Hidroksipropil Metil Selüloz Eterin Makineyle Püskürtülen Çimento Harcının Özelliklerine Etkisi

Selüloz eter, makineyle kumlanmış harçta önemli bir katkı maddesidir. Hidroksipropil metilselülozun (HPMC) dört farklı viskozitesinin, makineyle kumlanmış harcın su tutma, yoğunluk, hava içeriği, mekanik özellikler ve gözenek boyutu dağılımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmalar şunu göstermiştir: HPMC, harcın su tutma performansını önemli ölçüde artırabilir ve HPMC miktarı %0,15 olduğunda su tutma oranı %90'ı aşabilir. En bariz olanı; Harcın hava içeriği, HPMC içeriğinin artmasıyla birlikte artar: HPMC, çimento harcının mekanik özelliklerini açıkça azaltacaktır, ancak harcın katlanma oranı artacaktır; HPMC eklendikten sonra harcın gözenek boyutu önemli ölçüde artacaktır. Zararlı deliklerin ve çoklu zararlı deliklerin oranı önemli ölçüde arttı.

Anahtar kelimeler: harç; hidroksipropil metilselüloz eter; su tutma; gözenek boyutu dağılımı

0. Önsöz

Son yıllarda sanayinin sürekli ilerlemesi ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte yabancı harç püskürtme makinelerinin piyasaya sürülmesi ve geliştirilmesiyle ülkemizde mekanik püskürtme ve sıvama teknolojisi büyük ölçüde gelişmiştir. Mekanik püskürtme harcı, yüksek su tutma performansı, uygun akışkanlık ve belirli bir sarkma önleme performansı gerektiren sıradan harçtan farklıdır. Genellikle harca selüloz eter eklenir, bunların arasında hidroksipropil metilselüloz Sade eter (HPMC) en yaygın kullanılanıdır. HPMC'nin harçtaki ana işlevleri şunlardır: mükemmel su tutma kapasitesi, kalınlaştırma ve viskozite oluşturma ve reolojik ayarlama. Ancak HPMC'nin eksiklikleri göz ardı edilemez. HPMC'nin hava sürükleyici etkisi vardır, bu da daha fazla iç kusura neden olur ve harcın mekanik özelliklerini ciddi şekilde azaltır. Bu makale, HPMC'nin harcın su tutma oranı, yoğunluğu, hava içeriği ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisini makroskobik açıdan incelemekte ve HPMC'nin harcın gözenek yapısı üzerindeki etkisini mikroskobik açıdan incelemektedir.

1. Test

1.1 Hammaddeler

Çimento: ticari olarak temin edilebilen P·O42.5 çimentonun 28d eğilme ve basınç dayanımları sırasıyla 6,9 ve 48,2 MPa'dır; kum: Chengde ince nehir kumu, 40-100 ağ gözü; Selüloz eter: Hebei Metil selüloz eterdeki bir şirket tarafından üretilen hidroksipropil alkol, beyaz toz, nominal viskozite 40, 100, 150, 200 Pa·S: Su: temiz musluk suyu.

1.2 Test yöntemi

JGJ/T 105-2011 “Mekanik Püskürtme ve Sıvama İnşaat Yönetmeliği”ne göre harcın kıvamı 80~120mm olup, su tutma oranı %90'ın üzerindedir. Bu testte kireç-kum oranı 1:5 olarak ayarlanır, kıvam (93) olarak kontrol edilir.±2)mm olup selüloz eter haricen harmanlanır ve dozajı çimento kütlesine göre hesaplanır. Harcın ıslak yoğunluk, hava içeriği, su tutma oranı ve kıvamı gibi temel özellikleri JGJ 70-2009 “Yapı Harcının Temel Özelliklerine İlişkin Test Yöntemleri” referans alınarak test edilmiş, hava içeriği ise JGJ 70-2009 “Yapı Harcının Temel Özellikleri için Test Yöntemleri”ne göre test edilmiş ve hesaplanmıştır. yoğunluk yöntemi. Numunelerin hazırlanma, eğilme ve basınç dayanımı testleri GB/T 17671-1999 “Çimento Harcı Kumunun Dayanımını Test Etme Yöntemleri (ISO Yöntemi)” referans alınarak gerçekleştirilmiştir. Gözenek boyutu cıva porozimetresi ile test edildi. Cıva porozimetresinin modeli AUTOPORE 9500'dü ve ölçüm aralığı 5,5 nm ila 360 nm idi.μM. Toplamda 4 set test gerçekleştirildi. 0, %0,1, %0,2, %0,3 (sayılar A, B, C, D'dir).

