Tính chất cơ học của ete xenlulo biến tính cho vữa xi măng
Vữa xi măng biến tính có tỷ lệ nước-xi măng 0,45, tỷ lệ vôi-cát 1:2,5 và ete xenlulo với các độ nhớt khác nhau 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% và 1,0% đã được chuẩn bị. . Bằng cách đo tính chất cơ học của vữa xi măng và quan sát hình thái vi mô, người ta đã nghiên cứu ảnh hưởng của HEMC đến cường độ nén, cường độ uốn và cường độ liên kết của vữa xi măng biến tính. Kết quả nghiên cứu cho thấy: khi hàm lượng HEMC tăng thì cường độ chịu nén của vữa biến tính ở các tuổi khác nhau giảm liên tục, biên độ giảm dần và có xu hướng nhẹ nhàng; khi thêm cùng một hàm lượng cellulose ether, Cường độ nén của vữa biến tính cellulose ether với độ nhớt khác nhau là: HEMC20
Từ khóa:ete xenlulo; vữa xi măng; cường độ nén; độ bền uốn; sức mạnh trái phiếu
1 Giới thiệu
Ở giai đoạn này, nhu cầu vữa hàng năm trên thế giới vượt quá 200 triệu tấn và nhu cầu công nghiệp vẫn đang tăng lên. Hiện nay, vữa xi măng truyền thống có các khuyết tật như chảy máu, bong tróc, co ngót khi khô lớn, chống thấm kém, cường độ liên kết kéo thấp, hydrat hóa không hoàn toàn do mất nước, rất khó giải quyết, không chỉ gây ra khuyết tật công trình mà còn dẫn đến đến cứng lại Các hiện tượng như nứt vữa, nghiền thành bột, bong tróc và rỗng xảy ra.
Là một trong những phụ gia được sử dụng phổ biến nhất cho vữa thương mại, ete xenlulo có chức năng giữ nước, làm đặc và làm chậm và có thể được sử dụng để cải thiện các tính chất vật lý của vữa xi măng như khả năng thi công, giữ nước, hiệu suất liên kết và thời gian đông kết , chẳng hạn như tăng đáng kể lượng xi măng. Cường độ liên kết kéo của vữa sẽ giảm nhưng cường độ nén, cường độ uốn và mô đun đàn hồi của vữa xi măng sẽ giảm. Zhang Yishun và những người khác đã nghiên cứu ảnh hưởng của methyl cellulose ether và hydroxypropyl methyl cellulose ether đến tính chất của vữa. Kết quả cho thấy: cả ete cellulose đều có thể cải thiện khả năng giữ nước của vữa, độ bền uốn và cường độ nén giảm ở các mức độ khác nhau, trong khi tỷ lệ gấp và cường độ liên kết của vữa tăng ở các mức độ khác nhau và hiệu suất co ngót của vữa có thể được cải thiện. AJenni, R.Zurbriggen, v.v. đã sử dụng các kỹ thuật phân tích và kiểm tra hiện đại để nghiên cứu sự tương tác của các vật liệu khác nhau trong hệ vữa kết dính lớp mỏng biến tính cellulose ether và quan sát thấy ete cellulose và Ca(OH) xuất hiện gần bề mặt của vữa . 2, cho thấy sự di chuyển của ete xenlulo trong vật liệu gốc xi măng.
Trong bài báo này, sử dụng các phương pháp thử nghiệm vữa như độ bền nén, độ bền uốn, độ liên kết và hình ảnh vi mô SEM, nghiên cứu ảnh hưởng của vữa xi măng ete cellulose đến các tính chất cơ học như cường độ nén, độ bền uốn và độ bền liên kết ở các độ tuổi khác nhau, và nó được giải thích. cơ chế hoạt động của nó.
