اتر سلولز چه تاثیری بر مواد پایه سیمان دارد؟

1. گرمای هیدراتاسیون

با توجه به منحنی انتشار گرمای هیدراتاسیون در طول زمان، فرآیند هیدراتاسیون سیمان معمولاً به پنج مرحله تقسیم می شود، یعنی دوره هیدراتاسیون اولیه (0~15min)، دوره القایی (15min~4h)، دوره شتاب و گیرش (4h~8h)، کاهش سرعت و دوره سخت شدن (8h~24h) و دوره سخت شدن (8h~24h).

نتایج آزمایش نشان می دهد که در مرحله اولیه القاء (یعنی دوره هیدراتاسیون اولیه)، زمانی که مقدار HEMC 0.1٪ در مقایسه با دوغاب سیمان خالی است، یک پیک گرمازا از دوغاب پیشرفت کرده و پیک به طور قابل توجهی افزایش می یابد. زمانی که مقدارHEMCهنگامی که بالای 0.3% باشد، اولین پیک گرمازا دوغاب به تعویق می افتد و مقدار پیک به تدریج با افزایش محتوای HEMC کاهش می یابد. بدیهی است که HEMC دوره القاء و دوره شتاب دوغاب سیمان را به تعویق می اندازد و هر چه محتوای آن بیشتر باشد، دوره القاء طولانی تر، دوره شتاب عقب تر و پیک گرمازا کمتر می شود. تغییر محتوای اتر سلولز تأثیر آشکاری بر طول دوره کاهش سرعت و دوره پایداری دوغاب سیمان ندارد، همانطور که در شکل 3 (الف) نشان داده شده است، نشان داده شده است که اتر سلولز همچنین می تواند گرمای هیدراتاسیون خمیر سیمان را در عرض 72 ساعت کاهش دهد، اما زمانی که گرمای هیدراتاسیون بیشتر از 36 ساعت باشد، تغییر مقدار هیدراتاسیون سلولز اثر کمی دارد. خمیر سیمان، مانند شکل 3 (ب).

شکل 3 روند تغییرات سرعت انتشار حرارت هیدراتاسیون خمیر سیمان با محتوای متفاوت اتر سلولز (HEMC)

2. مخواص مکانیکی：

با مطالعه دو نوع اتر سلولز با ویسکوزیته 60000Pa·s و 100000Pa·s، مشخص شد که مقاومت فشاری ملات اصلاح شده مخلوط شده با اتر متیل سلولز به تدریج با افزایش محتوای آن کاهش می یابد. مقاومت فشاری ملات اصلاح شده مخلوط شده با هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر با ویسکوزیته 100000Pa·s ابتدا افزایش می یابد و سپس با افزایش محتوای آن کاهش می یابد (همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است). این نشان می دهد که ادغام متیل سلولز اتر به طور قابل توجهی مقاومت فشاری ملات سیمان را کاهش می دهد. هر چه مقدار بیشتر باشد، قدرت کمتر خواهد بود. هرچه ویسکوزیته کمتر باشد، تأثیر بیشتری بر از بین رفتن مقاومت فشاری ملات دارد. هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر هنگامی که دوز کمتر از 0.1٪ باشد، می توان مقاومت فشاری ملات را به طور مناسب افزایش داد. هنگامی که دوز بیش از 0.1٪ باشد، مقاومت فشاری ملات با افزایش دوز کاهش می یابد، بنابراین دوز باید در 0.1٪ کنترل شود.

شکل 4 مقاومت فشاری 3d، 7d و 28d ملات سیمان اصلاح شده MC1، MC2 و MC3

(متیل سلولز اتر، ویسکوزیته 60000Pa·S، که از این پس به عنوان MC1 نامیده می شود؛ اتر متیل سلولز، ویسکوزیته 100000Pa·S، به عنوان MC2 نامیده می شود؛ اتر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، ویسکوزیته 100000 Pa·3،).

3. جزمان قرعه کشی：

با اندازه گیری زمان گیرش اتر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز با ویسکوزیته 100000Pa·s در دوزهای مختلف خمیر سیمان، مشخص شد که با افزایش دوز HPMC، زمان گیرش اولیه و زمان گیرش نهایی ملات سیمان طولانی شد. زمانی که غلظت 1% باشد، زمان گیرش اولیه به 510 دقیقه و زمان گیرش نهایی به 850 دقیقه می رسد. در مقایسه با نمونه خالی، زمان گیرش اولیه 210 دقیقه و زمان گیرش نهایی 470 دقیقه افزایش یافته است (همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است). خواه HPMC با ویسکوزیته 50000Pa s، 100000Pas یا 200000Pa s باشد، می تواند گیرش سیمان را به تاخیر بیندازد، اما در مقایسه با سه اتر سلولزی، زمان گیرش اولیه و زمان گیرش نهایی با افزایش ویسکوزیته طولانی تر می شود، همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است. زیرا اتر سلولز روی سطح ذرات سیمان جذب می شود که از تماس آب با ذرات سیمان جلوگیری می کند و در نتیجه هیدراتاسیون سیمان را به تاخیر می اندازد. هر چه ویسکوزیته اتر سلولز بیشتر باشد، لایه جذب سطحی ذرات سیمان ضخیم تر است و اثر کند کنندگی آن بیشتر است.

شکل 5 اثر محتوای اتر سلولز بر زمان گیرش ملات

شکل 6 اثر ویسکوزیته های مختلف HPMC بر زمان گیرش خمیر سیمان

(MC-5(50000Pa·s)، MC-10(100000Pa·s) و MC-20(200000Pa·s))

متیل سلولز اتر و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر زمان گیرش دوغاب سیمان را تا حد زیادی طولانی می کند که می تواند اطمینان حاصل کند که دوغاب سیمان زمان و آب کافی برای واکنش هیدراتاسیون دارد و مشکل استحکام کم و اواخر مرحله دوغاب سیمان پس از سخت شدن را حل می کند. مشکل کرک کردن

4. احتباس آب:

اثر محتوای اتر سلولز بر احتباس آب مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شده است که با افزایش محتوای اتر سلولز، میزان نگهداری آب ملات افزایش می‌یابد و زمانی که محتوای اتر سلولز بیشتر از 0.6٪ باشد، میزان احتباس آب تمایل به پایداری دارد. با این حال، هنگام مقایسه سه نوع اتر سلولز (HPMC با ویسکوزیته 50000Pas (MC-5)، 100000Pas (MC-10) و 200000Pas (MC-20))، تأثیر ویسکوزیته بر احتباس آب متفاوت است. رابطه بین میزان احتباس آب: MC-5 است.