosti HPMC ne gre prezreti. HPMC ima učinek vdihavanja zraka, kar povzroči več notranjih napak in resno zmanjša mehanske lastnosti malte. Prispevek proučuje vpliv HPMC na stopnjo zadrževanja vode, gostoto, vsebnost zraka in mehanske lastnosti malte z makroskopskega vidika ter proučuje vpliv HPMC na strukturo por malte z mikroskopskega vidika.

1. Test

1.1 Surovine

Cement: komercialno dostopen P·Cement O42.5, njegova upogibna in tlačna trdnost 28d je 6,9 ​​oziroma 48,2 MPa; pesek: fin rečni pesek Chengde, 40-100 mesh; celulozni eter: hidroksipropilni alkohol, ki ga proizvaja podjetje v Hebeju, metil celulozni eter, bel prah, nazivna viskoznost 40, 100, 150, 200 Pa·S: Voda: čista voda iz pipe.

1.2 Preskusna metoda

V skladu z JGJ/T 105-2011 "Gradbeni predpisi za mehansko brizganje in ometanje" je konsistenca malte 80~120 mm, stopnja zadrževanja vode pa je večja od 90%. V tem preskusu je razmerje apnenca in peska nastavljeno na 1:5, konsistenca je nadzorovana na (93±2) mm, celulozni eter pa se zmeša zunaj, njegov odmerek pa se izračuna glede na maso cementa. Osnovne lastnosti malte, kot so mokra gostota, vsebnost zraka, stopnja zadrževanja vode in konsistenca, se testirajo v skladu z JGJ 70-2009 "Preskusne metode za osnovne lastnosti gradbene malte", vsebnost zraka pa se testira in izračuna v skladu z metoda gostote. Preskusi priprave, upogibne in tlačne trdnosti vzorcev so bili izvedeni v skladu z GB/T 17671-1999 »Metode za preskušanje trdnosti peska iz cementne malte (ISO metoda)«. Velikost por je bila testirana z živosrebrno porozimetrijo. Model živosrebrnega porozimetra je bil AUTOPORE 9500, merilno območje pa je bilo od 5,5 nm do 360μm. Skupaj so bili izvedeni 4 sklopi testov. 0, 0,1 %, 0,2 %, 0,3 % (številke so A, B, C, D).

2. Rezultati in analiza

2.1 Vpliv HPMC na stopnjo zadrževanja vode cementne malte

Zadrževanje vode se nanaša na sposobnost malte, da zadrži vodo. V strojno brizgani malti lahko dodajanje celuloznega etra učinkovito vzdržuje vlago, zmanjša stopnjo krvavitve in izpolnjuje zahteve po zadostni hidrataciji materialov na osnovi cementa.

Iz učinka HPMC na stopnjo zadrževanja vode malte je razvidno, da s povečanjem vsebnosti HPMC stopnja zadrževanja vode malte postopoma narašča. Krivulje celuloznih etrov z viskoznostmi 100, 150 in 200 Pa·s so v bistvu enaki. Ko je vsebnost 0,05 % do 0,15 %, stopnja zadrževanja vode linearno narašča. Ko je vsebnost 0,15 %, je stopnja zadrževanja vode večja od 93 %..Po 20 % naraščajoči trend zadrževanja vode postane raven, kar kaže, da je količina HPMC blizu nasičenosti. Krivulja vpliva količine HPMC z viskoznostjo 40 Pa·s na stopnji zadrževanja vode je približno ravna črta. Ko je količina večja od 0,15 %, je stopnja zadrževanja vode malte znatno nižja kot pri drugih treh vrstah HPMC z enako količino viskoznosti. Na splošno velja, da je mehanizem zadrževanja vode celuloznega etra naslednji: hidroksilna skupina na molekuli celuloznega etra in atom kisika na etrski vezi se bosta povezala z molekulo vode in tvorila vodikovo vez, tako da prosta voda postane vezana voda , s čimer igra dober učinek zadrževanja vode; Verjame se tudi, da medsebojna difuzija med molekulami vode in molekularnimi verigami celuloznega etra omogoča, da molekule vode vstopijo v notranjost makromolekularnih verig celuloznega etra in so podvržene močnim veznim silam, s čimer se izboljša zadrževanje vode v cementni brozgi. Odlično zadrževanje vode lahko ohrani homogenost malte, ki jo ni enostavno ločiti, in doseže dobro mešalno zmogljivost, hkrati pa zmanjša mehansko obrabo in podaljša življenjsko dobo stroja za brizganje malte.

