Kontinuiranim napretkom industrije i poboljšanjem tehnologije, uvođenjem i poboljšanjem stranih mašina za prskanje maltera, tehnologija mehaničkog prskanja i malterisanja se uveliko razvila u mojoj zemlji posljednjih godina. Malter za mehaničko prskanje se razlikuje od običnog maltera, koji zahtijeva visoke performanse zadržavanja vode, odgovarajuću fluidnost i određene performanse protiv slijeganja. Obično se malteru dodaje hidroksipropil metilceluloza, od kojih je celulozni etar (HPMC) najčešće korišten. Glavne funkcije hidroksipropil metilceluloze HPMC u malteru su: zgušnjavanje i viskozifikacija, podešavanje reologije i odličan kapacitet zadržavanja vode. Međutim, nedostaci HPMC-a se ne mogu zanemariti. HPMC ima efekat uvlačenja zraka, što će uzrokovati više unutrašnjih defekata i ozbiljno smanjiti mehanička svojstva maltera. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. proučavao je uticaj HPMC-a na brzinu zadržavanja vode, gustinu, sadržaj zraka i mehanička svojstva maltera sa makroskopskog aspekta, te proučavao uticaj hidroksipropil metilceluloze HPMC na L strukturu maltera sa mikroskopskog aspekta.
1. Test
1.1 Sirovine
Cement: komercijalno dostupan cement P.0 42.5, njegove čvrstoće na savijanje i pritisak pri 28d su 6,9 i 48,2 MPa respektivno; pijesak: Chengde fini riječni pijesak, 40-100 mesh; celulozni eter: proizvodi Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Hidroksipropil metilcelulozni eter, bijeli prah, nominalne viskoznosti 40, 100, 150, 200 Pa-s; voda: čista voda iz slavine.
1.2 Metoda ispitivanja
Prema JGJ/T 105-2011 „Građevinski propisi za mehaničko prskanje i malterisanje“, konzistencija maltera je 80-120 mm, a stopa zadržavanja vode je veća od 90%. U ovom eksperimentu, odnos kreča i pijeska je postavljen na 1:5, konzistencija je kontrolisana na (93+2) mm, a celulozni eter je miješan spolja, a količina miješanja je bazirana na masi cementa. Osnovna svojstva maltera kao što su vlažna gustina, sadržaj zraka, zadržavanje vode i konzistencija testirana su u skladu sa JGJ 70-2009 „Metode ispitivanja osnovnih svojstava građevinskog maltera“, a sadržaj zraka je testiran i izračunat prema metodi gustine. Priprema, ispitivanja čvrstoće na savijanje i pritisak uzoraka provedena su prema GB/T 17671-1999 „Metode za ispitivanje čvrstoće cementnog maltera i pijeska (ISO metoda)“. Prečnik larvi je mjeren živinom porozimetrijom. Model živinog porozimetra bio je AUTOPORE 9500, a mjerni raspon bio je 5,5 nm-360 μm. Ukupno su provedena 4 seta ispitivanja. Odnos cementa i pijeska bio je 1:5, viskoznost HPMC-a 100 Pa-s, a doziranje 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (brojevi su A, B, C, D respektivno).
2. Rezultati i analiza
2.1 Utjecaj HPMC-a na brzinu zadržavanja vode u cementnom malteru
Zadržavanje vode odnosi se na sposobnost maltera da zadrži vodu. Kod mašinski prskanog maltera, dodavanje celuloznog etera može efikasno zadržati vodu, smanjiti brzinu krvarenja i ispuniti zahtjeve potpune hidratacije materijala na bazi cementa. Učinak HPMC-a na zadržavanje vode maltera.
