Ефір гідроксипропілметилцелюлози на властивості зольного розчину

Досліджено вплив ефіру гідроксипропілметилцелюлози на властивості зольного розчину та проаналізовано зв’язок між густиною у вологому стані та міцністю на стиск. Результати випробувань показують, що додавання ефіру гідроксипропілметилцелюлози до розчину золи-винесення може значно покращити водоутримування розчину, подовжити час зв’язування розчину та зменшити щільність у вологому стані та міцність розчину на стиск. Існує хороша кореляція між щільністю у вологому стані та міцністю на стиск 28d. За умови відомої щільності у вологому стані міцність на стиск 28d можна розрахувати за допомогою формули підгонки.

Ключові слова:летюча зола; ефір целюлози; затримка води; міцність на стиск; кореляція

В даний час зола-винесення знайшла широке застосування в будівництві. Додавання певної кількості золи-винесення в розчин може не тільки покращити механічні властивості та довговічність розчину, але й знизити вартість розчину. Однак розчин золи-винесення демонструє недостатнє утримання води, тому як покращити утримання води розчином стало актуальною проблемою, яку потрібно вирішити. Ефір целюлози є високоефективною домішкою, яка зазвичай використовується вдома та за кордоном. Його потрібно додавати лише в невеликій кількості, щоб мати великий вплив на показники ефективності, такі як водоутримання та міцність розчину на стиск.

1. Сировина та методи випробувань

1.1 Сировина

Цемент П·Звичайний портландцемент марки O 42,5 виробництва Hangzhou Meiya Cement Factory; зола-винесення сортⅡпопіл; пісок звичайний середній з модулем крупності 2,3, насипною щільністю 1499 кг.·м-3, а вологість 0,14 %, шлам 0,72 %; гідроксипропілметилцелюлозний ефір (HPMC) виробляється Shandong Heda Co., Ltd., марка 75HD100000; вода для змішування - водопровідна.

1.2 Приготування розчину

Під час змішування розчину, модифікованого целюлозним ефіром, спочатку ретельно змішайте HPMC з цементом і летючою золою, потім перемішайте сухою сумішшю з піском протягом 30 секунд, потім додайте воду і перемішуйте не менше 180 секунд.

1.3 Метод випробування

Консистенцію, щільність у вологому стані, розшарування та час схоплювання свіжозмішаного розчину слід вимірювати згідно з відповідними правилами в JGJ70-90 «Основні методи випробування будівельних розчинів». Водоутримуваність розчину визначається відповідно до методу випробування водоутримуваності розчину в Додатку A до JG/T 230-2007 «Готовий розчин». Випробування на міцність на стиск використовується у тестовій формі з кубічним дном розміром 70,7 мм x 70,7 мм x 70,7 мм. Сформований тестовий блок твердіють при температурі (20±2)°C протягом 24 годин, а після виймання з форми його продовжують затверджувати в середовищі з температурою (20±2)°C і відносна вологість вище 90% до попередньо визначеного віку, відповідно до JGJ70-90 «Метод випробування основних характеристик будівельного розчину» визначення його міцності на стиск.

2. Результати тестування та аналіз

2.1 Щільність у вологому стані

Із співвідношення між щільністю та кількістю HPMC видно, що щільність у вологому стані поступово зменшується зі збільшенням кількості HPMC. Коли кількість HPMC становить 0,05%, щільність розчину у вологому стані становить 96,8% від еталонного розчину. Коли кількість HPMC продовжує збільшуватися, швидкість зменшення щільності у вологому стані прискорюється. Коли вміст HPMC становить 0,20%, щільність розчину у вологому стані становить лише 81,5% від еталонного розчину. В основному це пов’язано з повітротягуючим ефектом HPMC. Введені бульбашки повітря збільшують пористість розчину та зменшують його компактність, що призводить до зменшення об’ємної щільності розчину.

2.2 Час схоплювання

Із співвідношення між часом коагуляції та кількістю HPMC видно, що час коагуляції поступово збільшується. Коли дозування становить 0,20%, час схоплювання збільшується на 29,8% порівняно з еталонним розчином, досягаючи приблизно 300 хв. Можна побачити, що коли дозування становить 0,20%, час схоплювання сильно змінюється. Причина полягає в тому, що L Schmitz та ін. вважають, що молекули ефіру целюлози в основному адсорбуються на продуктах гідратації, таких як cSH і гідроксид кальцію, і рідко адсорбуються на вихідній мінеральній фазі клінкеру. Крім того, внаслідок збільшення в'язкості порового розчину зменшується ефір целюлози. Рухливість іонів (Ca2+, so42-…) у розчині пор ще більше затримує процес гідратації.

