Ảnh hưởng của Cellulose Ether đến tính chất của vữa

Ảnh hưởng của hai loại ete xenlulo đến tính năng của vữa đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy cả hai loại ete xenlulo có thể cải thiện đáng kể khả năng giữ nước của vữa và làm giảm độ đặc của vữa; Cường độ nén giảm ở các mức độ khác nhau, nhưng tỷ lệ gấp và cường độ liên kết của vữa được tăng lên ở các mức độ khác nhau, do đó cải thiện kết cấu của vữa.

Từ khóa:ete xenlulo; chất giữ nước; sức mạnh liên kết

Xenlulo ete (MC)là một dẫn xuất của vật liệu tự nhiên cellulose. Cellulose ether có thể được sử dụng làm chất giữ nước, chất làm đặc, chất kết dính, chất phân tán, chất ổn định, chất tạo huyền phù, chất nhũ hóa và chất hỗ trợ tạo màng, v.v. Vì ete xenlulo có tác dụng giữ nước và làm đặc tốt trên vữa nên nó có thể cải thiện đáng kể khả năng làm việc của vữa, vì vậy ete xenlulo là polyme hòa tan trong nước được sử dụng phổ biến nhất trong vữa.

1. Vật liệu thử nghiệm và phương pháp thử nghiệm

1.1 Nguyên liệu thô

Xi măng: Xi măng Portland thông thường được sản xuất bởi Công ty TNHH Xi măng Jiaozuo Jianjian, với cấp độ bền là 42,5. Cát: Cát vàng Nanyang, mô đun độ mịn 2,75, cát trung bình. Cellulose ether (MC): C9101 do Công ty Luojian Bắc Kinh sản xuất và HPMC do Công ty Huiguang Thượng Hải sản xuất.

1.2 Phương pháp thử

Trong nghiên cứu này, tỷ lệ vôi-cát là 1:2 và tỷ lệ nước-xi măng là 0,45; ete xenlulo được trộn với xi măng trước, sau đó thêm cát vào và khuấy đều. Liều lượng ete cellulose được tính theo tỷ lệ phần trăm khối lượng xi măng.

Việc kiểm tra cường độ nén và kiểm tra tính nhất quán được thực hiện dựa trên JGJ 70-90 “Phương pháp kiểm tra các đặc tính cơ bản của vữa xây dựng”. Thử nghiệm cường độ uốn được thực hiện theo GB/T 17671–1999 “Kiểm tra cường độ vữa xi măng”.

Thử nghiệm giữ nước được thực hiện theo phương pháp giấy lọc được sử dụng tại các doanh nghiệp sản xuất bê tông khí của Pháp. Quy trình cụ thể như sau: (1) đặt 5 lớp giấy lọc chậm lên một tấm nhựa tròn và cân khối lượng của nó; (2) đặt một vật tiếp xúc trực tiếp với vữa Đặt giấy lọc tốc độ cao lên giấy lọc tốc độ chậm, sau đó ấn một hình trụ có đường kính trong 56 mm và cao 55 mm lên giấy lọc nhanh; (3) Đổ vữa vào xi lanh; (4) Sau khi vữa và giấy lọc tiếp xúc trong 15 phút, cân lại chất lượng của giấy lọc chậm và đĩa nhựa; (5) Tính khối lượng nước được hấp thụ bởi giấy lọc chậm trên diện tích mét vuông, là tốc độ hấp thụ nước; (6) Tốc độ hấp thụ nước là giá trị trung bình số học của hai kết quả thử nghiệm. Nếu chênh lệch giữa các giá trị tỷ lệ vượt quá 10% thì phải lặp lại thử nghiệm; (7) Khả năng giữ nước của vữa được biểu thị bằng tốc độ hút nước.

Thử nghiệm độ bền liên kết được thực hiện dựa trên phương pháp được Hiệp hội Khoa học Vật liệu Nhật Bản khuyến nghị và độ bền liên kết được đặc trưng bởi độ bền uốn. Thử nghiệm sử dụng mẫu lăng kính có kích thước 160mm×40mm×40mm. Mẫu vữa thông thường được làm trước được xử lý đến 28 ngày, sau đó cắt thành hai nửa. Hai nửa mẫu được chế tạo thành mẫu bằng vữa thông thường hoặc vữa polyme, sau đó được xử lý tự nhiên trong nhà đến một độ tuổi nhất định, sau đó được kiểm tra theo phương pháp thử độ bền uốn của vữa xi măng.