S povećanjem sadržaja HPMC-a, stopa zadržavanja vode u malteru se postepeno povećava. Krivulje hidroksipropil metilceluloznog etera s viskozitetima od 100, 150 i 200 Pa.s su u osnovi iste. Kada je sadržaj 0,05%-0,15%, stopa zadržavanja vode raste linearno, a kada je sadržaj 0,15%, stopa zadržavanja vode je veća od 93%. Kada količina zrna prelazi 0,20%, trend porasta stope zadržavanja vode postaje ravan, što ukazuje na to da je količina HPMC-a blizu zasićenja. Krivulja utjecaja količine HPMC-a s viskozitetom od 40 Pa.s na stopu zadržavanja vode je približno ravna linija. Kada je količina veća od 0,15%, stopa zadržavanja vode u malteru je znatno niža nego kod ostale tri vrste HPMC-a s istim viskozitetom. Općenito se vjeruje da je mehanizam zadržavanja vode celuloznog etra sljedeći: hidroksilna grupa na molekulu celuloznog etra i atom kisika na eterskoj vezi povezat će se s molekulom vode i formirati vodikovu vezu, tako da slobodna voda postaje vezana voda, što ima dobar učinak zadržavanja vode; Također se vjeruje da međudifuzija između molekula vode i molekularnih lanaca celuloznog etra omogućava molekulima vode da uđu u unutrašnjost makromolekularnih lanaca celuloznog etra i budu izloženi jakim silama vezivanja, čime se poboljšava zadržavanje vode u cementnoj kaši. Odlično zadržavanje vode može održati malter homogenim, nerazdvojivim i postići dobre performanse miješanja, uz smanjenje mehaničkog habanja i povećanje vijeka trajanja mašine za prskanje maltera.
2.2 Utjecaj hidroksipropil metilceluloze HPMC na gustoću i sadržaj zraka u cementnom malteru
Kada je količina HPMC-a 0-0,20%, gustina maltera naglo opada sa povećanjem količine HPMC-a, od 2050 kg/m3 do oko 1650 kg/m3, što je oko 20% manje; kada količina HPMC-a prelazi 0,20%, gustina se smanjuje. Upoređujući 4 vrste HPMC-a sa različitim viskozitetima, što je veći viskozitet, to je niža gustina maltera; krivulje gustine maltera sa mješovitim viskozitetima od 150 i 200 Pa.s HPMC se u osnovi preklapaju, što ukazuje na to da se gustina više ne smanjuje kako viskoznost HPMC-a nastavlja povećavati.
Zakon promjene sadržaja zraka u malteru je suprotan promjeni gustoće maltera. Kada je sadržaj hidroksipropil metilceluloze HPMC 0-0,20%, s povećanjem sadržaja HPMC, sadržaj zraka u malteru se povećava gotovo linearno; sadržaj HPMC prelazi . Nakon 0,20%, sadržaj zraka se jedva mijenja, što ukazuje na to da je efekat uvlačenja zraka u malter blizu zasićenja. Efekat uvlačenja zraka HPMC-a s viskoznošću od 150 i 200 Pa.s je veći od efekta HPMC-a s viskoznošću od 40 i 100 Pa.s.
Učinak uvlačenja zraka celuloznog etra uglavnom je određen njegovom molekularnom strukturom. Celulozni etar ima i hidrofilne grupe (hidroksil, eter) i hidrofobne grupe (metil, glukozni prsten) i surfaktant je, ima površinsku aktivnost, te stoga ima učinak uvlačenja zraka. S jedne strane, uvedeni plin može djelovati kao kuglični ležaj u malteru, poboljšati radne performanse maltera, povećati volumen i povećati prinos, što je korisno za proizvođača. Ali s druge strane, učinak uvlačenja zraka povećava sadržaj zraka u malteru i poroznost nakon stvrdnjavanja, što rezultira povećanjem štetnih pora i značajno smanjuje mehanička svojstva. Iako HPMC ima određeni učinak uvlačenja zraka, ne može zamijeniti sredstvo za uvlačenje zraka. Osim toga, kada se HPMC i sredstvo za uvlačenje zraka koriste istovremeno, sredstvo za uvlačenje zraka može zakazati.