2.3 Розшарування та утримання води

Як ступінь розшарування, так і водоутримання можуть характеризувати водоутримуючий ефект розчину. Із співвідношення між ступенем розшарування та кількістю ГПМЦ можна побачити, що ступінь розшарування демонструє тенденцію до зменшення зі збільшенням кількості ГПМЦ. Коли вміст HPMC становить 0,05%, ступінь розшарування дуже суттєво зменшується, що вказує на те, що коли вміст волокнистого ефіру невеликий, ступінь розшарування може бути значно знижений, ефект утримування води може бути покращений, а працездатність і оброблюваність розчину можна покращити. Судячи зі співвідношення між властивостями води та кількістю HPMC, у міру збільшення кількості HPMC утримання води також поступово стає кращим. Коли доза становить менше 0,15%, ефект утримання води збільшується дуже м’яко, але коли дозування досягає 0,20%, ефект утримання води значно покращується: з 90,1% при дозі 0,15% до 95%. Кількість HPMC продовжує збільшуватися, а будівельні характеристики розчину починають погіршуватися. Таким чином, враховуючи продуктивність утримання води та характеристики конструкції, відповідна кількість HPMC становить 0,10% ~ 0,20%. Аналіз механізму утримання води. Ефір целюлози є водорозчинним органічним полімером, який поділяється на іонний та неіонний. HPMC — це неіонний ефір целюлози з гідрофільною групою, гідроксильною групою (-OH) і ефірним зв’язком (-0-1) у своїй структурній формулі. При розчиненні у воді атоми кисню в гідроксильній групі та ефірний зв’язок і молекули води об’єднуються, утворюючи водневі зв’язки, через що вода втрачає свою текучість, і вільна вода більше не є вільною, таким чином досягаючи ефекту утримання води та згущення.

2.4 Міцність на стиск

Із співвідношення між міцністю на стиск і кількістю HPMC можна побачити, що зі збільшенням кількості HPMC міцність на стиск 7d і 28d показала тенденцію до зниження, що було в основному пов’язано з введенням великої кількості бульбашок повітря HPMC, що значно збільшило пористість будівельного розчину. збільшення, в результаті чого міцність знижується. Коли вміст становить 0,05%, міцність на стиск 7d дуже значно падає, міцність падає на 21,0%, а міцність на стиск 28d падає на 26,6%. З кривої видно, що вплив HPMC на міцність на стиск дуже очевидний. Коли доза дуже мала, вона буде значно зменшена. Тому в практичних застосуваннях його дозування слід контролювати та використовувати в поєднанні з піногасником. Досліджуючи причину, Guan Xuemao et al. вважають, що, по-перше, коли ефір целюлози додається до будівельного розчину, кількість гнучкого полімеру в порах розчину збільшується, і ці гнучкі полімери та пори не можуть забезпечити жорстку опору, коли тестовий блок стискається. Композитна матриця відносно ослаблена, тим самим знижуючи міцність розчину на стиск; по-друге, завдяки водоутримувальному ефекту ефіру целюлози, після формування тестового блоку розчину більша частина води залишається в розчині, а фактичне водоцементне відношення нижче, ніж без нього. Вони набагато більші, тому міцність на стиск розчину значно зменшиться.

2.5 Кореляція між міцністю на стиск і щільністю у вологому стані

З кривої залежності між міцністю на стиск і щільністю у вологому стані видно, що після лінійного підгонки всіх точок на малюнку відповідні точки добре розподілені по обидві сторони лінії підгонки, і існує хороша кореляція між щільністю у вологому стані та щільністю при стиску. міцнісні властивості, а щільність у вологому стані просто і легко виміряти, тому міцність на стиск розчину 28d можна розрахувати за допомогою встановленого лінійного рівняння. Лінійне підгоночне рівняння показано у формулі (1), R²=0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), де, y – міцність розчину на стиск 28d, МПа; Х – щільність у вологому стані, кг м-3.

3. Висновок

HPMC може покращити ефект утримання води зольним розчином і подовжити час експлуатації розчину. При цьому через збільшення пористості розчину значно впаде його об’ємна щільність і міцність на стиск, тому при застосуванні слід підбирати відповідне дозування. Міцність розчину на стиск 28d добре корелює з щільністю у вологому стані, а міцність на стиск 28d можна розрахувати шляхом вимірювання щільності у вологому стані, яка має важливе еталонне значення для контролю якості розчину під час будівництва.