2. Nguyên liệu và phương pháp thử
2.1 Nguyên liệu thô
2.1.1 Xi măng
Xi măng laurate thông thường do Công ty TNHH Xi măng Vũ Hán Huaxin sản xuất, model P 042.5 (GB175-2007), có mật độ 3,25g/cm3³ và diện tích bề mặt riêng là 4200 cm²/g.
2.1.2 ete hydroxypropyl metyl xenlulo
cáchydroxyetyl metyl xenlulo etedo Tập đoàn Hercules của Hoa Kỳ sản xuất có độ nhớt 50000MPa/s, 100000MPa/s và 200000MPa/s trong dung dịch 2% ở 25°C và các chữ viết tắt sau đây là HEMC5, HEMC10 và HEMC20.
2.2 Phương pháp thử
Một. Cường độ nén của vữa biến tính
Cường độ nén của mẫu vật thân xanh đã được thử nghiệm bằng máy cường độ nén TYE-300 của Công ty TNHH Dụng cụ Vô Tích Jianyi. Tốc độ tải là 0,5 kN/s. Việc kiểm tra cường độ nén được thực hiện theo GB/T17671-1999 “Phương pháp kiểm tra cường độ vữa xi măng (Phương pháp ISO)”.
Theo định nghĩa, công thức tính cường độ chịu nén của vật xanh là:
Rc=F/S
Rc ở đâu—cường độ nén, MPa;
F—tải trọng phá hoại tác dụng lên mẫu, kN;
S—diện tích áp suất, m².
Theo định nghĩa, công thức tính cường độ uốn của thân cây xanh là:
Rf= (3P× L)/(2b× h²) = 0,234×P
Trong công thức, Rf—cường độ uốn, MPa;
P—tải trọng phá hoại tác dụng lên mẫu, kN;
L—khoảng cách giữa tâm của các trụ đỡ, nghĩa là 10 cm;
b, h—chiều rộng và chiều cao của mặt cắt ngang của vật thử, cả hai đều là 4cm.
b. Cường độ bám dính khi kéo của vữa xi măng biến tính
Sử dụng Máy dò cường độ bám dính gạch ZQS6-2000 để đo cường độ bám dính và tốc độ kéo là 2 mm / phút. Thử nghiệm độ bền liên kết được thực hiện theo tiêu chuẩn JC/T985-2005 “Vữa tự san phẳng gốc xi măng dành cho mặt đất”.
Theo định nghĩa, công thức tính độ bền liên kết của vật xanh là:
P=F/S
Trong công thức, P—độ bền liên kết kéo, MPa;
F—tải trọng phá hoại lớn nhất, N;
S—diện tích liên kết, mm².
3. Kết quả và thảo luận
3.1 Cường độ nén
Từ cường độ chịu nén của hai loại vữa biến tính cellulose ether có độ nhớt khác nhau ở các độ tuổi khác nhau, có thể thấy rằng khi hàm lượng HEMC tăng thì cường độ chịu nén của vữa biến tính cellulose ether ở các độ tuổi khác nhau (3d, 7d và 28d) giảm. đáng kể. Giảm đáng kể và ổn định dần: khi hàm lượng HEMC nhỏ hơn 0,4% thì cường độ chịu nén giảm đáng kể so với mẫu trắng; khi hàm lượng HEMC ở mức 0,4%~1,0% thì xu hướng giảm cường độ nén chậm lại. Khi hàm lượng ete xenlulo lớn hơn 0,8%, cường độ nén ở tuổi 7d và 28d thấp hơn so với mẫu trắng ở tuổi 3d, trong khi cường độ nén của vữa biến tính 3d gần như bằng 0, và mẫu là ấn nhẹ Nghiền nát ngay, bên trong dạng bột, mật độ rất thấp.
