Hydroxypropyl methylcellulose ether về tính chất của vữa tro bay

Ảnh hưởng của ete hydroxypropyl methylcellulose đến các tính chất của vữa tro bay đã được nghiên cứu và mối quan hệ giữa mật độ ướt và cường độ nén đã được phân tích. Kết quả thử nghiệm cho thấy việc thêm ete hydroxypropyl methylcellulose vào vữa tro bay có thể cải thiện đáng kể hiệu suất giữ nước của vữa, kéo dài thời gian liên kết của vữa và giảm mật độ ướt và cường độ nén của vữa. Có mối tương quan tốt giữa mật độ ướt và cường độ nén 28d. Trong điều kiện mật độ ướt đã biết, cường độ nén 28d có thể được tính bằng công thức phù hợp.

Từ khóa:tro bay; ete xenlulo; giữ nước; cường độ nén; sự tương quan

Hiện nay tro bay đã được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật xây dựng. Thêm một lượng tro bay nhất định vào vữa không chỉ có thể cải thiện tính chất cơ học và độ bền của vữa mà còn giảm giá thành của vữa. Tuy nhiên, vữa tro bay cho thấy khả năng giữ nước không đủ nên làm thế nào để cải thiện khả năng giữ nước của vữa đã trở thành vấn đề cấp bách cần giải quyết. Cellulose ether là một loại phụ gia hiệu quả cao thường được sử dụng trong và ngoài nước. Chỉ cần thêm một lượng nhỏ cũng có tác động lớn đến các chỉ số hoạt động như khả năng giữ nước và cường độ nén của vữa.

1. Nguyên liệu và phương pháp thử

1.1 Nguyên liệu thô

Xi măng là P·O 42,5 xi măng Portland thông thường do Nhà máy xi măng Meiya Hàng Châu sản xuất; tro bay là loạiⅡtro; cát là loại cát trung bình thông thường có mô đun độ mịn là 2,3, mật độ khối là 1499kg·m-3, độ ẩm 0,14 %, hàm lượng bùn 0,72%; hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) được sản xuất bởi Shandong Heda Co., Ltd., nhãn hiệu là 75HD100000; nước trộn là nước máy.

1.2 Chuẩn bị vữa

Khi trộn vữa biến tính ete xenlulo, trước tiên trộn HPMC với xi măng và tro bay thật kỹ, sau đó trộn khô với cát trong 30 giây, sau đó thêm nước và trộn không dưới 180 giây.

1.3 Phương pháp thử

Độ đặc, mật độ ướt, độ tách lớp và thời gian đông kết của vữa mới trộn phải được đo theo các quy định liên quan trong JGJ70-90 “Phương pháp kiểm tra hiệu suất cơ bản của vữa xây dựng”. Độ giữ nước của vữa được xác định theo phương pháp thử độ giữ nước của vữa trong Phụ lục A của JG/T 230-2007 “Vữa trộn sẵn”. Thử nghiệm cường độ nén sử dụng khuôn thử đáy hình lập phương có kích thước 70,7mm x 70,7mm x 70,7mm. Khối thử nghiệm đã hình thành được xử lý ở nhiệt độ (20±2)°C trong 24 giờ, sau khi tháo khuôn được tiếp tục xử lý trong môi trường có nhiệt độ (20±2)°C và độ ẩm tương đối trên 90% so với độ tuổi định trước, theo JGJ70-90 “Phương pháp thử nghiệm hiệu suất cơ bản của vữa xây dựng” xác định cường độ nén của nó.

2. Kết quả kiểm tra và phân tích

2.1 Mật độ ướt

Có thể thấy từ mối quan hệ giữa mật độ và lượng HPMC rằng mật độ ướt giảm dần khi lượng HPMC tăng lên. Khi lượng HPMC là 0,05% thì tỷ trọng ướt của vữa là 96,8% so với vữa chuẩn. Khi lượng HPMC tiếp tục tăng, Tốc độ giảm mật độ ướt được tăng tốc. Khi hàm lượng HPMC là 0,20% thì tỷ trọng ướt của vữa chỉ bằng 81,5% so với vữa chuẩn. Điều này chủ yếu là do hiệu ứng cuốn khí của HPMC. Các bọt khí được đưa vào làm tăng độ xốp của vữa và giảm độ chặt, dẫn đến giảm mật độ thể tích của vữa.

2.2 Thời gian đông kết

Có thể thấy từ mối quan hệ giữa thời gian đông tụ và lượng HPMC rằng thời gian đông tụ ngày càng tăng lên. Khi liều lượng 0,20%, thời gian đông kết tăng 29,8% so với vữa tham chiếu, đạt khoảng 300 phút. Có thể thấy khi liều lượng 0,20% thì thời gian đông kết có sự thay đổi lớn. Lý do là L Schmitz et al. tin rằng các phân tử ete cellulose chủ yếu được hấp phụ trên các sản phẩm hydrat hóa như cSH và canxi hydroxit, và hiếm khi được hấp phụ trên pha khoáng ban đầu của clinker. Ngoài ra, do độ nhớt của dung dịch lỗ rỗng tăng nên ete cellulose giảm. Độ linh động của các ion (Ca2+, so42-…) trong dung dịch lỗ rỗng càng làm trì hoãn quá trình hydrat hóa.

