Mehanske lastnosti celuloznega etra, modificiranega za cementno malto

Pripravljena je bila modificirana cementna malta z vodocementnim razmerjem 0,45, apneno-peščenim razmerjem 1:2,5 in celuloznim etrom različnih viskoznosti 0 %, 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, 0,8 % in 1,0 %. . Z merjenjem mehanskih lastnosti cementne malte in opazovanjem mikroskopske morfologije smo proučevali vpliv HEMC na tlačno, upogibno in sprijemno trdnost modificirane cementne malte. Rezultati raziskave kažejo, da: s povečanjem vsebnosti HEMC tlačna trdnost modificirane malte pri različnih starostih nenehno pada, območje zmanjšanja pa se zmanjšuje in je ponavadi nežno; pri enaki vsebnosti celuloznega etra je tlačna trdnost malte, modificirane s celuloznim etrom z različnimi viskoznostmi: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

Ključne besede:celulozni eter; cementna malta; tlačna trdnost; upogibna trdnost; moč vezi

1 Uvod

Na tej stopnji letno povpraševanje po malti v svetu presega 200 milijonov ton, industrijsko povpraševanje pa še vedno narašča. Trenutno ima tradicionalna cementna malta napake, kot so krvavitev, razslojevanje, veliko krčenje pri sušenju, slaba neprepustnost, nizka natezna trdnost vezi in nepopolna hidracija zaradi izgube vode, ki jih je težko odpraviti, ne samo da povzročajo konstrukcijske napake, ampak tudi vodijo do strjevanja Pojavijo se pojavi, kot so pokanje malte, drobljenje v prah, luščenje in votlina.

Kot eden najpogosteje uporabljenih dodatkov za komercialne malte ima celulozni eter funkcije zadrževanja vode, zgoščevanja in zaviranja in se lahko uporablja za izboljšanje fizikalnih lastnosti cementne malte, kot so obdelavnost, zadrževanje vode, sposobnost lepljenja in čas strjevanja. , kot je znatno povečanje cementa. Natezna oprijemna trdnost malte se bo zmanjšala, vendar se bodo zmanjšali tlačna trdnost, upogibna trdnost in modul elastičnosti cementne malte. Zhang Yishun in drugi so preučevali učinek metil celuloznega etra in hidroksipropil metil celuloznega etra na lastnosti malte. Rezultati so pokazali, da: celulozni etri lahko izboljšajo zadrževanje vode v malti, upogibna trdnost in tlačna trdnost se zmanjšata v različnih stopnjah, medtem ko se razmerje zgibanja in trdnost lepljenja malte povečata v različnih stopnjah, zmogljivost krčenja malte pa se lahko se izboljšati. AJenni, R.Zurbriggen itd. so uporabili sodobne tehnike testiranja in analize za preučevanje interakcije različnih materialov v sistemu tankoslojne lepilne malte, modificirane s celuloznim etrom, in opazili, da sta se celulozni eter in Ca(OH) pojavila blizu površine malte. . 2, ki kaže na migracijo celuloznih etrov v materialih na osnovi cementa.

V tem prispevku z uporabo metod preskušanja malte, kot so tlačna odpornost, upogibna odpornost, lepljenje in SEM mikroskopski videz, proučujemo vpliv celulozne etercementne malte na mehanske lastnosti, kot so tlačna trdnost, upogibna odpornost in trdnost spoja pri različnih starostih, in je razloženo. njegov mehanizem delovanja.

2. Surovine in preskusne metode

2.1 Surovine

2.1.1 Cement

Navadni lauratni cement, ki ga proizvaja Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., model P 042.5 (GB175-2007), ima gostoto 3,25 g/cm³ in specifično površino 4200 cm²/g.

2.1.2 Hidroksipropil metilcelulozni eter

Thehidroksietil metil celulozni eterproizvaja Hercules Group iz Združenih držav Amerike, ima viskoznost 50000MPa/s, 100000MPa/s in 200000MPa/s v 2 % raztopini pri 25°C, naslednje okrajšave pa so HEMC5, HEMC10 in HEMC20.

2.2 Preskusna metoda

a. Tlačna trdnost modificirane malte

Tlačna trdnost vzorcev zelenega telesa je bila testirana s strojem za tlačno trdnost TYE-300 podjetja Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Hitrost obremenitve je 0,5 kN/s. Preskus tlačne trdnosti se izvaja v skladu z GB/T17671-1999 »Metoda za testiranje trdnosti cementne malte (metoda ISO)«.

Po definiciji je formula za izračun tlačne trdnosti zelenega telesa:

Rc=F/S

Kje Rc—tlačna trdnost, MPa;

F—obremenitev porušitve, ki deluje na vzorec, kN;

S—tlačno območje, m².

