Tóm tắt:Cellulose ether là chất phụ gia chính trong vữa trộn sẵn. Các loại và đặc điểm cấu trúc của ete xenlulo được giới thiệu và ete hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) được chọn làm chất phụ gia để nghiên cứu một cách có hệ thống ảnh hưởng đến các tính chất khác nhau của vữa. . Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng: HPMC có thể cải thiện đáng kể khả năng giữ nước của vữa, đồng thời có tác dụng giảm nước. Đồng thời, nó cũng có thể làm giảm mật độ của hỗn hợp vữa, kéo dài thời gian đông kết của vữa và giảm cường độ uốn và nén của vữa.
Từ khóa:vữa trộn sẵn; ete hydroxypropyl methylcellulose (HPMC); hiệu suất
0.Lời nói đầu
Vữa là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành xây dựng. Với sự phát triển của khoa học vật liệu và nâng cao yêu cầu của người dân về chất lượng xây dựng, vữa đã dần phát triển theo hướng thương mại hóa giống như việc thúc đẩy và phát triển bê tông trộn sẵn. So với vữa được điều chế bằng công nghệ truyền thống, vữa sản xuất thương mại có nhiều ưu điểm rõ ràng: (a) chất lượng sản phẩm cao; (b) hiệu quả sản xuất cao; (c) ít ô nhiễm môi trường và thuận tiện cho việc xây dựng văn minh. Hiện tại, Quảng Châu, Thượng Hải, Bắc Kinh và các thành phố khác ở Trung Quốc đã quảng bá vữa trộn sẵn, các tiêu chuẩn ngành và tiêu chuẩn quốc gia liên quan đã được ban hành hoặc sẽ sớm ban hành.
Xét về thành phần, điểm khác biệt lớn giữa vữa trộn sẵn và vữa truyền thống là việc bổ sung các phụ gia hóa học, trong đó ete xenlulo là phụ gia hóa học được sử dụng phổ biến nhất. Cellulose ether thường được sử dụng làm chất giữ nước. Mục đích là để cải thiện khả năng hoạt động của vữa trộn sẵn. Lượng ete xenluloza tuy nhỏ nhưng có tác động đáng kể đến hiệu quả của vữa. Nó là chất phụ gia chính ảnh hưởng đến hiệu quả thi công của vữa. Vì vậy, việc hiểu rõ hơn về tác động của các loại và đặc điểm cấu trúc của ete xenlulo đến tính năng của vữa xi măng sẽ giúp lựa chọn và sử dụng ete xenlulo một cách chính xác và đảm bảo tính năng ổn định của vữa.
1. Loại và đặc điểm cấu trúc của ete xenlulo
Cellulose ether là một vật liệu polymer hòa tan trong nước, được xử lý từ cellulose tự nhiên thông qua quá trình hòa tan kiềm, phản ứng ghép (ether hóa), rửa, sấy khô, nghiền và các quá trình khác. Ete cellulose được chia thành ion và không ion, và cellulose ion có muối carboxymethyl cellulose. Cellulose không ion bao gồm hydroxyethyl cellulose ether, hydroxypropyl methyl cellulose ether, methyl cellulose ether và các loại tương tự. Vì ete ion cellulose (muối carboxymethyl cellulose) không ổn định khi có ion canxi nên hiếm khi được sử dụng trong các sản phẩm bột khô có xi măng, vôi tôi và các vật liệu xi măng khác. Các ete cellulose được sử dụng trong vữa bột khô chủ yếu là hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) và hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC), chiếm hơn 90% thị phần.
