W ostatnich latach, dzięki ciągłemu rozwojowi technologii izolacji ścian zewnętrznych, stałemu postępowi technologii produkcji celulozy oraz doskonałym właściwościom samego HPMC, HPMC znalazło szerokie zastosowanie w przemyśle budowlanym.
Aby dokładniej zbadać mechanizm działania HPMC i materiałów na bazie cementu, w artykule skupiono się na wpływie HPMC na poprawę właściwości kohezyjnych materiałów na bazie cementu.
czas krzepnięcia
Czas wiązania betonu zależy głównie od czasu wiązania cementu, a kruszywo ma niewielki wpływ, więc czas wiązania zaprawy można wykorzystać do badania wpływu HPMC na czas wiązania podwodnej niedyspergującej mieszanki betonowej, ponieważ na czas wiązania zaprawy ma wpływ woda. Dlatego też, aby ocenić wpływ HPMC na czas wiązania zaprawy, konieczne jest ustalenie stosunku wody do cementu oraz stosunku zaprawy.
Zgodnie z wynikami eksperymentu, dodatek HPMC znacząco opóźnia wiązanie zaprawy, a czas wiązania wydłuża się wraz ze wzrostem zawartości HPMC. Przy tej samej zawartości HPMC, zaprawa formowana pod wodą utwardza się szybciej niż zaprawa formowana na powietrzu. Czas wiązania zaprawy formowanej w wodzie jest dłuższy. W porównaniu z próbką wstępną, czas wiązania zaprawy z dodatkiem HPMC jest opóźniony o 6–18 godzin w przypadku wiązania początkowego i o 6–22 godziny w przypadku wiązania końcowego. Dlatego HPMC należy stosować w połączeniu z przyspieszaczami.
HPMC to polimer wielkocząsteczkowy o makrocząsteczkowej strukturze liniowej i grupie hydroksylowej w grupie funkcyjnej, która może tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody zarobowej i zwiększać jej lepkość. Długie łańcuchy cząsteczkowe HPMC przyciągają się wzajemnie, powodując splątanie cząsteczek HPMC, tworząc strukturę sieciową, otaczającą cement i wodę zarobową. Ponieważ HPMC tworzy strukturę sieciową podobną do filmu i otacza cement, skutecznie zapobiega ulatnianiu się wody w zaprawie i hamuje lub spowalnia tempo hydratacji cementu.
Krwawienie
Zjawisko wyciekania zaprawy jest podobne do tego występującego w przypadku betonu. Powoduje ono poważne osiadanie kruszywa, co skutkuje wzrostem stosunku wody do cementu w górnej warstwie zaprawy, co powoduje duży skurcz plastyczny górnej warstwy zaprawy we wczesnym stadium, a nawet pęknięcia, a wytrzymałość powierzchniowej warstwy zaprawy jest stosunkowo słaba.
Przy stężeniu powyżej 0,5% zjawisko krwawienia praktycznie nie występuje. Dzieje się tak, ponieważ po dodaniu HPMC do zaprawy, tworzy on strukturę błonotwórczą i sieciową, a adsorpcja grup hydroksylowych na długich łańcuchach makrocząsteczek powoduje, że cement i woda zarobowa w zaprawie tworzą flokulację, zapewniając stabilną strukturę zaprawy. Po dodaniu HPMC do zaprawy powstaje wiele niezależnych, drobnych pęcherzyków powietrza. Pęcherzyki te są równomiernie rozłożone w zaprawie i utrudniają osadzanie się kruszywa. Parametry techniczne HPMC mają ogromny wpływ na materiały na bazie cementu i są często wykorzystywane do przygotowywania nowych materiałów kompozytowych na bazie cementu, takich jak zaprawy w proszku i zaprawy polimerowe, dzięki czemu charakteryzują się dobrą retencją wody i plastycznością.
Zapotrzebowanie na wodę do zaprawy
Niewielka ilość HPMC ma duży wpływ na wodożądność zaprawy. W przypadku utrzymania zasadniczo stałego stopnia ekspansji świeżej zaprawy, zawartość HPMC i wodożądność zaprawy zmieniają się liniowo w określonym czasie, a wodożądność zaprawy najpierw maleje, a następnie wyraźnie rośnie. Gdy ilość HPMC jest mniejsza niż 0,025%, wraz ze wzrostem ilości, wodożądność zaprawy maleje przy tym samym stopniu ekspansji, co pokazuje, że przy małej ilości HPMC ma on działanie redukujące ilość wody w zaprawie, a HPMC ma działanie napowietrzające. W zaprawie znajduje się duża liczba drobnych, niezależnych pęcherzyków powietrza, które działają jak środek smarny, poprawiając płynność zaprawy. Gdy dawka jest większa niż 0,025%, wodożądność zaprawy rośnie wraz ze wzrostem dawki. Dzieje się tak, ponieważ struktura sieciowa HPMC jest pełniejsza, a odstępy między kłaczkami na długim łańcuchu cząsteczkowym ulegają skróceniu, co powoduje efekt przyciągania i spójności oraz zmniejsza płynność zaprawy. Dlatego też, pod warunkiem, że stopień ekspansji jest zasadniczo taki sam, zaprawa wykazuje zwiększone zapotrzebowanie na wodę.
