Целулозни етар на саморазливајућем малтеру

Ефекти одетар хидроксипропил метил целулозепроучавана је течност, задржавање воде и чврстоћа везивања самонивелационог малтера. Резултати показују да ХПМЦ може ефикасно побољшати задржавање воде у саморазливајућем малтеру и смањити конзистенцију малтера. Увођење ХПМЦ може побољшати чврстоћу везивања малтера, али се смањује чврстоћа на притисак, чврстоћа на савијање и флуидност. На узорцима је спроведен СЕМ контрастни тест, а ефекат ХПМЦ на ефекат успоравања, ефекат задржавања воде и чврстоћу малтера додатно је објашњен из тока хидратације цемента 3 и 28 дана.

Кључне речи:самонивелирајући малтер; Целулоза етар; Флуидити; Задржавање воде

0. Увод

Саморазливајући малтер се може ослонити на сопствену тежину да формира равну, глатку и чврсту основу на подлози, тако да полаже или везује друге материјале, и може да изведе велику површину високоефикасне конструкције, стога је висока ликвидност веома значајна карактеристика самонивелирајућег малтера; Посебно као велика запремина, ојачана густа или зазор мањи од 10 мм засипања или арматурне употребе материјала за ињектирање. Поред добре течности, саморазливајући малтер мора да има одређено задржавање воде и чврстоћу везивања, да нема појаву сегрегације крварења и да има карактеристике адијабатског и ниског пораста температуре.

Генерално, саморазливајући малтер захтева добру течност, али стварна течност цементне суспензије је обично само 10 ~ 12 цм. Саморазливајући малтер може бити самозбијајући, а почетно време везивања је дуго, а време коначног везивања кратко. Целулозни етар је један од главних адитива готовог малтера, иако је количина додатка веома мала, али може значајно побољшати перформансе малтера, може побољшати конзистенцију малтера, радне перформансе, перформансе везивања и перформансе задржавања воде, има веома важну улогу у области готових малтера.

1. Сировине и методе истраживања

1.1 Сировине

(1) Обичан цемент П·О 42.5.

(2) Пешчани материјал: Ксиамен испран морски песак, величина честица је 0,3 ~ 0,6 мм, садржај воде је 1% ~ 2%, вештачко сушење.

(3) Етар целулозе: етар хидроксипропил метил целулозе је производ хидроксила замењеног метокси и хидроксипропил, респективно, са вискозитетом од 300мпа·с. Тренутно, већина целулозног етра који се користи је етар хидроксипропил метил целулозе и етар хидроксиетил метил целулозе.

(4) суперпластификатор: суперпластификатор поликарбоксилне киселине.

(5) Редисперзибилни латекс прах: серија ХВ5115 коју производи Хенан Тиансхенг Цхемицал Цо., Лтд. је редисперзибилни прах латекса кополимеризован помоћу ВАЦ/ВеоВа.

1.2 Методе испитивања

Испитивање је спроведено у складу са индустријским стандардом ЈЦ/Т 985-2005 „Саморазливајући малтер на бази цемента за употребу у земљи“. Време везивања је одређено на основу стандардне конзистенције и времена везивања цементне пасте ЈЦ/Т 727. Тест формирања, савијања и тлачне чврстоће узорка самонивелирног малтера се односи на ГБ/Т 17671. Метода испитивања чврстоће везивања: Блок за испитивање малтера 80ммк80ммк20мм припремљен је унапред, а његова старост је преко 28д. Површина је храпава, а засићена вода са површине се обрише након 10 мин влажења. Испитни комад малтера се сипа на углачану површину величине 40ммк40ммк10мм. Чврстоћа везивања се тестира у пројектованој старости.

За анализу морфологије цементираних материјала у суспензији коришћена је скенирајућа електронска микроскопија (СЕМ). У студији, метод мешања свих прашкастих материјала је: прво, прашкасти материјали сваке компоненте се равномерно мешају, а затим се додају у предложену воду за равномерно мешање. Ефекат целулозног етра на саморазливајући малтер анализиран је чврстоћом, задржавањем воде, течности и СЕМ микроскопским тестовима.

2. Резултати и анализа

2.1 Мобилност

Целулозни етар има важан утицај на задржавање воде, конзистенцију и конструкцијске перформансе самонивелационог малтера. Нарочито као саморазливајући малтер, флуидност је један од главних индекса за процену перформанси саморазливајућег малтера. Полазећи од претпоставке да се обезбеди нормалан састав малтера, течност малтера се може подесити променом садржаја целулозног етра.

Са повећањем садржаја целулозног етра. Флуидност малтера се постепено смањује. Када је дозирање 0,06% течност малтера опада за више од 8%, а када је доза 0,08% течност опада за више од 13,5%. Истовремено, са продужењем старости, висока доза указује на то да се количина целулозног етра мора контролисати у одређеном опсегу, превисока доза ће негативно утицати на течност малтера. Вода и цемент у малтеру чине чисту суспензију да попуне празнину у песку и омотају песак да играју улогу подмазивања, тако да малтер има одређену флуидност. Увођењем целулозног етра релативно се смањује садржај слободне воде у систему, а смањује се слој премаза на спољашњем зиду песка, чиме се смањује проток малтера. Због захтева за саморазливајућим малтером високе течности, количину целулозног етра треба контролисати у разумном опсегу.

