Анотація:Ефір целюлози є основною добавкою в готові розчини. Ознайомлено з типами та структурними характеристиками ефіру целюлози, а також обрано ефір гідроксипропілметилцелюлози (ГПМЦ) як добавку для систематичного вивчення впливу на різні властивості розчину. . Дослідження показали, що: HPMC може значно покращити водоутримання будівельного розчину та має ефект зменшення води. У той же час це також може зменшити щільність розчинної суміші, подовжити час схоплювання розчину та зменшити міцність розчину на вигин і стиск.
Ключові слова:готовий розчин; ефір гідроксипропілметилцелюлози (HPMC); продуктивність
0.Передмова
Розчинний розчин є одним з найбільш широко використовуваних матеріалів у будівельній галузі. З розвитком матеріалознавства та підвищенням вимог людей до якості будівництва будівельний розчин поступово розвивався в напрямку комерціалізації, як і просування та розвиток товарного бетону. Порівняно з будівельним розчином, виготовленим за традиційною технологією, промисловий розчин має багато очевидних переваг: (а) висока якість продукту; (б) висока ефективність виробництва; (в) менше забруднення навколишнього середовища та зручне для цивілізованого будівництва. В даний час Гуанчжоу, Шанхай, Пекін та інші міста Китаю просувають готові розчини, і відповідні галузеві стандарти та національні стандарти були видані або будуть видані найближчим часом.
З точки зору складу, велика різниця між готовим будівельним розчином і традиційним розчином полягає в додаванні хімічних домішок, серед яких ефір целюлози є найбільш часто використовуваною хімічною домішкою. Ефір целюлози зазвичай використовують як водоутримувальний агент. Мета - покращити працездатність готового розчину. Кількість ефіру целюлози невелика, але вона суттєво впливає на характеристики будівельного розчину. Це основна добавка, яка впливає на будівельні характеристики розчину. Таким чином, подальше розуміння впливу типів і структурних характеристик ефіру целюлози на характеристики цементного розчину допоможе правильно вибрати і використовувати ефір целюлози і забезпечити стабільні характеристики розчину.
1. Види та структурна характеристика ефірів целюлози
Ефір целюлози - це водорозчинний полімерний матеріал, який отримують з природної целюлози шляхом розчинення лугом, реакції щеплення (етерифікації), промивання, сушіння, подрібнення та інших процесів. Прості ефіри целюлози поділяють на іонні та неіонні, а іонна целюлоза має сіль карбоксиметилцелюлози. Неіонна целюлоза включає ефір гідроксиетилцелюлози, ефір гідроксипропілметилцелюлози, ефір метилцелюлози тощо. Оскільки іонний ефір целюлози (сіль карбоксиметилцелюлози) нестабільний у присутності іонів кальцію, його рідко використовують у сухих порошкових продуктах із цементом, гашеним вапном та іншими цементуючими матеріалами. Простими ефірами целюлози, що використовуються в сухих порошкових розчинах, є переважно гідроксиетилметилцелюлозний ефір (HEMC) і гідроксипропілметилцелюлозний ефір (HPMC), на частку яких припадає понад 90% ринку.
HPMC утворюється реакцією етерифікації целюлозної лужної активаційної обробки агентом етерифікації метилхлоридом і пропіленоксидом. У реакції етерифікації гідроксильна група в молекулі целюлози заміщується метокси) і гідроксипропілом з утворенням ГПМЦ. Кількість груп, заміщених гідроксильною групою в молекулі целюлози, може бути виражена ступенем етерифікації (також називається ступенем заміщення). Ефір ГПМЦ Ступінь хімічного перетворення становить від 12 до 15. Таким чином, у структурі ГПМЦ є такі важливі групи, як гідроксильна група (-ОН), ефірний зв’язок (-о-) та ангідроглюкозне кільце, і ці групи мають певну вплив на характеристики міномета.
2. Вплив ефіру целюлози на властивості цементного розчину
2.1 Сировина для тесту
Ефір целюлози: виробництва Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd., в'язкість: 75000;
Цемент: композитний цемент марки Конч 32,5; пісок: середній пісок; зола винесення: II сорт.
2.2 Результати випробувань
2.2.1 Водознижувальна дія ефіру целюлози
Із співвідношення між консистенцією будівельного розчину та вмістом ефіру целюлози при тому самому співвідношенні змішування можна побачити, що консистенція розчину поступово збільшується зі збільшенням вмісту ефіру целюлози. Коли дозування становить 0,3‰, консистенція розчину приблизно на 50% вища, ніж без змішування, що показує, що ефір целюлози може значно покращити працездатність розчину. Зі збільшенням кількості ефіру целюлози витрата води може поступово зменшуватися. Можна вважати, що ефір целюлози має певну водовідновлюючу дію.