2.2 Vpliv HPMC na gostoto in vsebnost zraka v cementni malti

Iz vpliva različnih viskoznosti in doziranja HPMC na gostoto malte je razvidno, da ko je doza HPMC 0-0,20 %, se gostota malte močno zmanjša s povečanjem doze HPMC, od 2050 kg/m³ do približno 1650 kg/m³ , zmanjšal za približno 20 %; ko vsebnost HPMC preseže 0,20 %, je zmanjšanje gostote enakomerno. Če primerjamo štiri vrste HPMC z različnimi viskoznostmi, lahko vidimo, da višja kot je viskoznost, manjša je gostota malte; gostotne krivulje malt z mešanimi viskoznostmi 150 in 200 Pa s HPMC se v bistvu prekrivajo, kar kaže, da se z naraščanjem viskoznosti HPMC gostota malte ne zmanjšuje več.

Iz vpliva različnih viskoznosti in doziranja HPMC na vsebnost zraka v malti je razvidno, da je sprememba vsebnosti zraka v malti nasprotna spremembi gostote malte. Prostornina zraka skoraj premočrtno narašča; ko vsebnost HPMC preseže 0,20 %, se vsebnost zraka skoraj ne spremeni, kar kaže, da je učinek malte, ki zajema zrak, blizu nasičenosti. Zračni učinek HPMC z viskoznostjo 150 in 200 Pa·s je večji kot pri HPMC z viskoznostjo 40 in 100 Pa·s.

Učinek celuloznega etra na pridobivanje zraka v glavnem določa njegova molekularna struktura. Celulozni eter ima tako hidrofilne skupine (hidroksilne, etrske skupine) kot hidrofobne skupine (metilne skupine, glukozni obroči) in je površinsko aktivna snov. , je površinsko aktiven, zato ima učinek vleke zraka. Po eni strani lahko vneseni plin deluje kot kroglični ležaj v malti, izboljša delovno zmogljivost malte, poveča prostornino in poveča izhod, kar je koristno za proizvajalca. Po drugi strani pa učinek zračenja poveča vsebnost zraka v malti in poroznost po strjevanju, kar povzroči povečanje škodljivih por in močno zmanjšanje mehanskih lastnosti. Čeprav ima HPMC določen zračni učinek, ne more nadomestiti zračnega sredstva. Poleg tega lahko pri sočasni uporabi HPMC in zračnega sredstva zračno sredstvo ne uspe.

2.3 Vpliv HPMC na mehanske lastnosti cementne malte

Iz upogibne trdnosti 28d in tlačne trdnosti 28d je razvidno, da ko je količina HPMC le 0,05 %, se upogibna trdnost malte znatno zmanjša, kar je približno 25 % nižje kot pri slepem vzorcu brez HPMC in tlačna trdnost lahko doseže le 65 % slepega vzorca. 80 % Ko vsebnost HPMC presega 0,20 %, stopnja zmanjšanja upogibne in tlačne trdnosti malte ni očitna. Viskoznost HPMC malo vpliva na mehanske lastnosti malte. HPMC vnaša veliko drobnih zračnih mehurčkov, učinek zajemanja zraka na malto pa poveča notranjo poroznost in škodljive pore malte, kar povzroči znatno zmanjšanje tlačne in upogibne trdnosti. Drugi razlog za zmanjšanje trdnosti malte je učinek zadrževanja vode celuloznega etra, ki zadržuje vodo v strjeni malti, veliko razmerje med vodo in vezivom pa povzroči zmanjšanje trdnosti testnega bloka. Pri mehanski gradbeni malti, čeprav lahko celulozni eter znatno poveča stopnjo zadrževanja vode malte in izboljša njeno uporabnost, bo prevelika količina resno vplivala na mehanske lastnosti malte, zato je treba razmerje med obema razumno pretehtati.

Iz 28-dnevnega razmerja zgibanja je razvidno, da s povečanjem vsebnosti HPMC celotno razmerje zgibanja malte kaže naraščajoči trend, ki je v bistvu linearen odnos. To je zato, ker dodan celulozni eter uvaja veliko število zračnih mehurčkov, kar povzroča več napak v malti, kar ima za posledico močno zmanjšanje tlačne trdnosti malte, in čeprav se do določene mere zmanjša tudi upogibna trdnost; toda celulozni eter lahko izboljša prožnost malte in se upre. Zgibna trdnost je ugodna, zaradi česar se stopnja zmanjšanja upočasni. Gledano celovito, skupni učinek obeh povzroči povečanje zgibnega razmerja.

