Negli ultimi anni, grazie al continuo sviluppo della tecnologia di isolamento delle pareti esterne, al costante progresso della tecnologia di produzione della cellulosa e alle eccellenti caratteristiche intrinseche dell'HPMC, quest'ultimo ha trovato ampio impiego nel settore edile.
Al fine di approfondire il meccanismo d'azione tra HPMC e materiali a base di cemento, questo articolo si concentra sull'effetto migliorativo dell'HPMC sulle proprietà coesive dei materiali a base di cemento.
tempo di coagulazione
Il tempo di presa del calcestruzzo è principalmente legato al tempo di presa del cemento, mentre l'aggregato ha una scarsa influenza. Pertanto, per studiare l'influenza dell'HPMC sul tempo di presa della miscela di calcestruzzo non disperdibile sott'acqua, si può utilizzare il tempo di presa della malta, poiché quest'ultima è influenzata dall'acqua. Di conseguenza, per valutare l'influenza dell'HPMC sul tempo di presa della malta, è necessario fissare il rapporto acqua-cemento e il rapporto di malta.
Secondo l'esperimento, l'aggiunta di HPMC ha un significativo effetto ritardante sulla miscela di malta e il tempo di presa della malta si prolunga progressivamente con l'aumento del contenuto di HPMC. A parità di contenuto di HPMC, la malta modellata sott'acqua indurisce più velocemente rispetto alla malta formata all'aria. Il tempo di presa della malta modellata in acqua è più lungo. Se misurata in acqua, rispetto al campione di riferimento, il tempo di presa della malta con aggiunta di HPMC risulta ritardato di 6-18 ore per la presa iniziale e di 6-22 ore per la presa finale. Pertanto, l'HPMC dovrebbe essere utilizzato in combinazione con acceleranti.
L'HPMC è un polimero ad alto peso molecolare con una struttura macromolecolare lineare e un gruppo idrossilico sul gruppo funzionale, che può formare legami idrogeno con le molecole dell'acqua di miscelazione e aumentarne la viscosità. Le lunghe catene molecolari dell'HPMC si attraggono reciprocamente, intrecciando le molecole di HPMC e formando una struttura reticolare che avvolge il cemento e l'acqua di miscelazione. Poiché l'HPMC forma una struttura reticolare simile a una pellicola e avvolge il cemento, previene efficacemente la volatilizzazione dell'acqua nella malta e ostacola o rallenta la velocità di idratazione del cemento.
Sanguinamento
Il fenomeno di essudazione della malta è simile a quello del calcestruzzo, il che provoca un grave assestamento degli aggregati, con conseguente aumento del rapporto acqua-cemento dello strato superiore della malta, causando un notevole ritiro plastico dello strato superiore della malta nella fase iniziale, e persino fessurazioni, e la resistenza dello strato superficiale della malta risulta relativamente debole.
Quando il dosaggio è superiore allo 0,5%, non si verifica praticamente alcun fenomeno di essudazione. Questo perché, quando l'HPMC viene miscelato nella malta, presenta una struttura filmogena e reticolare, e l'adsorbimento dei gruppi idrossilici sulla lunga catena di macromolecole fa sì che il cemento e l'acqua di impasto nella malta formino un aggregato, garantendo la stabilità della struttura della malta. Dopo l'aggiunta di HPMC alla malta, si formano numerose piccole bolle d'aria indipendenti. Queste bolle d'aria si distribuiscono uniformemente nella malta e ostacolano la deposizione degli aggregati. Le prestazioni tecniche dell'HPMC hanno una grande influenza sui materiali a base di cemento, ed è spesso utilizzato per preparare nuovi materiali compositi a base di cemento, come la malta in polvere secca e la malta polimerica, in modo da ottenere una buona ritenzione idrica e plastica.
Fabbisogno idrico della malta
Quando la quantità di HPMC è piccola, ha una grande influenza sul fabbisogno d'acqua della malta. Nel caso in cui il grado di espansione della malta fresca rimanga sostanzialmente invariato, il contenuto di HPMC e il fabbisogno d'acqua della malta variano in una relazione lineare entro un certo periodo di tempo, e il fabbisogno d'acqua della malta prima diminuisce e poi aumenta in modo evidente. Quando la quantità di HPMC è inferiore allo 0,025%, con l'aumento della quantità, il fabbisogno d'acqua della malta diminuisce a parità di grado di espansione, il che dimostra che quando la quantità di HPMC è piccola, ha un effetto riduttore d'acqua sulla malta e un effetto aerante. Sono presenti numerose piccole bolle d'aria indipendenti nella malta, e queste bolle d'aria agiscono da lubrificante migliorando la fluidità della malta. Quando il dosaggio è superiore allo 0,025%, il fabbisogno d'acqua della malta aumenta con l'aumento del dosaggio. Questo accade perché la struttura reticolare dell'HPMC è più completa e lo spazio tra i fiocchi sulla lunga catena molecolare si accorcia, il che ha un effetto di attrazione e coesione e riduce la fluidità della malta. Pertanto, a parità di grado di espansione, la malta mostra un aumento del fabbisogno di acqua.