2.2.2 Затримка води
Водоутримуваність розчину означає здатність розчину утримувати воду, а також це індекс ефективності для вимірювання стабільності внутрішніх компонентів свіжого цементного розчину під час транспортування та паркування. Водозатримування можна виміряти за двома показниками: ступенем розшарування та ступенем утримання води, але завдяки додаванню водоутримувача водоутримування готового розчину було значно покращено, а ступінь розшарування недостатньо чутливий щоб відобразити різницю. Тест на утримання води полягає в обчисленні коефіцієнта утримання води шляхом вимірювання зміни маси фільтрувального паперу до та після контакту фільтрувального паперу з заданою ділянкою розчину протягом певного періоду часу. Завдяки хорошому водопоглинанню фільтрувального паперу, навіть якщо розчин утримує воду високий, фільтрувальний папір все ще може вбирати вологу в розчині, тому. Коефіцієнт утримання води може точно відображати утримання води розчином, чим вищий коефіцієнт утримання води, тим краще утримання води.
Існує багато технічних способів покращити водоутримання розчину, але додавання ефіру целюлози є найефективнішим. У структурі ефіру целюлози присутні гідроксильні та ефірні зв’язки. Атоми кисню в цих групах асоціюються з молекулами води, утворюючи водневі зв’язки. Перетворіть вільні молекули води у зв’язану воду, щоб відігравати хорошу роль у утриманні води. Зі співвідношення між ступенем водоутримування будівельного розчину та вмістом ефіру целюлози можна побачити, що в межах діапазону випробуваного вмісту коефіцієнт водоутримування будівельного розчину та вміст ефіру целюлози демонструють хороший відповідний зв’язок. Чим вище вміст ефіру целюлози, тим більше швидкість утримання води. .
2.2.3 Щільність розчинової суміші
Із закону зміни густини розчинової суміші із вмістом ефіру целюлози видно, що зі збільшенням вмісту ефіру целюлози густина розчинової суміші поступово зменшується, а густина розчину в сирому стані при вмісті становить 0,3‰o Зменшення приблизно на 17% (порівняно з відсутністю суміші). Існує дві причини зниження щільності розчину: одна - це повітровтягуюча дія ефіру целюлози. Ефір целюлози містить алкільні групи, які можуть зменшувати поверхневу енергію водного розчину та мати повітротягнучу дію на цементний розчин, завдяки чому вміст повітря в розчині збільшується, а міцність бульбашкової плівки також вища, ніж це бульбашки чистої води, і її непросто випустити; з іншого боку, ефір целюлози розширюється після поглинання води та займає певний об’єм, що еквівалентно збільшенню внутрішніх пор розчину, тому він змушує розчин змішуватися. Густина падає.
Повітровтягуюча дія ефіру целюлози з одного боку покращує легкоукладальність розчину, а з іншого боку, завдяки збільшенню вмісту повітря відбувається розпушення структури затверділого тіла, що призводить до негативного ефекту зниження механічні властивості, такі як міцність.
2.2.4 Час коагуляції
Із співвідношення між часом схоплювання розчину та кількістю ефіру можна чітко побачити, що ефір целюлози має сповільнювальну дію на розчин. Чим більша доза, тим очевидніший ефект сповільнення.
Сповільнювальна дія ефіру целюлози тісно пов'язана з його структурними характеристиками. Ефір целюлози зберігає основну структуру целюлози, тобто ангідроглюкозна кільцева структура все ще існує в молекулярній структурі целюлозного ефіру, а ангідроглюкозне кільце є причиною основної групи цементних затримок, які можуть утворювати цукрово-кальцієві молекулярні сполуки (або комплекси) з іонами кальцію у водному розчині гідратації цементу, що знижує концентрацію іонів кальцію в період індукції гідратації цементу та запобігає утворенню кристалів Ca(OH): і кальцієвої солі, осадженню та затримці процесу гідратації цементу.
2.2.5 Міцність
З впливу ефіру целюлози на міцність розчину на згин і стиск можна побачити, що зі збільшенням вмісту ефіру целюлози 7-денна та 28-денна міцність розчину на згин і стиск демонструють тенденцію до зниження.
Причиною зниження міцності розчину може бути збільшення вмісту повітря, що збільшує пористість затверділого розчину і робить внутрішню структуру затверділого тіла пухкою. Завдяки регресійному аналізу щільності у вологому стані та міцності розчину на стиск можна побачити, що між ними існує хороша кореляція: щільність у вологому стані низька, міцність низька, і навпаки, міцність висока. Huang Liangen використовував рівняння взаємозв’язку між пористістю та механічною міцністю, отримане Ryskewith, щоб вивести зв’язок між міцністю на стиск розчину, змішаного з ефіром целюлози, та вмістом ефіру целюлози.
3. Висновок
(1) Ефір целюлози є похідним целюлози, що містить гідроксил,
Ефірні зв'язки, ангідроглюкозні кільця та інші групи, ці групи впливають на фізико-механічні властивості розчину.
(2) HPMC може значно покращити водоутримання розчину, подовжити час схоплювання розчину, зменшити щільність суміші розчину та міцність затверділого тіла.
(3) При приготуванні готового будівельного розчину слід розумно використовувати ефір целюлози. Розв’яжіть суперечливий зв’язок між технологічністю розчину та механічними властивостями.
Час публікації: 20 лютого 2023 р