2.3 Utjecaj HPMC-a na mehanička svojstva cementnog maltera
Kada je količina HPMC-a samo 0,05%, čvrstoća na savijanje maltera značajno se smanjuje, što je oko 25% niže od čvrstoće slijepog uzorka bez hidroksipropil metilceluloze HPMC, a tlačna čvrstoća može dostići samo 65% slijepog uzorka -80%. Kada količina HPMC-a prelazi 0,20%, smanjenje čvrstoće na savijanje i tlačne čvrstoće maltera nije očigledno. Viskoznost HPMC-a ima mali utjecaj na mehanička svojstva maltera. HPMC unosi mnogo sitnih mjehurića zraka, a učinak uvlačenja zraka u malter povećava unutrašnju poroznost i štetne pore maltera, što rezultira značajnim smanjenjem tlačne čvrstoće i čvrstoće na savijanje. Drugi razlog za smanjenje čvrstoće maltera je učinak zadržavanja vode celuloznog etera, koji zadržava vodu u očvrslom malteru, a veliki omjer vode i veziva dovodi do smanjenja čvrstoće ispitnog bloka. Kod mehaničkog građevinskog maltera, iako celulozni eter može značajno povećati brzinu zadržavanja vode u malteru i poboljšati njegovu obradivost, ako je doza prevelika, to će ozbiljno uticati na mehanička svojstva maltera, tako da odnos između ta dva treba razumno odvagnuti.
S povećanjem sadržaja hidroksipropil metilceluloze HPMC, omjer savijanja maltera pokazao je ukupni trend rasta, što je u osnovi bio linearni odnos. To je zato što dodani celulozni eter uvodi veliki broj mjehurića zraka, što uzrokuje više defekata unutar maltera, a tlačna čvrstoća vodećeg maltera naglo se smanjuje, iako se čvrstoća na savijanje također smanjuje do određene mjere; međutim, celulozni eter može poboljšati fleksibilnost maltera, što je korisno za čvrstoću na savijanje, što usporava brzinu smanjenja. Sveobuhvatno gledano, kombinovani učinak ta dva dovodi do povećanja omjera savijanja.
2.4 Utjecaj HPMC-a na L promjer maltera
Iz krivulje raspodjele veličine pora, podataka o raspodjeli veličine pora i različitih statističkih parametara uzoraka AD, može se vidjeti da HPMC ima veliki utjecaj na strukturu pora cementnog maltera:
(1) Nakon dodavanja HPMC-a, veličina pora cementnog maltera se značajno povećava. Na krivulji raspodjele veličine pora, područje slike se pomiče udesno, a vrijednost pora koja odgovara vršnoj vrijednosti postaje veća. Nakon dodavanja HPMC-a, srednji promjer pora cementnog maltera je značajno veći od promjera slijepog uzorka, a srednji promjer pora uzorka s dozom od 0,3% se povećava za 2 reda veličine u poređenju sa slijepim uzorkom.
(2) Pore u betonu podijeliti na četiri tipa, i to bezopasne pore (≤20 nm), manje štetne pore (20-100 nm), štetne pore (100-200 nm) i pore s mnogo štetnih pora (≥200 nm). Iz Tabele 1 se može vidjeti da se broj bezopasnih ili manje štetnih rupa značajno smanjuje nakon dodavanja HPMC-a, a broj štetnih ili više štetnih rupa se povećava. Bezopasne ili manje štetne pore uzoraka koji nisu pomiješani s HPMC-om iznose oko 49,4%. Nakon dodavanja HPMC-a, bezopasne ili manje štetne pore su značajno smanjene. Uzimajući dozu od 0,1% kao primjer, bezopasne ili manje štetne pore su smanjene za oko 45%, dok se broj štetnih rupa većih od 10µm povećao za oko 9 puta.
(3) Srednji promjer pora, prosječni promjer pora, specifični volumen pora i specifična površina ne slijede vrlo strogo pravilo promjene s povećanjem sadržaja hidroksipropil metilceluloze HPMC, što može biti povezano s odabirom uzorka u testu ubrizgavanja žive. Ali općenito, srednji promjer pora, prosječni promjer pora i specifični volumen pora uzorka pomiješanog s HPMC-om imaju tendenciju povećanja u usporedbi sa slijepim uzorkom, dok se specifična površina smanjuje.
Vrijeme objave: 03.04.2023.