Mekaniska egenskaper hos cellulosater modifierad för cementbruk

Det modifierade cementbruket med ett vatten-cementförhållande på 0,45, ett kalk-sandförhållande på 1:2,5 och cellulosaeter med olika viskositeter på 0 %, 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, 0,8 % och 1,0 % framställdes . Genom att mäta de mekaniska egenskaperna hos cementbruk och observera den mikroskopiska morfologin studerades effekten av HEMC på tryckhållfastheten, böjhållfastheten och bindningshållfastheten hos modifierat cementbruk. Forskningsresultaten visar att: med ökningen av HEMC-innehållet, minskar tryckhållfastheten hos modifierat bruk vid olika åldrar kontinuerligt, och minskningsintervallet minskar och tenderar att vara skonsamt; när samma halt av cellulosaeter tillsätts, är tryckhållfastheten för cellulosaetermodifierad murbruk med olika viskositet: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

Nyckelord:cellulosaeter; cementbruk; tryckhållfasthet; böjhållfasthet; bindningsstyrka

1 Introduktion

I detta skede överstiger den årliga efterfrågan på murbruk i världen 200 miljoner ton, och den industriella efterfrågan ökar fortfarande. För närvarande har det traditionella cementbruket defekter som blödning, delaminering, stor uttorkningskrympning, dålig ogenomtränglighet, låg draghållfasthet och ofullständig hydratisering på grund av vattenförlust, som är svåra att lösa, inte bara orsakar konstruktionsdefekter, utan också leder till till härdning. Fenomen som murbrukssprickning, pulverisering, utgjutning och urholkning förekommer.

Som en av de mest använda tillsatserna för kommersiellt bruk har cellulosaeter funktionerna vattenretention, förtjockning och retardation, och kan användas för att förbättra de fysiska egenskaperna hos cementbruk såsom bearbetbarhet, vattenretention, bindningsprestanda och härdningstid , såsom avsevärt ökande cement. Murbrukets draghållfasthet kommer att minska, men tryckhållfastheten, böjhållfastheten och elasticitetsmodulen för cementbruket kommer att minska. Zhang Yishun och andra studerade effekten av metylcellulosaeter och hydroxipropylmetylcellulosaeter på murbrukets egenskaper. Resultaten visade att: båda cellulosaetrarna kan förbättra murbrukets vattenretention, och böjhållfastheten och tryckhållfastheten minskar i olika grader, medan vikförhållandet och bindningsstyrkan hos murbruket ökar i olika grader, och murbrukets krympprestanda kan förbättras. AJenni, R.Zurbriggen, etc. använde moderna test- och analystekniker för att studera interaktionen mellan olika material i det cellulosaetermodifierade tunnskiktslimbrukssystemet och observerade att cellulosaeter och Ca(OH) uppträdde nära murbrukets yta . 2, vilket indikerar migrationen av cellulosaetrar i cementbaserade material.

I det här dokumentet studeras inverkan av cellulosaetercementbruk på mekaniska egenskaper såsom tryckhållfasthet, böjhållfasthet och bindningsstyrka vid olika åldrar, med användning av testmetoder för bruk såsom tryckmotstånd, böjmotstånd, bindning och SEM-mikroskopiskt utseende, och det förklaras. dess verkningsmekanism.

2. Råvaror och testmetoder

2.1 Råvaror

2.1.1 Cement

Vanligt lauratcement tillverkat av Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., modell P 042.5 (GB175-2007), har en densitet på 3,25 g/cm³ och en specifik yta på 4200 cm²/g.

2.1.2 Hydroxipropylmetylcellulosaeter

Dehydroxietylmetylcellulosaeterproducerad av Hercules Group i USA har viskositeter på 50000MPa/s, 100000MPa/s och 200000MPa/s i 2% lösning vid 25°C, och följande förkortningar är HEMC5, HEMC10 och HEMC20.

2.2 Testmetod

a. Tryckhållfasthet hos modifierat bruk

Tryckhållfastheten hos de gröna kroppsproverna testades med en TYE-300 tryckhållfasthetsmaskin från Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Belastningshastigheten är 0,5 kN/s. Tryckhållfasthetstestet utförs enligt GB/T17671-1999 "Cement Mortar Strength Test Method (ISO Method)".

Per definition är formeln för att beräkna den gröna kroppens tryckhållfasthet:

Rc=F/S

Där Rc—tryckhållfasthet, MPa;

F—den brottbelastning som verkar på provet, kN;

S—tryckområde, m².