HPMC được hình thành bằng phản ứng ether hóa của quá trình xử lý kích hoạt kiềm cellulose với chất ether hóa methyl clorua và propylene oxit. Trong phản ứng ete hóa, nhóm hydroxyl trên phân tử cellulose được thay thế bằng methoxy) và hydroxypropyl để tạo thành HPMC. Số lượng nhóm được thay thế bởi nhóm hydroxyl trên phân tử xenlulo có thể được biểu thị bằng mức độ ete hóa (còn gọi là mức độ thay thế). Ether của HPMC Mức độ chuyển đổi hóa học nằm trong khoảng từ 12 đến 15. Do đó, trong cấu trúc HPMC có các nhóm quan trọng như hydroxyl (-OH), liên kết ether (-o-) và vòng anhydroglucose trong cấu trúc HPMC và các nhóm này có tác dụng nhất định ảnh hưởng đến hiệu suất của vữa.
2. Ảnh hưởng của ete xenlulo đến tính chất của vữa xi măng
2.1 Nguyên liệu thử nghiệm
Cellulose ether: được sản xuất bởi Luzhou Hercules Tianpu Chemical Co., Ltd., độ nhớt: 75000;
Xi măng: Xi măng composite thương hiệu Conch 32,5; cát: cát vừa; tro bay: loại II.
2.2 Kết quả thử nghiệm
2.2.1 Tác dụng khử nước của ete xenlulo
Từ mối quan hệ giữa độ đặc của vữa và hàm lượng ete xenlulo theo cùng một tỷ lệ pha trộn, có thể thấy độ đặc của vữa tăng dần khi hàm lượng ete xenlulo tăng. Khi liều lượng là 0,3‰, độ đặc của vữa cao hơn khoảng 50% so với khi không trộn, điều này cho thấy ete xenlulo có thể cải thiện đáng kể khả năng thi công của vữa. Khi lượng ete cellulose tăng lên, lượng nước tiêu thụ có thể giảm dần. Có thể coi cellulose ether có tác dụng khử nước nhất định.
2.2.2 Giữ nước
Độ giữ nước của vữa đề cập đến khả năng giữ nước của vữa, đồng thời nó cũng là chỉ số hiệu suất để đo độ ổn định của các thành phần bên trong vữa xi măng tươi trong quá trình vận chuyển và đỗ xe. Khả năng giữ nước có thể được đo bằng hai chỉ số: mức độ phân tầng và tỷ lệ giữ nước, nhưng do bổ sung chất giữ nước nên khả năng giữ nước của vữa trộn sẵn đã được cải thiện đáng kể và mức độ phân tầng không đủ nhạy. để phản ánh sự khác biệt. Thử nghiệm giữ nước là tính toán tỷ lệ giữ nước bằng cách đo sự thay đổi khối lượng của giấy lọc trước và sau khi giấy lọc tiếp xúc với diện tích vữa xác định trong một khoảng thời gian nhất định. Do giấy lọc có khả năng hút nước tốt nên ngay cả khi khả năng giữ nước của vữa cao thì giấy lọc vẫn có thể hút được độ ẩm trong vữa nên. Tỷ lệ giữ nước có thể phản ánh chính xác khả năng giữ nước của vữa, tỷ lệ giữ nước càng cao thì khả năng giữ nước càng tốt.
Có nhiều biện pháp kỹ thuật để cải thiện khả năng giữ nước của vữa, nhưng bổ sung ete xenlulo là cách hiệu quả nhất. Cấu trúc của ete cellulose chứa liên kết hydroxyl và ether. Các nguyên tử oxy trên các nhóm này liên kết với các phân tử nước để tạo thành liên kết hydro. Biến các phân tử nước tự do thành nước liên kết để đóng vai trò tốt trong việc giữ nước. Từ mối quan hệ giữa tỷ lệ giữ nước của vữa và hàm lượng ete xenlulo, có thể thấy rằng trong phạm vi hàm lượng thử nghiệm, tỷ lệ giữ nước của vữa và hàm lượng ete xenlulo có mối quan hệ tương ứng tốt. Hàm lượng ete cellulose càng cao thì khả năng giữ nước càng lớn. .
