Çimento Harcı İçin Modifiye Edilmiş Selüloz Eterin Mekanik Özellikleri
Su-çimento oranı 0,45, kireç-kum oranı 1:2,5 ve selüloz eterden %0, %0,2, %0,4, %0,6, %0,8 ve %1,0 farklı viskozitelerde modifiye çimento harcı hazırlandı. . Çimento harcının mekanik özellikleri ölçülerek ve mikroskobik morfoloji gözlemlenerek HEMC'nin modifiye çimento harcının basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve yapışma dayanımı üzerindeki etkisi araştırıldı. Araştırma sonuçları şunu göstermektedir: HEMC içeriğinin artmasıyla birlikte, modifiye harcın farklı yaşlardaki basınç dayanımı sürekli olarak azalmakta, azalma aralığı azalmakta ve yumuşak olma eğilimi göstermektedir; Aynı miktarda selüloz eter eklendiğinde, farklı viskozitelere sahip selüloz eterle modifiye edilmiş harcın basınç dayanımı: HEMC20
Anahtar kelimeler:selüloz eter; çimento harcı; basınç dayanımı; bükülme mukavemeti; bağ gücü
1 Giriş
Bu aşamada dünyadaki harç talebi yıllık 200 milyon tonu aşıyor ve endüstriyel talep halen artıyor. Şu anda, geleneksel çimento harcında kanama, delaminasyon, büyük kuruma büzülmesi, zayıf geçirimsizlik, düşük çekme bağ mukavemeti ve su kaybına bağlı olarak eksik hidrasyon gibi çözülmesi zor olan kusurlar vardır ve bu sadece inşaat kusurlarına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda yol açar. Harcın çatlaması, tozlaşması, dökülmesi ve oyulması gibi olaylar sertleşmeye neden olur.
Ticari harç için en yaygın kullanılan katkılardan biri olan selüloz eter, su tutma, kalınlaştırma ve geciktirme işlevlerine sahiptir ve çimento harcının işlenebilirlik, su tutma, yapışma performansı ve priz süresi gibi fiziksel özelliklerini geliştirmek için kullanılabilir. çimentonun önemli ölçüde artması gibi. Harcın çekme yapışma mukavemeti azalacak, ancak çimento harcının basınç mukavemeti, eğilme mukavemeti ve elastik modülü azalacaktır. Zhang Yishun ve diğerleri, metil selüloz eter ve hidroksipropil metil selüloz eterin harcın özellikleri üzerindeki etkisini incelediler. Sonuçlar şunu gösterdi: her iki selüloz eter de harcın su tutma özelliğini geliştirebilir ve eğilme mukavemetini artırabilir. Basınç mukavemeti farklı derecelerde azalırken, harcın katlanma oranı ve yapışma mukavemeti farklı derecelerde artar ve harcın büzülme performansı artabilir. geliştirilebilir. AJenni, R.Zurbriggen, vb., selüloz eterle modifiye edilmiş ince katmanlı yapışkan harç sistemindeki çeşitli malzemelerin etkileşimini incelemek için modern test ve analiz tekniklerini kullandı ve harcın yüzeyine yakın yerde selüloz eter ve Ca(OH)'nin göründüğünü gözlemledi. . Şekil 2, çimento bazlı malzemelerde selüloz eterlerin migrasyonunu göstermektedir.
Bu makalede, basınç dayanımı, eğilme dayanımı, yapışma ve SEM mikroskobik görünümü gibi harç test yöntemleri kullanılarak, selüloz eterli çimento harcının farklı yaşlarda basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve yapışma dayanımı gibi mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. ve anlatılıyor. onun etki mekanizması.
2. Hammaddeler ve test yöntemleri
2.1 Hammaddeler
2.1.1 Çimento
Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. tarafından üretilen, model P 042.5 (GB175-2007) sıradan laurat çimentosu, 3,25 g/cm yoğunluğa sahiptir.³ ve 4200cm'lik spesifik yüzey alanı²/G.