Per definition är formeln för att beräkna den gröna kroppens böjhållfasthet:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) = 0,234×P

I formeln, Rf—böjhållfasthet, MPa;

P—den brottbelastning som verkar på provet, kN;

L—avståndet mellan mitten av stödcylindrarna, det vill säga 10 cm;

b, h—bredden och höjden på testkroppens tvärsnitt, som båda är 4 cm.

b. Draghållfasthet hos modifierat cementbruk

Använd ZQS6-2000 Adhesive Brick Adhesive Strength Detector för att mäta vidhäftningsstyrkan, och draghastigheten är 2 mm/min. Limningshållfasthetstestet utfördes enligt JC/T985-2005 "Cementbaserat självutjämnande bruk för mark".

Per definition är formeln för att beräkna bindningsstyrkan för den gröna kroppen:

P=F/S

I formeln, P—draghållfasthet, MPa;

F—maximal felbelastning, N;

S—limyta, mm².

3. Resultat och diskussion

3.1 Tryckhållfasthet

Från tryckhållfastheten hos två typer av cellulosaetermodifierade murbruk med olika viskositet vid olika åldrar, kan man se att med ökningen av HEMC-halten minskade tryckhållfastheten hos cellulosaetermodifierade murbruk vid olika åldrar (3d, 7d och 28d) väsentligt. Avsevärt minskad och gradvis stabiliserad: när halten av HEMC var mindre än 0,4 %, minskade tryckhållfastheten signifikant jämfört med blankprovet; när halten av HEMC var 0,4%~1,0%, avtog trenden med minskande tryckhållfasthet. När cellulosaeterhalten är större än 0,8 % är tryckhållfastheten för 7d- och 28d-åldern lägre än den för blankprovet vid 3d-åldern, medan tryckhållfastheten för den modifierade murbruket 3d är nästan noll, och provet är lätt pressad. Krossas omedelbart, insidan är pulverformig och densiteten är mycket låg.

Effekten av samma HEMC på tryckhållfastheten hos modifierat murbruk vid olika åldrar är också olika, vilket visar att tryckhållfastheten för 28d minskar med ökningen av HEMC-innehållet mer än för 7d och 3d. Detta visar att den retarderande effekten av HEMC alltid har funnits med stigande ålder, och den retarderande effekten av HEMC har inte påverkats av minskningen av vatten i systemet eller utvecklingen av hydratiseringsreaktionen, vilket resulterar i tillväxten av tryckhållfastheten av det modifierade murbruket är mycket mindre än det utan murbruksprover blandade med HEMC.

Av förändringskurvan för tryckhållfasthet hos cellulosaetermodifierat bruk vid olika åldrar kan man se att när samma mängd cellulosaeter tillsätts är tryckhållfastheten för cellulosaetermodifierad murbruk med olika viskositet: HEMC20 HEMC10>HEMC5. Detta beror på att HEMC med en hög polymerisationsgrad har en större effekt på minskningen av tryckhållfastheten hos bruk än HEMC med en låg polymerisationsgrad, men tryckhållfastheten hos det modifierade bruket blandat med HEMC är mycket lägre än för blankbruk utan HEMC.

Följande tre faktorer leder till minskningen av tryckhållfastheten hos det modifierade murbruket: å ena sidan, eftersom den vattenlösliga HEMC makromolekylära nätverksstrukturen täcker cementpartiklarna, CSH gel, kalciumoxid, kalciumaluminathydrat och andra partiklar och ohydratiserade partiklar På ytan, särskilt i det tidiga stadiet av cementhydratisering, bromsar adsorptionen mellan kalciumaluminathydrat och HEMC hydratiseringsreaktionen av kalciumaluminat, vilket resulterar i en signifikant minskning av tryckhållfastheten. Den fördröjande effekten av det permanenta murbruket är uppenbart, vilket visar att när innehållet av HEMC20 når 0,8% ~ 1%, är 3D-hållfastheten för det modifierade murbruksprovet noll; å andra sidan har den hydratiserade HEMC-lösningen en högre viskositet och Under blandningsprocessen av murbruket kan det blandas med luft för att bilda ett stort antal luftbubblor, vilket resulterar i ett stort antal hålrum i det härdade bruket och provets tryckhållfasthet minskar kontinuerligt med ökningen av HEMC-innehållet och ökningen av dess polymerisationsgrad; Brukssystemet ökar bara murbrukets flexibilitet och kan inte spela rollen som styvt stöd, så tryckhållfastheten minskar.

3.2 Böjhållfasthet

Från böjhållfastheten hos två cellulosaetermodifierade murbruk med olika viskositet vid olika åldrar kan man se att på samma sätt som förändringen i tryckhållfastheten hos modifierat bruk, minskar böjhållfastheten hos cellulosaetermodifierad mortel gradvis med ökningen av HEMC-innehållet.