01. Test di resistenza alla dispersione:
L'antidispersione è un importante indice tecnico per misurare la qualità di un agente antidisperdente. L'HPMC è un composto polimerico idrosolubile, noto anche come resina idrosolubile o polimero idrosolubile. Aumenta la consistenza della miscela incrementando la viscosità dell'acqua di miscelazione. È un materiale polimerico idrofilo che può dissolversi in acqua per formare una soluzione o una dispersione.
Gli esperimenti dimostrano che, all'aumentare della quantità di superplastificante ad alta efficienza a base di naftalene, l'aggiunta di superplastificante riduce la resistenza alla dispersione della malta cementizia appena miscelata. Questo perché il superplastificante ad alta efficienza a base di naftalene è un tensioattivo. Quando il superplastificante viene aggiunto alla malta, si orienta sulla superficie delle particelle di cemento, rendendo la superficie delle particelle di cemento uniformemente carica. Questa repulsione elettrica provoca la disgregazione della struttura flocculata delle particelle di cemento e il rilascio dell'acqua intrappolata al suo interno, causando la perdita di parte del cemento. Allo stesso tempo, si è osservato che con l'aumento del contenuto di HPMC, la resistenza alla dispersione della malta cementizia fresca migliora progressivamente.
02. Caratteristiche di resistenza del calcestruzzo:
In un progetto pilota di fondazione, è stato applicato un additivo per calcestruzzo non disperdibile subacqueo HPMC, con una classe di resistenza di progetto C25. Secondo il test di base, la quantità di cemento è di 400 kg, il fumo di silice composto è di 25 kg/m³, la quantità ottimale di HPMC è dello 0,6% della quantità di cemento, il rapporto acqua-cemento è di 0,42, il tasso di sabbia è del 40% e la produzione di riduttore d'acqua ad alta efficienza a base di naftalene è dell'8% della quantità di cemento, la resistenza media a 28 giorni del campione di calcestruzzo in aria è di 42,6 MPa, la resistenza media a 28 giorni del calcestruzzo subacqueo con un'altezza di caduta di 60 mm è di 36,4 MPa e il rapporto di resistenza del calcestruzzo formato in acqua rispetto al calcestruzzo formato in aria è dell'84,8%, l'effetto è più significativo.
03. Gli esperimenti dimostrano:
(1) L'aggiunta di HPMC ha un evidente effetto ritardante sulla miscela di malta. Con l'aumento del contenuto di HPMC, il tempo di presa della malta si allunga progressivamente. A parità di contenuto di HPMC, la malta formata sott'acqua è più rapida di quella formata all'aria. Il tempo di presa della formatura media è più lungo. Questa caratteristica è vantaggiosa per il pompaggio del calcestruzzo subacqueo.
(2) La malta cementizia appena miscelata con idrossipropilmetilcellulosa ha buone proprietà coesive e quasi nessuna essudazione.
(3) La quantità di HPMC e il fabbisogno di acqua della malta sono diminuiti prima e poi sono aumentati in modo evidente.
(4) L'incorporazione di un agente riduttore d'acqua migliora il problema dell'aumento della richiesta d'acqua per la malta, ma il suo dosaggio deve essere controllato in modo ragionevole, altrimenti la resistenza alla dispersione sott'acqua della malta di cemento appena miscelata a volte risulterà ridotta.
(5) Vi è poca differenza nella struttura tra il campione di pasta di cemento miscelato con HPMC e il campione di controllo, e vi è poca differenza nella struttura e nella densità del campione di pasta di cemento versato in acqua e in aria. Il campione formatosi sott'acqua per 28 giorni è leggermente croccante. La ragione principale è che l'aggiunta di HPMC riduce notevolmente la perdita e la dispersione del cemento durante il versamento in acqua, ma riduce anche la compattezza della pasta di cemento. Nel progetto, a condizione di garantire l'effetto di non dispersione sott'acqua, il dosaggio di HPMC dovrebbe essere ridotto il più possibile.
(6) L'aggiunta di additivo per calcestruzzo non disperdibile in acqua HPMC, controllando il dosaggio, è vantaggiosa per la resistenza. Il progetto pilota mostra che il rapporto di resistenza del calcestruzzo formato in acqua e del calcestruzzo formato in aria è dell'84,8% e l'effetto è relativamente significativo.
Data di pubblicazione: 6 maggio 2023