01. Badanie odporności na dyspersję:
Antydyspersja jest ważnym wskaźnikiem technicznym, który pozwala określić jakość środka antydyspergującego. HPMC to rozpuszczalny w wodzie związek polimerowy, znany również jako żywica rozpuszczalna w wodzie lub polimer rozpuszczalny w wodzie. Zwiększa on konsystencję mieszanki poprzez zwiększenie lepkości wody zarobowej. Jest to hydrofilowy materiał polimerowy, który może rozpuszczać się w wodzie, tworząc roztwór lub dyspersję.
Eksperymenty pokazują, że wraz ze wzrostem ilości wysokowydajnego superplastyfikatora na bazie naftalenu, dodanie superplastyfikatora zmniejszy opór dyspersyjny świeżo wymieszanej zaprawy cementowej. Dzieje się tak, ponieważ wysokowydajny reduktor wody na bazie naftalenu jest środkiem powierzchniowo czynnym. Gdy reduktor wody zostanie dodany do zaprawy, zostanie on zorientowany na powierzchni cząstek cementu, aby powierzchnia cząstek cementu miała taki sam ładunek. To odpychanie elektryczne powoduje, że cząstki cementu tworzą Struktura flokulacyjna cementu ulega rozpadowi, a woda owinięta w strukturze zostaje uwolniona, co spowoduje utratę części cementu. Jednocześnie stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości HPMC, opór dyspersyjny świeżej zaprawy cementowej staje się coraz lepszy.
02. Charakterystyka wytrzymałościowa betonu:
W pilotażowym projekcie fundamentów zastosowano podwodną niedyspergowalną domieszkę do betonu HPMC, a projektowany stopień wytrzymałości wynosił C25. Zgodnie z podstawowym testem, ilość cementu wynosi 400 kg, zmieszany pył krzemionkowy wynosi 25 kg/m3, optymalna ilość HPMC wynosi 0,6% ilości cementu, stosunek wody do cementu wynosi 0,42, szybkość piasku wynosi 40%, a wydajność wysokowydajnego reduktora wody na bazie naftalenu wynosi Ilość cementu wynosi 8%, średnia wytrzymałość 28d próbki betonu w powietrzu wynosi 42,6 MPa, średnia wytrzymałość 28d betonu podwodnego przy wysokości zrzutu 60 mm wynosi 36,4 MPa, a stosunek wytrzymałości betonu formowanego na wodzie do betonu formowanego na powietrzu wynosi 84,8%. Efekt jest bardziej znaczący.
03. Eksperymenty pokazują:
(1) Dodatek HPMC ma wyraźny efekt opóźniający wiązanie mieszanki zaprawy. Wraz ze wzrostem zawartości HPMC, czas wiązania zaprawy ulega stopniowemu wydłużeniu. Przy tej samej zawartości HPMC, zaprawa formowana pod wodą jest szybsza niż ta formowana na powietrzu. Czas wiązania formowanego medium jest dłuższy. Ta cecha jest korzystna w przypadku pompowania betonu pod wodą.
(2) Świeżo wymieszana zaprawa cementowa z hydroksypropylometylocelulozą ma dobre właściwości kohezyjne i prawie nie powoduje wyciekania.
(3) Ilość HPMC i zapotrzebowanie zaprawy na wodę najpierw zmniejszyły się, a następnie wyraźnie wzrosły.
(4) Wprowadzenie środka redukującego ilość wody rozwiązuje problem zwiększonego zapotrzebowania zaprawy na wodę, ale jego dawkowanie musi być kontrolowane w rozsądny sposób, w przeciwnym razie odporność świeżo wymieszanej zaprawy cementowej na dyspersję podwodną może czasami ulec zmniejszeniu.
(5) Niewielka różnica w strukturze między próbką pasty cementowej zmieszanej z HPMC a próbką ślepą, a także niewielka różnica w strukturze i gęstości próbki pasty cementowej wylanej do wody i na powietrze, występuje w przypadku próbki formowanej pod wodą przez 28 dni. Głównym powodem jest to, że dodatek HPMC znacznie zmniejsza straty i dyspersję cementu podczas wylewania do wody, a także zmniejsza zwartość kamienia cementowego. W projekcie, aby zapewnić efekt niedyspersji pod wodą, należy maksymalnie zmniejszyć dawkę HPMC.
(6) Dodanie domieszki HPMC do betonu niedyspergowalnego pod wodą, z kontrolowaną dawką, korzystnie wpływa na wytrzymałość. Projekt pilotażowy pokazuje, że stosunek wytrzymałości betonu formowanego wodą do betonu formowanego powietrzem wynosi 84,8%, a efekt jest stosunkowo znaczący.
Czas publikacji: 06-05-2023