2.4 Vpliv HPMC na velikost por malte

Krivulje porazdelitve velikosti por štirih skupin vzorcev A, B, C in D so bile izmerjene z intruzijsko porozimetrijo živega srebra.

Glede na krivuljo porazdelitve velikosti por, podatke o porazdelitvi velikosti por in različne statistične parametre AD vzorcev ima HPMC velik vpliv na strukturo por cementne malte:

(1) Po dodajanju HPMC se velikost por cementne malte znatno poveča. Na krivulji porazdelitve velikosti por se območje slike premakne v desno in vrednost por, ki ustreza najvišji vrednosti, postane večja. Tudi iz statističnih podatkov porazdelitve velikosti por in mediane velikosti por v rezultatih testiranja različnih statističnih parametrov je razvidno, da je mediana velikosti por cementne malte po dodajanju HPMC bistveno večja kot pri slepem vzorcu in v vzorcu z 0,3-odstotnim odmerkom Vrednost odprtine je za 2 reda velikosti višja kot pri slepem vzorcu.

(2) Wu Zhongwei et al. pore v betonu razdelili na štiri vrste, ki so neškodljive pore (≤20 nm), nekaj škodljivih por (20–100 nm), škodljive pore (100–200 nm) in številne škodljive pore (≥200 nm). 200 nm). Iz statističnih podatkov o porazdelitvi velikosti por in rezultatov testiranja različnih statističnih parametrov je razvidno, da se število neškodljivih ali manj škodljivih por znatno zmanjša, število škodljivih ali bolj škodljivih por pa se po dodajanju HPMC poveča. Neškodljive ali manj škodljive pore vzorca brez HPMC so približno 49,4 %, neškodljive ali manj škodljive pore pa se po dodajanju HPMC znatno zmanjšajo. Če za primer vzamemo odmerek 0,1 %, se neškodljive ali manj škodljive pore zmanjšajo za približno 45 %. , število škodljivih por večje od 10μm povečal za približno 9-krat.

3) Mediani premer por, povprečni premer por, specifična prostornina por in specifična površina ne sledijo zelo strogemu pravilu spremembe s povečanjem vsebnosti HPMC, kar je lahko povezano z veliko razpršenostjo izbire vzorcev pri preskusu z vbrizgavanjem živega srebra. Toda na splošno se srednji premer por, povprečni premer por in specifična prostornina por vzorca, pomešanega s HPMC, povečajo v primerjavi s slepim vzorcem, medtem ko se specifična površina zmanjša.

3. Zaključek

(1) Stopnja zadrževanja vode v malti se poveča s povečanjem vsebnosti HPMC. Krivulje celuloznega etra z viskoznostmi 100, 150 in 200 Pa·S so v bistvu enaki in stopnja zadrževanja vode je večja od 93%, če je vsebnost 0,15%. Ko je vsebnost 40 Pa·celuloznega etra je večja od 0,15 %, stopnja zadrževanja vode je nižja kot pri drugih treh vrstah viskoznosti HPMC.

(2) Gostota malte se postopoma zmanjšuje s povečanjem vsebnosti HPMC, vsebnost pa je 0,05%. Zmanjšanje gostote je najbolj očitno pri 0,20 %, približno 20 %; ko vsebnost preseže 0,20 %, se gostota skoraj ne spremeni; vsebnost zraka v malti se poveča s povečanjem vsebnosti HPMC.

(3) Povečanje vsebnosti HPMC bo očitno zmanjšalo mehanske lastnosti cementne malte, vendar se bo ustrezno zgibno razmerje malte povečalo in prožnost malte bo postala boljša.

(4) Po dodajanju HPMC se velikost por malte znatno poveča, delež škodljivih por in več škodljivih por pa se znatno poveča. Vzorec z 0,1 % vsebnostjo HPMC se je zmanjšal za približno 45 % v primerjavi s slepim vzorcem brez ali z manj škodljivimi porami in številom bolj škodljivih por, večjim od 10μm povečal približno 9-krat.