2. Sonuçlar ve Analiz

2.1 HPMC'nin çimento harcının su tutma oranı üzerindeki etkisi

Su tutma, harcın su tutma kabiliyetini ifade eder. Makineyle püskürtülen harçta, selüloz eterin eklenmesi nemi etkili bir şekilde koruyabilir, akma oranını azaltabilir ve çimento bazlı malzemelerin yeterli hidrasyon gereksinimlerini karşılayabilir.

HPMC'nin harcın su tutma oranı üzerindeki etkisinden, HPMC içeriğinin artmasıyla harcın su tutma oranının giderek arttığı görülmektedir. Viskoziteleri 100, 150 ve 200 Pa olan selüloz eterlerin eğrileri·temelde aynıdır. İçerik %0,05 ila %0,15 olduğunda su tutma oranı doğrusal olarak artar. İçerik %0,15 olduğunda su tutma oranı %93'ten fazladır.．%20'den sonra su tutmanın artan eğilimi düz bir hal alır, bu da HPMC miktarının doymaya yakın olduğunu gösterir. 40 Pa viskoziteye sahip HPMC miktarının etki eğrisi·Su tutma oranı yaklaşık olarak düz bir çizgidir. Miktar %0,15'ten büyük olduğunda harcın su tutma oranı, aynı miktarda viskoziteye sahip diğer üç çeşit HPMC'ninkinden önemli ölçüde daha düşüktür. Genel olarak selüloz eterin su tutma mekanizmasının şöyle olduğuna inanılmaktadır: selüloz eter molekülü üzerindeki hidroksil grubu ve eter bağı üzerindeki oksijen atomu, bir hidrojen bağı oluşturmak üzere su molekülü ile birleşecektir, böylece serbest su, bağlı suya dönüşecektir. , böylece iyi bir su tutma etkisi oynar; Aynı zamanda, su molekülleri ile selüloz eter moleküler zincirleri arasındaki karşılıklı difüzyonun, su moleküllerinin selüloz eter makromoleküler zincirlerin iç kısmına girmesine ve güçlü bağlanma kuvvetlerine maruz kalmasına olanak tanıdığına ve böylece çimento bulamacının su tutma özelliğini arttırdığına inanılmaktadır. Mükemmel su tutma özelliği, harcı homojen tutabilir, ayrılması kolay olmayabilir ve iyi bir karıştırma performansı elde edebilir, aynı zamanda mekanik aşınmayı azaltabilir ve harç püskürtme makinesinin ömrünü uzatabilir.

2.2 HPMC'nin çimento harcının yoğunluğu ve hava içeriği üzerindeki etkisi

HPMC'nin farklı viskozite ve dozajlarının harcın yoğunluğu üzerindeki etkisinden, HPMC dozajı %0-0,20 olduğunda, harcın yoğunluğunun HPMC dozajının 2050 kg/m2'den artmasıyla keskin bir şekilde azaldığı görülebilir.³ yaklaşık 1650kg/m³ , yaklaşık %20 oranında azaldı; HPMC içeriği %0,20'yi aştıktan sonra yoğunluk düşüşü düz olma eğilimindedir. Farklı viskozitelere sahip dört çeşit HPMC karşılaştırıldığında, viskozite ne kadar yüksek olursa, harcın yoğunluğunun o kadar düşük olduğu görülebilir; 150 ve 200 Pa·s HPMC karışık viskozitelerine sahip harçların yoğunluk eğrileri temel olarak örtüşmektedir; bu durum, HPMC'nin viskozitesi artmaya devam ettikçe harcın yoğunluğunun artık azalmadığını göstermektedir.

HPMC'nin farklı viskozite ve dozajlarının harcın hava içeriği üzerindeki etkisinden, harcın hava içeriğindeki değişimin harcın yoğunluğunun tersi olduğu görülebilir. Hava hacmi neredeyse düz bir çizgide artıyor; HPMC içeriği %0,20'yi aştığında hava içeriği neredeyse hiç değişmez, bu da harcın hava sürükleyici etkisinin doymaya yakın olduğunu gösterir. 150 ve 200 Pa viskoziteli HPMC'nin hava sürükleyici etkisi·s, 40 ve 100 Pa viskoziteye sahip HPMC'ninkinden daha büyüktür·s.