Ảnh hưởng của cùng một HEMC đến cường độ nén của vữa biến tính ở các độ tuổi khác nhau cũng khác nhau, cho thấy cường độ nén của 28d giảm khi hàm lượng HEMC tăng nhiều hơn so với 7d và 3d. Điều này cho thấy tác dụng hãm của HEMC luôn tồn tại theo sự tăng tuổi, và tác dụng hãm của HEMC không bị ảnh hưởng bởi sự giảm lượng nước trong hệ thống hoặc tiến trình phản ứng hydrat hóa, dẫn đến sự tăng trưởng của cường độ nén. của vữa cải tiến nhỏ hơn rất nhiều so với mẫu vữa không trộn HEMC.
Từ đường cong thay đổi cường độ nén của vữa biến tính cellulose ete ở các độ tuổi khác nhau, có thể thấy khi cho cùng một lượng ete xenluloza vào thì cường độ nén của vữa biến tính cellulose ete có độ nhớt khác nhau là: HEMC20
Ba yếu tố sau đây dẫn đến giảm cường độ nén của vữa biến tính: một mặt, do cấu trúc mạng lưới phân tử HEMC hòa tan trong nước bao phủ các hạt xi măng, gel CSH, oxit canxi, canxi aluminat hydrat và các hạt khác và không ngậm nước các hạt Trên bề mặt, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của quá trình hydrat hóa xi măng, sự hấp phụ giữa canxi aluminat hydrat và HEMC làm chậm phản ứng hydrat hóa của canxi aluminat, dẫn đến cường độ nén giảm đáng kể. Tác dụng làm chậm của vữa vĩnh cửu là rõ ràng, điều này cho thấy khi hàm lượng HEMC20 đạt 0,8% ~ 1% thì cường độ 3d của mẫu vữa biến tính bằng 0; mặt khác, dung dịch HEMC ngậm nước có độ nhớt cao hơn, trong quá trình trộn vữa có thể trộn với không khí tạo thành số lượng lớn bọt khí, dẫn đến tạo ra số lượng lớn lỗ rỗng trong vữa cứng. , và cường độ nén của mẫu giảm liên tục khi hàm lượng HEMC tăng và mức độ trùng hợp của nó tăng; Hệ vữa chỉ làm tăng tính dẻo của vữa chứ không thể đóng vai trò đỡ cứng nên cường độ chịu nén bị giảm.
3.2 Độ bền uốn
Từ cường độ uốn của hai loại vữa biến tính cellulose ether có độ nhớt khác nhau ở các độ tuổi khác nhau, có thể thấy, tương tự như sự thay đổi cường độ nén của vữa biến tính, cường độ uốn của vữa biến tính cellulose ether giảm dần khi hàm lượng HEMC tăng.
Từ đường cong thay đổi cường độ uốn của vữa biến tính cellulose ete ở các độ tuổi khác nhau, có thể thấy rằng khi hàm lượng ete xenlulo như nhau thì cường độ uốn của mẫu vữa biến tính HEMC20 thấp hơn một chút so với mẫu vữa biến tính HEMC10, trong khi Khi hàm lượng HEMC là 0,4% ~ 0,8%, đường cong thay đổi cường độ uốn 28d của cả hai gần như trùng khớp.
Từ đường cong thay đổi cường độ uốn của vữa biến tính cellulose ether ở các độ tuổi khác nhau cũng có thể thấy sự thay đổi cường độ uốn của vữa biến tính là: HEMC5
3.3 Độ bền liên kết
Từ các đường cong biến đổi độ bền liên kết của ba loại vữa biến tính ete cellulose ở các độ tuổi khác nhau, có thể thấy rằng độ bền liên kết của vữa biến tính tăng lên khi hàm lượng HEMC tăng và dần có xu hướng ổn định. Với tuổi thọ kéo dài, độ bền liên kết của vữa biến tính cũng có xu hướng tăng lên.