2.3 Phân lớp và giữ nước

Cả mức độ tách lớp và khả năng giữ nước đều có thể mô tả tác dụng giữ nước của vữa. Từ mối quan hệ giữa mức độ phân tách và lượng HPMC, có thể thấy rằng mức độ phân tách có xu hướng giảm khi lượng HPMC tăng lên. Khi hàm lượng HPMC là 0,05%, mức độ phân tách giảm rất đáng kể, cho thấy rằng khi hàm lượng ete sợi nhỏ, mức độ phân tách có thể giảm đáng kể, hiệu quả giữ nước có thể được cải thiện và khả năng làm việc và khả năng làm việc của vữa có thể được cải thiện. Đánh giá từ mối quan hệ giữa tính chất nước và lượng HPMC, khi lượng HPMC tăng lên thì khả năng giữ nước cũng dần trở nên tốt hơn. Khi liều lượng nhỏ hơn 0,15%, tác dụng giữ nước tăng lên rất nhẹ, nhưng khi liều lượng đạt 0,20%, tác dụng giữ nước đã được cải thiện rất nhiều, từ 90,1% khi dùng liều 0,15% lên 95%. Lượng HPMC tiếp tục tăng và hiệu suất thi công của vữa bắt đầu kém đi. Do đó, xem xét hiệu suất giữ nước và hiệu suất xây dựng, lượng HPMC thích hợp là 0,10% ~ 0,20%. Phân tích cơ chế giữ nước của nó: Cellulose ether là một polyme hữu cơ hòa tan trong nước, được chia thành ion và không ion. HPMC là một ete cellulose không ion có nhóm ưa nước, nhóm hydroxyl (-OH) và liên kết ether (-0-1) trong công thức cấu trúc của nó. Khi hòa tan trong nước, các nguyên tử oxy trên nhóm hydroxyl và liên kết ether và các phân tử nước liên kết với nhau để tạo thành liên kết hydro, làm cho nước mất tính lưu động và nước tự do không còn tự do, do đó đạt được hiệu quả giữ nước và làm đặc.

2.4 Cường độ nén

Từ mối quan hệ giữa cường độ nén và lượng HPMC, có thể thấy rằng khi lượng HPMC tăng lên thì cường độ nén 7d và 28d có xu hướng giảm, nguyên nhân chủ yếu là do sự ra đời của một số lượng lớn. bọt khí bằng HPMC, làm tăng đáng kể độ xốp của vữa. tăng lên, dẫn đến sức mạnh giảm đi. Khi hàm lượng 0,05% thì cường độ nén 7d giảm rất đáng kể, cường độ giảm 21,0% và cường độ nén 28d giảm 26,6%. Từ đường cong có thể thấy tác động của HPMC đến cường độ nén là rất rõ ràng. Khi liều lượng rất nhỏ, nó sẽ giảm đi rất nhiều. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, liều lượng của nó phải được kiểm soát và sử dụng kết hợp với chất khử bọt. Điều tra nguyên nhân, Guan Xuemao et al. tin rằng trước tiên, khi thêm ete xenlulo vào vữa, polyme dẻo trong các lỗ rỗng của vữa sẽ tăng lên và các polyme và lỗ chân lông dẻo này không thể cung cấp sự hỗ trợ cứng nhắc khi khối thử nghiệm bị nén. Nền composite tương đối yếu nên làm giảm cường độ chịu nén của vữa; Thứ hai, do tác dụng giữ nước của ete xenlulo nên sau khi hình thành khối thử vữa, phần lớn nước vẫn còn trong vữa, tỷ lệ nước-xi măng thực tế thấp hơn tỷ lệ không có chúng lớn hơn rất nhiều nên cường độ nén của vữa sẽ giảm đáng kể.

2.5 Mối tương quan giữa cường độ chịu nén và mật độ ướt

Có thể thấy từ đường cong quan hệ giữa cường độ nén và mật độ ướt, sau khi khớp tuyến tính tất cả các điểm trong hình, các điểm tương ứng được phân bố đều ở cả hai phía của đường khớp và có mối tương quan tốt giữa mật độ ướt và cường độ nén. đặc tính cường độ và mật độ ướt đơn giản và dễ đo nên cường độ nén của vữa 28d có thể được tính toán thông qua phương trình lắp tuyến tính đã thiết lập. Phương trình khớp tuyến tính được thể hiện trong công thức (1), R²= 0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), trong đó y là cường độ chịu nén 28d của vữa, MPa; X là mật độ ướt, kg m-3.

3. Kết luận

HPMC có thể nâng cao hiệu quả giữ nước của vữa tro bay và kéo dài thời gian vận hành của vữa. Đồng thời, do độ xốp của vữa tăng lên nên mật độ khối và cường độ nén của nó sẽ giảm đáng kể nên cần lựa chọn liều lượng thích hợp khi thi công. Cường độ nén 28d của vữa có mối tương quan tốt với mật độ ướt, cường độ nén 28d có thể được tính bằng cách đo mật độ ướt, có giá trị tham khảo quan trọng để kiểm soát chất lượng vữa trong quá trình thi công.