2.2.3 Mật độ hỗn hợp vữa
Có thể thấy từ định luật thay đổi tỷ trọng của hỗn hợp vữa với hàm lượng ete xenlulo, tỷ trọng của hỗn hợp vữa giảm dần khi hàm lượng ete xenluloza tăng và mật độ ướt của vữa khi hàm lượng tăng. là 0,3‰o Giảm khoảng 17% (so với không pha trộn). Có hai lý do làm giảm mật độ vữa: một là tác dụng cuốn khí của ete xenlulo. Ether cellulose chứa các nhóm alkyl, có thể làm giảm năng lượng bề mặt của dung dịch nước và có tác dụng cuốn khí vào vữa xi măng, làm cho hàm lượng không khí trong vữa tăng lên và độ dẻo dai của màng bong bóng cũng cao hơn. bong bóng nước tinh khiết, và không dễ xả; mặt khác, ete xenlulo nở ra sau khi hút nước và chiếm một thể tích nhất định, tương đương với việc tăng độ xốp bên trong của vữa nên khiến vữa trộn lẫn. Mật độ giảm xuống.
Tác dụng cuốn khí của ete xenlulo một mặt giúp cải thiện khả năng công tác của vữa, mặt khác, do hàm lượng không khí tăng lên, cấu trúc của phần cứng bị lỏng lẻo, dẫn đến tác động tiêu cực của việc giảm các tính chất cơ học như sức mạnh.
2.2.4 Thời gian đông tụ
Từ mối quan hệ giữa thời gian ninh kết của vữa và lượng ete, có thể thấy rõ rằng ete xenlulo có tác dụng làm chậm quá trình vữa. Liều lượng càng lớn thì tác dụng làm chậm tác dụng càng rõ ràng.
Tác dụng làm chậm của ete cellulose có liên quan chặt chẽ đến đặc điểm cấu trúc của nó. Cellulose ether vẫn giữ cấu trúc cơ bản của cellulose, nghĩa là cấu trúc vòng anhydroglucose vẫn tồn tại trong cấu trúc phân tử của cellulose ether, và vòng anhydroglucose là nguyên nhân của Nhóm chính làm chậm xi măng, có thể tạo thành phân tử đường-canxi các hợp chất (hoặc phức chất) với ion canxi trong dung dịch nước hydrat hóa xi măng, làm giảm nồng độ ion canxi trong giai đoạn cảm ứng hydrat hóa xi măng và ngăn cản sự hình thành, kết tủa của muối canxi và làm chậm quá trình thủy hóa xi măng.
2.2.5 Sức mạnh
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 nén ở 7 ngày và 28 ngày của vữa đều có xu hướng giảm.
Nguyên nhân làm giảm cường độ vữa có thể là do hàm lượng không khí tăng lên, làm tăng độ xốp của vữa đã đông cứng và làm cho cấu trúc bên trong của thân cứng bị lỏng lẻo. Qua phân tích hồi quy mật độ ướt và cường độ nén của vữa, có thể thấy giữa hai loại vữa này có mối tương quan tốt, mật độ ướt thấp, cường độ thấp và ngược lại, cường độ cao. Huang Liangen đã sử dụng phương trình quan hệ giữa độ xốp và độ bền cơ học do Ryskewith suy ra để suy ra mối quan hệ giữa cường độ nén của vữa trộn với ete xenlulo và hàm lượng ete xenlulo.
3. Kết luận
(1) Cellulose ete là một dẫn xuất của xenlulo, có chứa hydroxyl,
Liên kết ether, vòng anhydroglucose và các nhóm khác, các nhóm này ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của vữa.
(2) HPMC có thể cải thiện đáng kể khả năng giữ nước của vữa, kéo dài thời gian đông kết của vữa, giảm mật độ hỗn hợp vữa và cường độ của thân cứng.
(3) Khi chuẩn bị vữa trộn sẵn nên sử dụng ete xenlulo một cách hợp lý. Giải quyết mối quan hệ trái ngược nhau giữa tính công tác của vữa và tính chất cơ lý.
Thời gian đăng: Feb-20-2023