Från förändringskurvan för böjhållfastheten för cellulosaetermodifierat bruk vid olika åldrar, kan man se att när innehållet av cellulosaeter är detsamma, är böjhållfastheten för HEMC20 modifierat murbruksprov något lägre än för HEMC10 modifierat murbruksprov, medan när innehållet av HEMC är 0,4% ~ 0,8%, 28d böjhållfasthetsförändringskurvorna för de två nästan sammanfaller.

Från förändringskurvan för böjhållfastheten hos cellulosaetermodifierat bruk vid olika åldrar kan man också se att förändringen i böjhållfastheten hos modifierat bruk är: HEMC5

3.3 Bindningsstyrka

Det kan ses från variationskurvorna för bindningsstyrkan för de tre cellulosaetermodifierade bruken vid olika åldrar att bindningsstyrkan för det modifierade bruket ökar med ökningen av HEMC-halten och tenderar att gradvis vara stabil. Med förlängningen av åldern visade även bindningsstyrkan hos modifierat bruk en ökande trend.

Det kan ses från 28-dagars bindningsstyrkeförändringskurvorna för de tre cellulosaetermodifierade bruken att bindningsstyrkan hos det modifierade murbruket ökar med ökningen av HEMC-halten och tenderar att gradvis vara stabil. Samtidigt, med ökningen av polymerisationsgraden av cellulosaeter, är förändringen av bindningsstyrkan för modifierat murbruk: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Detta beror på införandet av ett stort antal porer i den modifierade murbruket med högt HEMC-innehåll, vilket resulterar i ökningen av porositeten hos den härdade kroppen, minskningen av densiteten hos strukturen och den långsamma tillväxten av bindningsstyrkan. ; i dragprovet inträffade brottet i det modifierade bruket Inuti finns det inget brott vid kontaktytan mellan det modifierade bruket och underlaget, vilket indikerar att bindningsstyrkan mellan det modifierade bruket och underlaget är större än den för det härdade modifierat murbruk. Men när mängden HEMC är låg (0%~0,4%), kan de vattenlösliga HEMC-molekylerna täcka och linda in de hydratiserade cementpartiklarna och bilda en polymerfilm mellan cementpartiklarna, vilket ökar flexibiliteten och flexibiliteten hos cementpartiklarna. det modifierade murbruket. Plasticitet, och på grund av den utmärkta vattenretentionen hos HEMC, har det modifierade murbruket tillräckligt med vatten för hydratiseringsreaktion, vilket säkerställer utvecklingen av cementstyrka, och bindningsstyrkan hos modifierat cementbruk ökar linjärt.

3.4 SEM

Från SEM-jämförelsebilderna före och efter den cellulosaetermodifierade murbruket kan man se att gapen mellan kristallkornen i den omodifierade murbruket är relativt stora och en liten mängd kristaller bildas. I det modifierade murbruket växer kristallerna fullt ut, införlivandet av cellulosaeter förbättrar murbrukets vattenretentionsprestanda, cementen är helt hydratiserad och hydratiseringsprodukterna är uppenbara.

Detta beror på att cellulosaeter har behandlats med en speciell företringsprocess, som har utmärkt dispersion och vattenretention. Vattnet frigörs gradvis under lång tid, endast en liten mängd vatten kommer ut från kapillärporerna på grund av torkning och avdunstning, och det mesta av vattnet hydratiseras med cementen för att säkerställa styrkan hos det modifierade cementbruket.

4 Slutsats

a. När innehållet av HEMC ökar, minskar tryckhållfastheten hos modifierat bruk vid olika åldrar kontinuerligt, och reduktionsintervallet minskar och tenderar att vara platt; när innehållet av cellulosaeter är större än 0,8 %, 7d och 28d. Tryckhållfastheten för det 3d-åldrade blindprovet är lägre än det för blindprovet, medan den 3d-åldrade tryckhållfastheten för det modifierade murbruket är nästan noll. Provet går sönder när det pressas lätt, och insidan är pulverformig med låg densitet.

b. När samma mängd cellulosaeter tillsätts ändras tryckhållfastheten hos cellulosaetermodifierad murbruk med olika viskositet enligt följande: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

c. Böjhållfastheten hos cellulosaetermodifierad murbruk minskar gradvis med ökningen av HEMC-halten. Förändringen av böjhållfastheten hos modifierat bruk är: HEMC5

d. Vidhäftningsstyrkan hos modifierat bruk ökar med ökningen av HEMC-halten och tenderar gradvis att bli stabil. Samtidigt, med ökningen av polymerisationsgraden av cellulosaeter, är förändringen av bindningsstyrkan för modifierat murbruk: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e. Efter att cellulosaetern blandats in i cementbruket växer kristallen fullt ut, porerna mellan kristallkornen reduceras och cementen är helt hydratiserad, vilket säkerställer cementbrukets tryck-, böj- och bindningsstyrka.