2. Kết quả kiểm tra và phân tích

2.1 Tính nhất quán

Từ ảnh hưởng của ete xenlulo đến độ đặc của vữa, có thể thấy rằng khi hàm lượng ete xenlulo tăng lên, độ đặc của vữa về cơ bản có xu hướng giảm, độ nhớt của vữa trộn với HPMC giảm nhanh hơn. hơn so với vữa trộn C9101. Điều này là do độ nhớt của ete cellulose cản trở dòng chảy của vữa và độ nhớt của HPMC cao hơn C9101.

2.2 Giữ nước

Trong vữa, các vật liệu kết dính như xi măng và thạch cao cần được hydrat hóa bằng nước để đông kết. Một lượng ete cellulose hợp lý có thể giữ độ ẩm trong vữa trong thời gian đủ dài để quá trình đông cứng và đông cứng có thể tiếp tục.

Từ ảnh hưởng của hàm lượng ete xenluloza đến khả năng giữ nước của vữa có thể thấy rằng: (1) Khi tăng hàm lượng ete xenlulo C9101 hoặc HPMC thì tốc độ hút nước của vữa giảm đáng kể, tức là khả năng giữ nước của vữa vữa được cải thiện rõ rệt, đặc biệt khi trộn với vữa HPMC. Khả năng giữ nước của nó có thể được cải thiện nhiều hơn; (2) Khi hàm lượng HPMC từ 0,05% đến 0,10% thì vữa đáp ứng đầy đủ yêu cầu giữ nước trong quá trình thi công.

Cả hai ete cellulose đều là polyme không ion. Các nhóm hydroxyl trên chuỗi phân tử ete cellulose và các nguyên tử oxy trên liên kết ete có thể hình thành liên kết hydro với các phân tử nước, biến nước tự do thành nước liên kết, do đó đóng vai trò tốt trong việc giữ nước.

Khả năng giữ nước của ete cellulose chủ yếu phụ thuộc vào độ nhớt, kích thước hạt, tốc độ hòa tan và lượng bổ sung. Nói chung, lượng thêm vào càng lớn thì độ nhớt càng cao và độ mịn càng mịn thì khả năng giữ nước càng cao. Cả C9101 và HPMC cellulose ether đều có nhóm methoxy và hydroxypropoxy trong chuỗi phân tử, nhưng hàm lượng methoxy trong HPMC cellulose ether cao hơn C9101 và độ nhớt của HPMC cao hơn C9101, do đó khả năng giữ nước của vữa trộn với HPMC cao hơn so với vữa trộn bằng vữa lớn HPMC C9101. Tuy nhiên, nếu độ nhớt và trọng lượng phân tử tương đối của ete xenlulo quá cao thì độ hòa tan của nó sẽ giảm theo, điều này sẽ có tác động tiêu cực đến cường độ và khả năng thi công của vữa. Độ bền kết cấu để đạt được hiệu quả liên kết tuyệt vời.

2.3 Cường độ uốn và cường độ nén

Từ ảnh hưởng của ete xenlulo đến cường độ uốn và nén của vữa, có thể thấy rằng khi hàm lượng ete xenlulo tăng lên thì cường độ uốn và cường độ nén của vữa ở tuổi 7 và 28 ngày có xu hướng giảm. Điều này chủ yếu là do: (1) Khi thêm ete xenlulo vào vữa, các polyme linh hoạt trong các lỗ rỗng của vữa sẽ tăng lên và các polyme linh hoạt này không thể cung cấp khả năng hỗ trợ cứng nhắc khi nền hỗn hợp bị nén. Kết quả là cường độ uốn, chịu nén của vữa bị giảm; (2) Với sự gia tăng hàm lượng ete cellulose, tác dụng giữ nước của nó ngày càng tốt hơn, do đó sau khi hình thành khối thử vữa, độ xốp trong khối thử vữa tăng lên, cường độ uốn và nén sẽ giảm ; (3) khi trộn vữa khô với nước, các hạt mủ ete cellulose lần đầu tiên được hấp phụ trên bề mặt của các hạt xi măng để tạo thành màng mủ, làm giảm quá trình hydrat hóa của xi măng, do đó cũng làm giảm cường độ của xi măng. vữa.

2.4 Tỷ lệ gấp

Tính linh hoạt của vữa giúp vữa có khả năng biến dạng tốt, cho phép nó thích ứng với ứng suất tạo ra do sự co ngót và biến dạng của nền, do đó cải thiện đáng kể cường độ liên kết và độ bền của vữa.