Có thể thấy từ đường cong thay đổi độ bền liên kết trong 28 ngày của ba loại vữa biến tính ete xenlulo, độ bền liên kết của vữa biến tính tăng lên khi hàm lượng HEMC tăng và dần có xu hướng ổn định. Đồng thời, với sự gia tăng mức độ trùng hợp của ete xenlulo, sự thay đổi độ bền liên kết của vữa biến tính là: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
Điều này là do việc đưa một số lượng lớn lỗ rỗng vào vữa biến tính có hàm lượng HEMC cao, dẫn đến độ xốp của vật liệu cứng tăng lên, mật độ kết cấu giảm và độ bền liên kết tăng chậm. ; trong thử nghiệm độ bền kéo, vết nứt xảy ra ở vữa biến tính. Bên trong, không có vết nứt ở bề mặt tiếp xúc giữa vữa biến tính và nền, điều này cho thấy cường độ liên kết giữa vữa biến tính và nền lớn hơn cường độ liên kết của vữa đã cứng. vữa cải tiến. Tuy nhiên, khi lượng HEMC thấp (0% ~ 0,4%), các phân tử HEMC hòa tan trong nước có thể bao phủ và bọc trên các hạt xi măng ngậm nước, đồng thời tạo thành màng polymer giữa các hạt xi măng, làm tăng tính linh hoạt và linh hoạt của vữa sửa đổi. Độ dẻo và do khả năng giữ nước tuyệt vời của HEMC, vữa biến tính có đủ nước cho phản ứng hydrat hóa, đảm bảo sự phát triển cường độ xi măng và cường độ liên kết của vữa xi măng biến tính tăng tuyến tính.
3,4 SEM
Từ hình ảnh so sánh SEM trước và sau khi vữa biến tính ete xenlulo có thể thấy khoảng cách giữa các hạt tinh thể trong vữa không biến tính là tương đối lớn và một lượng nhỏ tinh thể được hình thành. Trong vữa cải tiến, các tinh thể phát triển đầy đủ, sự kết hợp của ete xenlulo cải thiện hiệu suất giữ nước của vữa, xi măng được thủy hóa hoàn toàn và các sản phẩm thủy hóa được thể hiện rõ ràng.
Điều này là do ete xenlulo đã được xử lý bằng quy trình ete hóa đặc biệt, có khả năng phân tán và giữ nước tuyệt vời. Nước được giải phóng dần trong thời gian dài, chỉ một lượng nhỏ nước thoát ra khỏi lỗ mao quản do khô và bay hơi, phần lớn nước hydrat hóa cùng với xi măng để đảm bảo cường độ của vữa xi măng biến tính.
4 Kết luận
Một. Khi hàm lượng HEMC tăng lên, cường độ nén của vữa biến tính ở các độ tuổi khác nhau giảm liên tục, phạm vi giảm dần và có xu hướng phẳng; khi hàm lượng ete xenlulo lớn hơn 0,8% thì cường độ nén ở tuổi 7d và 28d của mẫu trắng ở tuổi 3d thấp hơn mẫu trắng, trong khi cường độ nén ở tuổi 3d của vữa biến tính gần như bằng không. Mẫu bị vỡ khi ấn nhẹ, bên trong là dạng bột có mật độ thấp.
b. Khi thêm cùng một lượng ete xenlulo, cường độ chịu nén của vữa biến tính ete xenlulo có độ nhớt khác nhau thay đổi như sau: HEMC20
c. Độ bền uốn của vữa biến tính ete xenlulo giảm dần khi hàm lượng HEMC tăng. Sự thay đổi cường độ chịu uốn của vữa biến tính là: HEMC5
d. Độ bền liên kết của vữa biến tính tăng khi hàm lượng HEMC tăng và có xu hướng ổn định dần. Đồng thời, với sự gia tăng mức độ trùng hợp của ete xenlulo, sự thay đổi độ bền liên kết của vữa biến tính là: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
đ. Sau khi ete xenlulo được trộn vào vữa xi măng, tinh thể phát triển hoàn toàn, lỗ rỗng giữa các hạt tinh thể giảm đi và xi măng được hydrat hóa hoàn toàn, đảm bảo cường độ nén, uốn và liên kết của vữa xi măng.
Thời gian đăng: Jan-30-2023