1. Hydratationswärme
Gemäß der Freisetzungskurve der Hydratationswärme über die Zeit wird der Hydratationsprozess von Zement üblicherweise in fünf Phasen unterteilt, nämlich die anfängliche Hydratationsperiode (0~15 min), die Induktionsperiode (15 min~4 h), die Beschleunigungs- und Abbindeperiode (4 h~8 h), die Verlangsamungs- und Aushärtungsperiode (8 h~24 h) und die Aushärtungsperiode (1 d~28 d).
Die Testergebnisse zeigen, dass im frühen Stadium der Induktion (d. h. in der anfänglichen Hydratationsphase), wenn der Anteil an HEMC im Vergleich zur reinen Zementsuspension 0,1 % beträgt, der exotherme Peak der Suspension vorverlegt wird und deutlich ansteigt.HEMCSteigt der HEMC-Gehalt auf über 0,3 %, verzögert sich der erste exotherme Peak der Zementsuspension, und der Peakwert nimmt mit steigendem HEMC-Gehalt allmählich ab. HEMC verzögert deutlich die Induktions- und Beschleunigungsphase der Zementsuspension. Je höher der HEMC-Gehalt, desto länger die Induktionsphase, desto stärker verzögert sich die Beschleunigungsphase und desto kleiner der exotherme Peak. Die Änderung des Celluloseether-Gehalts hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Länge der Verzögerungs- und Stabilitätsphase der Zementsuspension (siehe Abbildung 3a). Celluloseether kann die Hydratationswärme des Zementleims innerhalb von 72 Stunden reduzieren. Bei einer Hydratationsdauer von über 36 Stunden hat die Änderung des Celluloseether-Gehalts jedoch nur noch geringen Einfluss auf die Hydratationswärme (siehe Abbildung 3b).
Abb. 3: Veränderungstendenz der Hydratationswärmefreisetzungsrate von Zementpaste bei unterschiedlichem Gehalt an Celluloseether (HEMC)
2. Mmechanische Eigenschaften：
Durch die Untersuchung zweier Celluloseether mit Viskositäten von 60.000 Pa·s und 100.000 Pa·s wurde festgestellt, dass die Druckfestigkeit des mit Methylcelluloseether modifizierten Mörtels mit steigendem Gehalt an Methylcelluloseether abnimmt. Die Druckfestigkeit des mit Hydroxypropylmethylcelluloseether (100.000 Pa·s) modifizierten Mörtels steigt zunächst an und sinkt dann wieder (siehe Abbildung 4). Dies zeigt, dass die Zugabe von Methylcelluloseether die Druckfestigkeit von Zementmörtel deutlich reduziert. Je höher die Menge, desto geringer die Festigkeit; je niedriger die Viskosität, desto größer der Einfluss auf den Festigkeitsverlust. Bei einer Dosierung von weniger als 0,1 % Hydroxypropylmethylcelluloseether kann die Druckfestigkeit des Mörtels jedoch ausreichend erhöht werden. Bei einer Dosierung von mehr als 0,1 % nimmt die Druckfestigkeit des Mörtels mit zunehmender Dosierung ab, daher sollte die Dosierung auf 0,1 % begrenzt werden.
Abb. 4: Druckfestigkeit von MC1-, MC2- und MC3-modifiziertem Zementmörtel nach 3, 7 und 28 Tagen.
(Methylcelluloseether, Viskosität 60000Pa·S, im Folgenden MC1 genannt; Methylcelluloseether, Viskosität 100000Pa·S, im Folgenden MC2 genannt; Hydroxypropylmethylcelluloseether, Viskosität 100000Pa·S, im Folgenden MC3 genannt).
3. CLotting-Zeit：
Durch Messung der Abbindezeit von Hydroxypropylmethylcelluloseether (HPMC) mit einer Viskosität von 100.000 Pa·s in unterschiedlichen Dosierungen von Zementleim wurde festgestellt, dass sich mit steigender HPMC-Dosierung sowohl die Anfangs- als auch die Endbindezeit des Zementmörtels verlängern. Bei einer Konzentration von 1 % beträgt die Anfangsbindezeit 510 Minuten und die Endbindezeit 850 Minuten. Im Vergleich zur Blindprobe verlängert sich die Anfangsbindezeit um 210 Minuten und die Endbindezeit um 470 Minuten (siehe Abbildung 5). HPMC mit Viskositäten von 50.000 Pa·s, 100.000 Pa·s oder 200.000 Pa·s verzögert zwar die Zementabbindung, jedoch verlängern sich die Anfangs- und Endbindezeit im Vergleich zu den drei Celluloseethern mit zunehmender Viskosität (siehe Abbildung 6). Dies liegt daran, dass Celluloseether an der Oberfläche der Zementpartikel adsorbiert wird und so den Kontakt von Wasser mit den Zementpartikeln verhindert, wodurch die Hydratation des Zements verzögert wird. Je höher die Viskosität des Celluloseethers ist, desto dicker ist die Adsorptionsschicht auf der Oberfläche der Zementpartikel und desto stärker ist die verzögernde Wirkung.
Abb. 5 Einfluss des Celluloseethergehalts auf die Abbindezeit des Mörtels
Abb. 6: Einfluss unterschiedlicher Viskositäten von HPMC auf die Abbindezeit von Zementpaste
(MC-5(50000Pa·s), MC-10(100000Pa·s) und MC-20(200000Pa·s))
Methylcelluloseether und Hydroxypropylmethylcelluloseether verlängern die Abbindezeit von Zementschlämmen erheblich. Dadurch wird sichergestellt, dass der Zementschlämm ausreichend Zeit und Wasser für die Hydratationsreaktion zur Verfügung steht, und das Problem der geringen Festigkeit sowie der Rissbildung im späten Stadium nach dem Aushärten wird gelöst.
4. Wasserspeicherung:
Der Einfluss des Celluloseethergehalts auf die Wasserretention wurde untersucht. Es zeigte sich, dass die Wasserretention des Mörtels mit steigendem Celluloseethergehalt zunimmt und sich ab einem Gehalt von 0,6 % stabilisiert. Beim Vergleich dreier Celluloseether (HPMC mit Viskositäten von 50.000 Pa·s (MC-5), 100.000 Pa·s (MC-10) und 200.000 Pa·s (MC-20)) ist der Einfluss der Viskosität auf die Wasserretention jedoch unterschiedlich.
Veröffentlichungsdatum: 28. April 2024