Selüloz eterin hava sürükleyici etkisi esas olarak moleküler yapısıyla belirlenir. Selüloz eter hem hidrofilik gruplara (hidroksil, eter grupları) hem de hidrofobik gruplara (metil grupları, glikoz halkaları) sahiptir ve bir yüzey aktif maddedir. , yüzey aktivitesine sahiptir, dolayısıyla hava sürükleyici bir etkiye sahiptir. Bir yandan, verilen gaz harçta bilyeli yatak görevi görebilir, harcın çalışma performansını iyileştirebilir, hacmini artırabilir ve verimi artırabilir; bu da üreticiye fayda sağlar. Ancak diğer yandan hava sürükleyici etki, harcın hava içeriğini ve sertleştikten sonra gözenekliliğini artırarak zararlı gözeneklerin artmasına ve mekanik özelliklerin büyük ölçüde azalmasına neden olur. HPMC'nin belirli bir hava sürükleyici etkisi olmasına rağmen, hava sürükleyici ajanın yerini alamaz. Ayrıca HPMC ve hava sürükleyici ajan aynı anda kullanıldığında hava sürükleyici ajan arızalanabilir.

2.3 HPMC'nin çimento harcının mekanik özelliklerine etkisi

28d eğilme mukavemeti ve 28d basınç mukavemetinden, HPMC miktarı yalnızca %0,05 olduğunda, harcın bükülme mukavemetinin önemli ölçüde azaldığı, bunun da HPMC içermeyen boş numuneninkinden yaklaşık %25 daha düşük olduğu görülebilir ve basınç dayanımı boş numunenin yalnızca %65'ine ulaşabilir. %80. HPMC içeriği %0,20'yi aştığında harcın eğilme ve basınç dayanımındaki azalmanın derecesi belirgin değildir. HPMC'nin viskozitesinin harcın mekanik özellikleri üzerinde çok az etkisi vardır. HPMC çok sayıda küçük hava kabarcığı ortaya çıkarır ve harç üzerindeki hava sürükleyici etki, harcın iç gözenekliliğini ve zararlı gözeneklerini arttırır, bu da basınç mukavemetinde ve bükülme mukavemetinde önemli bir azalmaya neden olur. Harç mukavemetindeki azalmanın bir diğer nedeni ise sertleşen harç içerisinde suyu tutan selüloz eterin su tutma etkisi olup, su-bağlayıcı oranının büyük olması test bloğunun mukavemetinde azalmaya yol açmaktadır. Mekanik inşaat harcı için, selüloz eter harcın su tutma oranını önemli ölçüde artırıp işlenebilirliğini artırabilse de, miktarın çok büyük olması harcın mekanik özelliklerini ciddi şekilde etkileyecektir, bu nedenle ikisi arasındaki ilişki makul bir şekilde tartılmalıdır.

28 günlük katlama oranına bakıldığında, HPMC içeriğinin artmasıyla birlikte harcın genel katlama oranının temelde doğrusal bir ilişki olan artan bir eğilim gösterdiği görülmektedir. Bunun nedeni, eklenen selüloz eterin çok sayıda hava kabarcığı oluşturarak harç içinde daha fazla kusura neden olması ve bunun sonucunda harcın basınç dayanımında keskin bir düşüşe yol açması ve her ne kadar eğilme dayanımı da bir miktar azalsa da; ancak selüloz eter harcın esnekliğini artırabilir ve direnebilir. Katlanma mukavemeti olumludur, bu da azalma hızının yavaşlamasına neden olur. Kapsamlı olarak ele alındığında, ikisinin birleşik etkisi katlama oranında bir artışa yol açmaktadır.

2.4 HPMC'nin harcın gözenek boyutu üzerindeki etkisi

A, B, C ve D numunelerinden oluşan dört grubun gözenek boyutu dağılım eğrileri cıva sızmalı porozimetri ile ölçüldü.