2.1.2 Hidroksipropil metilselüloz eter
hidroksietil metil selüloz eterAmerika Birleşik Devletleri'ndeki Hercules Grubu tarafından üretilen, 25°C'de %2'lik çözeltide 50000MPa/s, 100000MPa/s ve 200000MPa/s viskozitelere sahiptir.°C ve aşağıdaki kısaltmalar HEMC5, HEMC10 ve HEMC20'dir.
2.2 Test yöntemi
A. Modifiye harcın basınç dayanımı
Yaş gövde numunelerinin basınç dayanımı, Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd.'nin TYE-300 basınç dayanımı makinesiyle test edildi. Yükleme hızı 0,5 kN/s'dir. Basınç dayanımı testi GB/T17671-1999 “Çimento Harcı Dayanımı Test Yöntemi (ISO Yöntemi)”ne göre yapılır.
Tanım gereği, yeşil gövdenin basınç dayanımını hesaplama formülü şöyledir:
Rc=F/S
Nerede Rc—basınç dayanımı, MPa;
F—numuneye etki eden kopma yükü, kN;
S—basınç alanı, m².
Tanım gereği, yeşil gövdenin eğilme mukavemetini hesaplama formülü şöyledir:
Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P
Formülde, Rf—eğilme mukavemeti, MPa;
P—numuneye etki eden kopma yükü, kN;
L—destek silindirlerinin merkezleri arasındaki mesafe, yani 10 cm;
b, h—test gövdesinin enine kesitinin genişliği ve yüksekliği, her ikisi de 4 cm'dir.
B. Modifiye çimento harcının çekme bağ mukavemeti
Yapışkan gücünü ölçmek için ZQS6-2000 Yapışkan Tuğla Yapışkan Gücü Dedektörünü kullanın ve çekme hızı 2 mm/dak'dır. Yapışma mukavemeti testi JC/T985-2005 “Zemin için çimento esaslı kendiliğinden yayılan harç” standardına göre gerçekleştirilmiştir.
Tanım gereği, yeşil gövdenin bağ mukavemetini hesaplamak için formül şöyledir:
P=F/S
Formülde P—çekme bağ mukavemeti, MPa;
F—maksimum arıza yükü, N;
S—yapıştırma alanı, mm².
3. Sonuçlar ve tartışma
3.1 Basınç dayanımı
Farklı yaşlarda farklı viskozitelere sahip iki çeşit selüloz eter modifiyeli harcın basınç dayanımından, HEMC içeriğinin artmasıyla birlikte selüloz eterle modifiye edilmiş harçların farklı yaşlardaki (3d, 7d ve 28d) basınç dayanımının azaldığı görülmektedir. önemli ölçüde. Önemli ölçüde azaldı ve kademeli olarak stabilize oldu: HEMC içeriği %0,4'ten az olduğunda, basınç dayanımı boş numuneyle karşılaştırıldığında önemli ölçüde azaldı; HEMC içeriği %0,4~%1,0 olduğunda, basınç dayanımındaki azalma eğilimi yavaşladı. Selüloz eter içeriği %0,8'den büyük olduğunda, 7d ve 28d yaşlarındaki basınç dayanımı, 3d yaşlarındaki boş numuneninkinden daha düşük olurken, modifiye edilmiş harcın (3d) basınç dayanımı neredeyse sıfırdır ve numune, hafifçe bastırılır Anında ezilir, içi toz halindedir ve yoğunluğu çok düşüktür.
Aynı HEMC'nin modifiye harcın farklı yaşlardaki basınç dayanımı üzerindeki etkisi de farklıdır; bu, HEMC içeriğinin artmasıyla 28d'nin basınç dayanımının 7d ve 3d'ye göre daha fazla azaldığını gösterir. Bu durum, HEMC'nin geciktirici etkisinin yaşın artmasıyla birlikte her zaman var olduğunu, HEMC'nin geciktirici etkisinin sistemdeki suyun azalmasından veya hidratasyon reaksiyonunun ilerlemesinden etkilenmediğini, bunun sonucunda basınç dayanımının arttığını göstermektedir. Değiştirilmiş harcın, HEMC ile karıştırılmış Harç numuneleri olmadan elde edilenden çok daha küçük olması.