2.2 Задржавање воде

Задржавање воде у малтеру је важан индекс за мерење стабилности компоненти у свеже измешаном цементном малтеру. Додавање одговарајуће количине целулозног етра може побољшати задржавање воде у малтеру. Да би се реакција хидратације цементног материјала извршила у потпуности, разумна количина целулозног етра може задржати воду у малтеру дуго времена како би се осигурало да се реакција хидратације цементног материјала може у потпуности извести.

Целулозни етар се може користити као средство за задржавање воде јер су атоми кисеоника на хидроксилним и етарским везама повезани са молекулима воде да формирају водоничне везе, чинећи да слободна вода постане комбинована вода. Из односа садржаја целулозног етра и стопе задржавања воде у малтеру се види да се са повећањем садржаја целулозног етра повећава и стопа задржавања воде малтера. Ефекат задржавања воде целулозног етра може спречити супстрат да апсорбује превише и пребрзо воду и спречи испаравање воде, чиме се обезбеђује да окружење суспензије обезбеђује довољно воде за хидратацију цемента. Постоје и студије које показују да поред количине целулозног етра, његов вискозитет (молекулска тежина) такође има већи утицај на задржавање воде у малтеру, што је већи вискозитет, то је боље задржавање воде. Целулозни етар са вискозитетом од 400 МПа·С се углавном користи за саморазливајући малтер, који може побољшати перформансе нивелисања малтера и побољшати компактност малтера. Када вискозитет пређе 40000 МПа·С, перформансе задржавања воде више нису значајно побољшане и није погодан за саморазливајући малтер.

У овој студији узети су узорци малтера са целулозним етром и малтера без целулозног етра. Део узорака су били узорци 3д старости, а други део узорака 3д старости је стандардно сушен 28д, а затим је формирање продуката хидратације цемента у узорцима тестирано СЕМ.

Продукти хидратације цемента у празном узорку малтера у старости 3д су већи од оних у узорку са целулозним етром, а на 28д старости, продуката хидратације у узорку са целулозним етром је далеко више од оних у слепом узорку. Рана хидратација воде је одложена јер на површини честица цемента у раној фази постоји сложени филмски слој формиран од целулозног етра. Међутим, са продужењем старости, процес хидратације се одвија споро. У овом тренутку, задржавање воде целулозног етра на суспензији чини да у суспензији има довољно воде да се задовољи потребе реакције хидратације, што је погодно за пун напредак реакције хидратације. Због тога у каснијој фази има више производа хидратације у каши. Релативно говорећи, у празном узорку има више слободне воде, која може задовољити воду која је потребна за рану реакцију цемента. Међутим, са напредовањем процеса хидратације, део воде у узорку се троши у раној реакцији хидратације, а други део се губи испаравањем, што доводи до недовољне количине воде у каснијој суспензији. Због тога је 3д производа хидратације у празном узорку релативно више. Количина производа хидратације је много мања од количине производа хидратације у узорку који садржи целулозни етар. Стога, из перспективе производа хидратације, поново се објашњава да додавање одговарајуће количине целулозног етра у малтер заиста може побољшати задржавање воде у суспензији.

2.3 Подешавање времена

Етар целулозе има извесно успоравајуће дејство на малтер, уз повећање садржаја целулозног етра. Време везивања малтера се затим продужава. Ретардирајући ефекат целулозног етра је директно повезан са његовим структурним карактеристикама. Целулозни етар има дехидрирану структуру глукозног прстена, која може формирати капију молекуларног комплекса шећера и калцијума са јонима калцијума у ​​раствору за хидратацију цемента, смањити концентрацију јона калцијума у ​​периоду индукције хидратације цемента, спречити стварање и таложење Ца(ОХ)2 и калцијумове соли кристала, како би се одложио процес хидратације цемента. Ретардирајући ефекат целулозног етра на цементну суспензију углавном зависи од степена супституције алкила и има мало везе са његовом молекулском тежином. Што је мањи степен супституције алкила, што је већи садржај хидроксила, то је очигледнији ефекат успоравања. Л. Семитз и др. веровао да су молекули етра целулозе углавном адсорбовани на продуктима хидратације као што су Ц — С — Х и Ца(ОХ)2, а ретко адсорбовани на оригиналним минералима клинкера. У комбинацији са СЕМ анализом процеса хидратације цемента, утврђено је да целулозни етар има одређени успоравајући ефекат, а што је већи садржај целулозног етра, то је очигледнији успоравајући ефекат сложеног филмског слоја на рану хидратацију цемента, дакле, очигледнији ефекат успоравања.