Po definiciji je formula za izračun upogibne trdnosti zelenega telesa:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

V formuli je Rf—upogibna trdnost, MPa;

P—obremenitev porušitve, ki deluje na vzorec, kN;

L—razdalja med središči podpornih valjev, to je 10 cm;

b, h—širina in višina preseka preskusnega telesa, ki sta 4 cm.

b. Natezna trdnost spoja modificirane cementne malte

Uporabite ZQS6-2000 Adhesive Brick Adhesive Strength Detector za merjenje adhezivne trdnosti, natezna hitrost pa je 2 mm/min. Preskus oprijemne trdnosti je bil izveden v skladu z JC/T985-2005 »Cementna samorazlivna malta za tla«.

Po definiciji je formula za izračun trdnosti vezi zelenega telesa:

P=F/S

V formuli je P—natezna trdnost vezi, MPa;

F—največja obremenitev pri okvari, N;

S—območje lepljenja, mm².

3. Rezultati in razprava

3.1 Tlačna trdnost

Iz tlačne trdnosti dveh vrst malt, modificiranih s celuloznim etrom, z različnimi viskoznostmi pri različnih starostih, je razvidno, da se je s povečanjem vsebnosti HEMC tlačna trdnost malt, modificiranih s celuloznim etrom, pri različnih starostih (3d, 7d in 28d) zmanjšala. znatno. Bistveno zmanjšala in postopoma stabilizirala: ko je bila vsebnost HEMC manjša od 0,4 %, se je tlačna trdnost znatno zmanjšala v primerjavi s slepim vzorcem; ko je bila vsebnost HEMC 0,4%~1,0%, se je trend zmanjševanja tlačne trdnosti upočasnil. Ko je vsebnost celuloznega etra večja od 0,8 %, je tlačna trdnost pri starosti 7d in 28d nižja kot pri slepem vzorcu pri starosti 3d, medtem ko je tlačna trdnost modificirane malte 3d skoraj enaka nič, vzorec pa je rahlo stisnjen Takoj zdrobljen, notranjost je praškasta, gostota pa je zelo nizka.

Vpliv istega HEMC na tlačno trdnost modificirane malte pri različnih starostih je prav tako različen, kar kaže, da se tlačna trdnost 28d zmanjša s povečanjem vsebnosti HEMC bolj kot pri 7d in 3d. To kaže, da je zadrževalni učinek HEMC vedno obstajal s starostjo in na zaviralni učinek HEMC ni vplivalo zmanjšanje vode v sistemu ali napredovanje reakcije hidratacije, kar je povzročilo povečanje tlačne trdnosti. modificirane malte je veliko manjša od tiste brez vzorcev malte, pomešane s HEMC.

Iz krivulje spreminjanja tlačne trdnosti malte, modificirane s celuloznim etrom pri različnih starostih, je razvidno, da je ob enaki količini dodane količine celuloznega etra tlačna trdnost malte, modificirane s celuloznim etrom, z različnimi viskoznostmi: HEMC20 HEMC10>HEMC5. To je zato, ker ima HEMC z visoko stopnjo polimerizacije večji učinek na zmanjšanje tlačne trdnosti malte kot HEMC z nizko stopnjo polimerizacije, vendar je tlačna trdnost modificirane malte, pomešane s HEMC, precej nižja kot pri malti. slepa malta brez HEMC.

Naslednji trije dejavniki vodijo do zmanjšanja tlačne trdnosti modificirane malte: po eni strani, ker vodotopna struktura makromolekularne mreže HEMC pokriva delce cementa, CSH gel, kalcijev oksid, kalcijev aluminat hidrat in druge delce ter nehidrirane delci Na površini, zlasti v zgodnji fazi hidratacije cementa, adsorpcija med hidratom kalcijevega aluminata in HEMC upočasni reakcijo hidratacije kalcijevega aluminata, kar povzroči znatno zmanjšanje tlačne trdnosti. Zadrževalni učinek trajne malte je očiten, kar kaže, da ko vsebnost HEMC20 doseže 0,8%~1%, je 3d trdnost modificiranega vzorca malte enaka nič; po drugi strani pa ima hidratirana raztopina HEMC višjo viskoznost in se med postopkom mešanja malte lahko zmeša z zrakom, da nastane veliko število zračnih mehurčkov, kar ima za posledico veliko število praznin v strjeni malti. , in tlačna trdnost vzorca nenehno pada s povečanjem vsebnosti HEMC in povečanjem njegove stopnje polimerizacije; Maltni sistem samo poveča prožnost malte in ne more igrati vloge togega nosilca, zato se zmanjša tlačna trdnost.

3.2 Upogibna trdnost

Iz upogibne trdnosti dveh različno viskoznih malt, modificiranih s celuloznim etrom, pri različnih starostih je razvidno, da podobno kot pri spremembi tlačne trdnosti modificirane malte, upogibna trdnost malte, modificirane s celuloznim etrom, postopoma pada s povečanjem vsebnosti HEMC.