Selüloz eterle modifiye edilmiş harcın farklı yaşlardaki basınç dayanımının değişim eğrisinden, aynı miktarda selüloz eter ilave edildiğinde farklı viskozitelere sahip selüloz eterle modifiye edilmiş harcın basınç dayanımının: HEMC20 olduğu görülebilir.
Aşağıdaki üç faktör, modifiye harcın basınç dayanımının azalmasına neden olur: bir yandan, suda çözünür HEMC makromoleküler ağ yapısının çimento parçacıklarını, CSH jelini, kalsiyum oksiti, kalsiyum alüminat hidratı ve diğer parçacıkları ve hidratlanmamış maddeleri kapsaması nedeniyle Parçacıklar Yüzeyde, özellikle çimento hidratasyonunun erken aşamasında, kalsiyum alüminat hidrat ile HEMC arasındaki adsorpsiyon, kalsiyum alüminatın hidrasyon reaksiyonunu yavaşlatır, bu da basınç dayanımında önemli bir azalmaya neden olur. Kalıcı harcın geciktirici etkisi açıktır; bu, HEMC20 içeriği %0,8~%1'e ulaştığında, değiştirilmiş harç numunesinin 3 boyutlu mukavemetinin sıfır olduğunu gösterir; Öte yandan, hidratlanmış HEMC çözeltisi daha yüksek bir viskoziteye sahiptir ve harcın karıştırılması işlemi sırasında, çok sayıda hava kabarcığı oluşturacak şekilde hava ile karıştırılabilir, bu da sertleşmiş harçta çok sayıda boşluk oluşmasına neden olur. HEMC içeriğinin artması ve polimerizasyon derecesinin artmasıyla numunenin basınç dayanımı sürekli olarak azalır; Harç sistemi sadece harcın esnekliğini arttırır ve rijit destek rolünü oynayamaz, dolayısıyla basınç dayanımı azalır.
3.2 Eğilme mukavemeti
Farklı yaşlardaki iki farklı viskoziteye sahip selüloz eter modifiyeli harcın eğilme dayanımından, modifiye harcın basınç dayanımındaki değişime benzer şekilde, HEMC içeriğinin artmasıyla selüloz eterle modifiye edilmiş harcın eğilme dayanımının giderek azaldığı görülmektedir.
Selüloz eterle modifiye edilmiş harcın farklı yaşlardaki eğilme mukavemetinin değişim eğrisinden, selüloz eter içeriği aynı olduğunda HEMC20 modifiye harç numunesinin eğilme mukavemetinin HEMC10 modifiye harç numunesinden biraz daha düşük olduğu görülebilir. HEMC içeriği %0,4~%0,8 olduğunda, ikisinin 28d eğilme mukavemeti değişim eğrileri neredeyse çakışmaktadır.
Selüloz eterle modifiye edilmiş harcın farklı yaşlardaki eğilme mukavemetinin değişim eğrisinden, modifiye harcın eğilme mukavemetindeki değişimin şu şekilde olduğu da görülebilir: HEMC5
3.3 Bağ gücü
Selüloz eterle modifiye edilmiş üç harcın farklı yaşlardaki bağlanma mukavemetinin değişim eğrilerinden, modifiye harcın bağlanma mukavemetinin HEMC içeriğinin artmasıyla arttığı ve giderek stabil olma eğiliminde olduğu görülebilmektedir. Yaşın uzamasıyla birlikte modifiye harcın yapışma mukavemetinde de artış eğilimi görülmüştür.