AD numunelerinin gözenek boyutu dağılım eğrisine, gözenek boyutu dağılım verilerine ve çeşitli istatistiksel parametrelere göre, HPMC'nin çimento harcının gözenek yapısı üzerinde büyük etkisi vardır:

(1) HPMC eklendikten sonra çimento harcının gözenek boyutu önemli ölçüde artar. Gözenek boyutu dağılım eğrisinde görüntünün alanı sağa doğru hareket eder ve tepe değerine karşılık gelen gözenek değeri büyür. Ayrıca çeşitli istatistiksel parametrelerin test sonuçlarındaki gözenek boyutu dağılımı ve ortalama gözenek boyutuna ilişkin istatistiksel verilerden, HPMC eklendikten sonra çimento harcının ortalama gözenek boyutunun boş numuneninkinden önemli ölçüde daha büyük olduğu görülebilir ve %0,3 dozajlı numunede Değer açıklığı, boş numuneninkinden 2 büyüklük sırası daha yüksektir.

(2) Wu Zhongwei ve diğerleri. Betondaki gözenekleri zararsız gözenekler olan dört türe ayırmıştır (≤20 nm), az sayıda zararlı gözenek (20–100 nm), zararlı gözenekler (100–200 nm) ve birçok zararlı gözenek (≥200nm). 200nm). Gözenek boyutu dağılımı istatistiksel verilerinden ve çeşitli istatistiksel parametrelerin test sonuçlarından, HPMC'nin eklenmesinden sonra zararsız gözeneklerin veya daha az zararlı gözeneklerin sayısının önemli ölçüde azaldığı ve zararlı gözeneklerin veya daha fazla zararlı gözeneklerin sayısının arttığı görülebilir. HPMC içermeyen numunenin zararsız veya daha az zararlı gözenekleri yaklaşık %49,4'tür ve zararsız veya daha az zararlı gözenekler, HPMC eklendikten sonra önemli ölçüde azalır. Örnek olarak %0,1'lik dozajı alırsak, zararsız veya daha az zararlı olan gözenekler yaklaşık %45 oranında azaltılır. , zararlı gözeneklerin sayısı 10'dan büyükμm yaklaşık 9 kat arttı.

3) Medyan gözenek çapı, ortalama gözenek çapı, spesifik gözenek hacmi ve spesifik yüzey alanı, HPMC içeriğinin artmasıyla çok katı bir değişim kuralına uymamaktadır; bu durum, cıva enjeksiyon testinde numune seçiminin geniş dağılımı ile ilişkili olabilir. Ancak genel olarak bakıldığında, HPMC ile karıştırılan numunenin medyan gözenek çapı, ortalama gözenek çapı ve spesifik gözenek hacmi, boş numuneyle karşılaştırıldığında artma eğilimi gösterirken spesifik yüzey alanı azalır.

3. Sonuç

(1) Harcın su tutma oranı, HPMC içeriğinin artmasıyla artar. 100, 150 ve 200 Pa viskoziteli selüloz eterin eğrileri·S temelde aynıdır ve içerik %0,15 olduğunda su tutma oranı %93'ten fazladır. 40 Pa içeriği ne zaman·Selüloz eterin %0,15'ten büyük olması, su tutma oranının diğer üç çeşit viskozite HPMC'ninkinden daha düşük olmasıdır.

(2) Harcın yoğunluğu, HPMC içeriğinin artmasıyla birlikte giderek azalır ve içerik %0,05 olur. Yoğunluk azalması en bariz olanı %0,20, yaklaşık %20'dir; içerik %0,20'yi aştığında yoğunluk neredeyse hiç değişmez; HPMC içeriğinin artmasıyla harcın hava içeriği artar.

(3) HPMC içeriğinin artması, çimento harcının mekanik özelliklerini açıkça azaltacaktır, ancak buna karşılık gelen harcın katlanma oranı artacak ve harcın esnekliği daha iyi hale gelecektir.

(4) HPMC eklendikten sonra harcın gözenek boyutu önemli ölçüde artar ve zararlı gözeneklerin ve çoklu zararlı gözeneklerin oranı önemli ölçüde artar. %0,1 HPMC içeriğine sahip numune, zararlı gözenekleri olmayan veya daha az olan ve zararlı gözeneklerin sayısı 10'dan büyük olan boş numuneyle karşılaştırıldığında yaklaşık %45 oranında azalmıştır.μm yaklaşık 9 kat arttı.