Iz krivulje spremembe upogibne trdnosti malte, modificirane s celuloznim etrom pri različnih starostih, je razvidno, da je pri enaki vsebnosti celuloznega etra upogibna trdnost vzorca modificirane malte HEMC20 nekoliko nižja kot pri vzorcu modificirane malte HEMC10, medtem ko ko je vsebnost HEMC 0,4% ~ 0,8%, 28d krivulji spremembe upogibne trdnosti obeh skoraj sovpadata.

Iz krivulje spremembe upogibne trdnosti malte, modificirane s celuloznim etrom pri različnih starostih, je tudi razvidno, da je sprememba upogibne trdnosti modificirane malte: HEMC5

3.3 Trdnost spoja

Iz variacijskih krivulj trdnosti oprijema treh malt, modificiranih z celuloznim etrom pri različnih starostih, je razvidno, da se trdnost oprijema modificirane malte povečuje s povečanjem vsebnosti HEMC in postopoma teži k stabilnosti. S podaljševanjem starosti se povečuje tudi oprijemna trdnost modificirane malte.

Iz 28-dnevnih krivulj spreminjanja trdnosti oprijema treh malt, modificiranih s celuloznim etrom, je razvidno, da se trdnost oprijema modificirane malte povečuje s povečanjem vsebnosti HEMC in postopoma postaja stabilna. Hkrati se s povečevanjem stopnje polimerizacije celuloznega etra spreminja moč oprijema modificirane malte: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

To je posledica vnosa velikega števila por v modificirano malto z visoko vsebnostjo HEMC, kar ima za posledico povečanje poroznosti utrjenega telesa, zmanjšanje gostote strukture in počasno rast trdnosti vezi. ; pri nateznem preizkusu je do loma prišlo v modificirani malti. V notranjosti ni loma na kontaktni površini med modificirano malto in podlago, kar kaže, da je trdnost spoja med modificirano malto in podlago večja kot pri strjeni modificirana malta. Ko pa je količina HEMC nizka (0% ~ 0,4%), lahko vodotopne molekule HEMC prekrijejo in ovijejo hidratirane delce cementa ter tvorijo polimerni film med delci cementa, kar poveča prožnost in fleksibilnost modificirano malto. Plastičnost in zaradi odličnega zadrževanja vode HEMC ima modificirana malta dovolj vode za reakcijo hidratacije, kar zagotavlja razvoj trdnosti cementa, trdnost vezi modificirane cementne malte pa linearno narašča.

3.4 SEM

Iz primerjalnih slik SEM pred in po malti, modificirani s celuloznim etrom, je razvidno, da so reže med kristalnimi zrni v nemodificirani malti razmeroma velike in da nastane majhna količina kristalov. V modificirani malti se kristali popolnoma razrastejo, vključitev celuloznega etra izboljša zmogljivost zadrževanja vode malte, cement je popolnoma hidriran in produkti hidracije so očitni.

To je zato, ker je bil celulozni eter obdelan s posebnim postopkom eterifikacije, ki ima odlično disperzijo in zadrževanje vode. Voda se postopoma sprošča v daljšem časovnem obdobju, iz kapilarnih por zaradi sušenja in izhlapevanja uide le majhna količina vode, večina vode pa se s cementom hidrira, da se zagotovi trdnost modificirane cementne malte.

4 Zaključek

a. Ko se vsebnost HEMC povečuje, se tlačna trdnost modificirane malte pri različnih starostih stalno zmanjšuje, obseg zmanjšanja pa se zmanjšuje in je ponavadi ravno; ko je vsebnost celuloznega etra večja od 0,8 %, je 7d in 28d Tlačna trdnost 3d-staranega slepega vzorca nižja kot pri slepem vzorcu, medtem ko je 3d-starana tlačna trdnost modificirane malte skoraj nič. Vzorec se ob rahlem pritisku zlomi, notranjost pa je praškasta z nizko gostoto.

b. Ko dodamo enako količino celuloznega etra, se tlačna trdnost malte, modificirane s celuloznim etrom, z različnimi viskoznostmi spremeni, kot sledi: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

c. Upogibna trdnost malte, modificirane z etrom celuloze, postopoma pada s povečanjem vsebnosti HEMC. Sprememba upogibne trdnosti modificirane malte je: HEMC5

d. Vezna trdnost modificirane malte se povečuje s povečanjem vsebnosti HEMC in postopoma postaja stabilna. Hkrati se s povečevanjem stopnje polimerizacije celuloznega etra spreminja moč oprijema modificirane malte: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e. Ko je celulozni eter vmešan v cementno malto, kristal popolnoma zraste, pore med kristalnimi zrni se zmanjšajo in cement je popolnoma hidriran, kar zagotavlja tlačno, upogibno in vezno trdnost cementne malte.