Selüloz eterle modifiye edilmiş üç harcın 28 günlük bağ mukavemeti değişim eğrilerinden, modifiye harcın bağ mukavemetinin HEMC içeriğinin artmasıyla arttığı ve giderek stabil olma eğiliminde olduğu görülebilmektedir. Aynı zamanda selüloz eterin polimerizasyon derecesinin artmasıyla modifiye harcın bağ mukavemetindeki değişim ise şöyledir: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
Bunun nedeni, yüksek HEMC içeriğine sahip modifiye harca çok sayıda gözenek eklenmesi ve bunun sonucunda sertleşmiş gövdenin gözenekliliğinin artması, yapının yoğunluğunun azalması ve bağ mukavemetinin yavaş büyümesidir. ; Çekme testinde modifiye harçta kırılma meydana geldi İçeride, modifiye harç ile altlık arasındaki temas yüzeyinde herhangi bir kırılma yok, bu durum modifiye harç ile altlık arasındaki bağ kuvvetinin sertleştirilmiş olandan daha büyük olduğunu gösteriyor değiştirilmiş harç Bununla birlikte, HEMC miktarı düşük olduğunda (%0 ~ %0,4), suda çözünür HEMC molekülleri, hidratlı çimento parçacıklarını kaplayabilir ve sarabilir ve çimento parçacıkları arasında bir polimer film oluşturabilir, bu da esnekliğini ve esnekliğini arttırır. değiştirilmiş harç. HEMC'nin plastisite ve mükemmel su tutma özelliği nedeniyle, modifiye harç, hidratasyon reaksiyonu için yeterli suya sahiptir, bu da çimento mukavemetinin gelişmesini sağlar ve modifiye çimento harcının bağ mukavemeti doğrusal olarak artar.
3.4 SEM
Selüloz eter modifiyeli harç öncesi ve sonrası SEM karşılaştırma görüntülerinden, modifiye edilmemiş harçtaki kristal taneleri arasındaki boşlukların nispeten büyük olduğu ve az miktarda kristal oluştuğu görülmektedir. Modifiye harçta kristaller tamamen büyür, selüloz eterin eklenmesi harcın su tutma performansını artırır, çimento tamamen hidratlanır ve hidratasyon ürünleri açıktır.
Bunun nedeni, selüloz eterin, mükemmel dağılıma ve su tutma özelliğine sahip özel bir eterleştirme işlemiyle işlenmiş olmasıdır. Su, uzun bir süre boyunca kademeli olarak salınır, kuruma ve buharlaşma nedeniyle kılcal gözeneklerden sadece küçük bir miktar su kaçar ve suyun çoğu, modifiye çimento harcının mukavemetini sağlamak için çimento ile hidratlanır.
4 Sonuç
A. HEMC içeriği arttıkça, modifiye harcın farklı yaşlardaki basınç dayanımı sürekli olarak azalır ve azalma aralığı azalır ve düz olma eğilimi gösterir; Selüloz eter içeriği %0,8'den büyük olduğunda, 7d ve 28d 3 boyutlu yaşlandırılmış boş numunenin basınç dayanımı boş numuneninkinden daha düşüktür, modifiye edilmiş harcın 3 boyutlu yaşlandırılmış basınç dayanımı ise neredeyse sıfırdır. Numune hafifçe bastırıldığında kırılır ve içi düşük yoğunluklu toz halindedir.
B. Aynı miktarda selüloz eter eklendiğinde farklı viskozitelere sahip selüloz eter modifiyeli harcın basınç dayanımı şu şekilde değişir: HEMC20
C. Selüloz eterle modifiye edilmiş harcın eğilme mukavemeti, HEMC içeriğinin artmasıyla birlikte giderek azalmaktadır. Modifiye harcın eğilme mukavemetindeki değişim: HEMC5
D. Modifiye harcın yapışma mukavemeti HEMC içeriğinin artmasıyla artar ve giderek stabil olma eğilimindedir. Aynı zamanda selüloz eterin polimerizasyon derecesinin artmasıyla modifiye harcın bağ mukavemetindeki değişim ise şöyledir: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
e. Selüloz eter çimento harcına karıştırıldıktan sonra kristal tamamen büyür, kristal taneleri arasındaki gözenekler azalır ve çimento tamamen hidratlanır, bu da çimento harcının basınç, eğilme ve bağlanma mukavemetini sağlar.
Gönderim zamanı: Ocak-30-2023