2.4 Чврстоћа на савијање и чврстоћа на притисак

Генерално, чврстоћа је један од важних индекса за процену ефеката очвршћавања мешавина цементних материјала на бази цемента. Поред високих перформанси течења, саморазливајући малтер треба да има и одређену чврстоћу на притисак и чврстоћу на савијање. У овој студији тестирана је чврстоћа на притисак и чврстоћа на савијање празног малтера помешаног са целулозним етром у трајању од 7 и 28 дана.

Са повећањем садржаја целулозног етра, тлачна чврстоћа малтера и чврстоћа на савијање се смањују у различитим амплитудама, садржај је мали, утицај на чврстоћу није очигледан, али са садржајем већим од 0,02%, раст брзине губитка чврстоће је очигледнији , дакле, у употреби целулозног етра за побољшање задржавања воде у малтеру, али и узети у обзир промену чврстоће.

Узроци пада чврстоће малтера на притисак и савијање. Може се анализирати са следећих аспеката. Пре свега, у студији није коришћен цемент ране чврстоће и брзог очвршћавања. Када је суви малтер помешан са водом, неке честице гуменог праха целулозног етра су прво адсорбоване на површини честица цемента да би се формирао латекс филм, што је одложило хидратацију цемента и смањило рану чврстоћу матрице малтера. Друго, у циљу симулације радног окружења припреме саморазливајућег малтера на лицу места, сви примерци у студији нису били подвргнути вибрацијама у процесу припреме и обликовања, већ су се ослањали на самонивелацију. Због снажног задржавања воде целулозног етра у малтеру, велики број пора је остао у матриксу након стврдњавања малтера. Повећање порозности малтера је такође важан разлог за смањење чврстоће малтера на притисак и савијање. Поред тога, након додавања етра целулозе у малтер, повећава се садржај флексибилног полимера у порама малтера. Када се матрица притисне, флексибилни полимер тешко може да игра круту потпорну улогу, што такође утиче на перформансе чврстоће матрице у одређеној мери.

2.5 Снага везивања

Целулозни етар има велики утицај на својства везивања малтера и широко се користи у истраживању и припреми саморазливајућих малтера.

Када је садржај целулозног етра између 0,02% и 0,10%, јачина везивања малтера је очигледно побољшана, а снага везивања на 28 дана је много већа од оне на 7 дана. Целулозни етар формира затворени полимерни филм између честица хидратације цемента и система течне фазе, који промовише више воде у полимерном филму изван честица цемента, што погодује потпуној хидратацији цемента, како би се побољшала чврстоћа везе пасте после очвршћавања. У исто време, одговарајућа количина целулозног етра побољшава пластичност и флексибилност малтера, смањује крутост прелазне зоне између малтера и супстрата, смањује напон клизања између интерфејса и побољшава ефекат везивања између малтера и подлоге у одређени степен. Због присуства целулозног етра у цементној суспензији, између честица малтера и продуката хидратације формира се посебна прелазна зона и међуфазни слој. Овај међуфазни слој чини међуфазну прелазну зону флексибилнијом и мање крутом, тако да малтер има јаку чврстоћу везивања.

3. Закључак и дискусија

Целулозни етар може побољшати задржавање воде у саморазливајућем малтеру. Са повећањем количине целулозног етра постепено се повећава задржавање воде малтера, а флуидност малтера и време везивања се у извесној мери смањују. Превисоко задржавање воде ће повећати порозност очврслог раствора, што може довести до очигледног губитка чврстоће на притисак и савијање очврслог малтера. У студији, јачина се значајно смањила када је доза била између 0,02% и 0,04%, а што је већа количина целулозног етра, то је очигледнији ефекат успоравања. Због тога је приликом употребе целулозног етра неопходно свеобухватно размотрити механичка својства саморазливајућег малтера, разуман избор дозирања и синергистички ефекат између њега и других хемијских материјала.

Употреба целулозног етра може смањити чврстоћу на притисак и савијање цементне суспензије и побољшати чврстоћу везивања малтера. Анализа разлога за промену чврстоће, углавном узроковане променом микропроизвода и структуре, с једне стране, честице целулозног етра гуменог праха прво адсорбоване на површини честица цемента, формирање латекс филма, одлажу хидратацију цемент, што ће узроковати губитак ране чврстоће суспензије; С друге стране, због ефекта стварања филма и ефекта задржавања воде, погодује потпуној хидратацији цемента и побољшању чврстоће везе. Аутор сматра да ове две врсте промена снаге углавном постоје у границама периода постављања, а напредовање и кашњење ове границе може бити критична тачка која узрокује величину две врсте снаге. Дубље и систематичније проучавање ове критичне тачке ће допринети бољој регулацији и анализи процеса хидратације цементираног материјала у суспензији. Корисно је прилагодити количину целулозног етра и време очвршћавања према захтевима механичких својстава малтера, како би се побољшале перформансе малтера.