Từ ảnh hưởng của hàm lượng ete xenlulo đến tỷ lệ gấp của vữa (ff/fo), có thể thấy rằng với sự gia tăng của hàm lượng xenlulo ete C9101 và HPMC, tỷ lệ gấp của vữa về cơ bản có xu hướng tăng dần, chứng tỏ độ dẻo của vữa đã được cải thiện. được cải thiện.

Khi ete cellulose hòa tan vào vữa, do methoxyl và hydroxypropoxyl trên chuỗi phân tử sẽ phản ứng với Ca2+ và Al3+ trong bùn, một loại gel nhớt được hình thành và lấp đầy khoảng trống vữa xi măng, do đó nó đóng vai trò lấp đầy linh hoạt. và gia cố linh hoạt, cải thiện độ nén của vữa, và nó cho thấy tính linh hoạt của vữa cải tiến được cải thiện về mặt vĩ mô.

2.5 Độ bền liên kết

Từ ảnh hưởng của hàm lượng ete xenlulo đến độ bền liên kết của vữa, có thể thấy độ bền liên kết của vữa tăng khi hàm lượng ete xenlulo tăng.

Việc bổ sung ete xenlulo có thể tạo thành một lớp màng polyme chống thấm mỏng giữa ete xenlulo và các hạt xi măng ngậm nước. Lớp màng này có tác dụng bịt kín và cải thiện hiện tượng “khô bề mặt” của vữa. Do khả năng giữ nước tốt của ete xenlulo, lượng nước được lưu trữ đủ bên trong vữa, từ đó đảm bảo quá trình làm cứng hydrat hóa của xi măng và phát triển cường độ đầy đủ, đồng thời cải thiện độ bền liên kết của hồ xi măng. Ngoài ra, việc bổ sung ete cellulose giúp cải thiện độ kết dính của vữa, làm cho vữa có độ dẻo và tính linh hoạt tốt, điều này cũng giúp vữa có khả năng thích ứng tốt với biến dạng co ngót của nền, từ đó cải thiện độ bền liên kết của vữa. .

2.6 Độ co ngót

Có thể thấy từ ảnh hưởng của hàm lượng ete xenlulo đến độ co ngót của vữa: (1) Giá trị độ co ngót của vữa ete xenlulo thấp hơn nhiều so với vữa trắng. (2) Khi hàm lượng C9101 tăng lên thì giá trị co ngót của vữa giảm dần nhưng khi hàm lượng đạt 0,30% thì giá trị co ngót của vữa tăng lên. Điều này là do lượng ete cellulose càng lớn thì độ nhớt của nó càng lớn, khiến nhu cầu về nước tăng lên. (3) Khi hàm lượng HPMC tăng lên, giá trị co ngót của vữa giảm dần nhưng khi hàm lượng đạt 0,20% thì giá trị co ngót của vữa tăng lên rồi giảm xuống. Điều này là do độ nhớt của HPMC lớn hơn C9101. Độ nhớt của ete cellulose càng cao. Khả năng giữ nước càng tốt thì hàm lượng không khí càng nhiều, khi hàm lượng không khí đạt đến một mức nhất định thì giá trị độ co ngót của vữa sẽ tăng lên. Do đó, xét về giá trị độ co ngót, liều lượng tối ưu của C9101 là 0,05% ~ 0,20%. Liều lượng tối ưu của HPMC là 0,05% ~ 0,10%.

3. Kết luận

1. Cellulose ether có thể cải thiện khả năng giữ nước của vữa và làm giảm độ đặc của vữa. Việc điều chỉnh lượng ete xenlulo có thể đáp ứng nhu cầu vữa sử dụng trong các công trình khác nhau.

2. Việc bổ sung ete xenlulo làm giảm cường độ uốn và cường độ nén của vữa, nhưng làm tăng tỷ lệ gấp và cường độ liên kết ở một mức độ nhất định, từ đó cải thiện độ bền của vữa.

3. Việc bổ sung ete xenlulo có thể cải thiện hiệu suất co ngót của vữa và khi hàm lượng tăng lên, giá trị co ngót của vữa ngày càng nhỏ hơn. Nhưng khi lượng ete xenluloza đạt đến một mức nhất định, giá trị độ co ngót của vữa tăng lên đến một mức nhất định do lượng cuốn khí tăng lên.