Odată cu progresul continuu al industriei și îmbunătățirea tehnologiei, prin introducerea și perfecționarea mașinilor de pulverizare a mortarului străine, tehnologia de pulverizare și tencuire mecanică a fost dezvoltată considerabil în țara mea în ultimii ani. Mortarul de pulverizare mecanică este diferit de mortarul obișnuit, care necesită o performanță ridicată de retenție a apei, o fluiditate adecvată și o anumită performanță anti-curgere. De obicei, în mortar se adaugă hidroxipropilmetilceluloză, dintre care cel mai utilizat este eterul de celuloză (HPMC). Principalele funcții ale hidroxipropilmetilcelulozei HPMC în mortar sunt: îngroșarea și vâscozizarea, ajustarea reologiei și o capacitate excelentă de retenție a apei. Cu toate acestea, deficiențele HPMC nu pot fi ignorate. HPMC are un efect de antrenare a aerului, care va provoca mai multe defecte interne și va reduce serios proprietățile mecanice ale mortarului. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. a studiat influența HPMC asupra ratei de retenție a apei, densității, conținutului de aer și proprietăților mecanice ale mortarului din punct de vedere macroscopic și a studiat influența hidroxipropilmetilcelulozei HPMC asupra structurii L a mortarului din punct de vedere microscopic.
1. Testare
1.1 Materii prime
Ciment: ciment P.0 42.5 disponibil comercial, cu rezistențe la încovoiere și compresiune la 28d de 6,9 și respectiv 48,2 MPa; nisip: nisip fin de râu Chengde, mesh 40-100; eter de celuloză: produs de Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Eter de hidroxipropilmetilceluloză, pulbere albă, vâscozitate nominală 40, 100, 150, 200 Pa-s; apă: apă curată de la robinet.
1.2 Metoda de testare
Conform JGJ/T 105-2011 „Reglementări de construcții pentru pulverizare mecanică și tencuială”, consistența mortarului este de 80-120 mm, iar rata de retenție a apei este mai mare de 90%. În acest experiment, raportul var-nisip a fost stabilit la 1:5, consistența a fost controlată la (93+2) mm, iar eterul de celuloză a fost amestecat extern, iar cantitatea de amestec s-a bazat pe masa cimentului. Proprietățile de bază ale mortarului, cum ar fi densitatea umedă, conținutul de aer, retenția de apă și consistența, sunt testate cu referire la JGJ 70-2009 „Metode de testare pentru proprietățile de bază ale mortarului de construcții”, iar conținutul de aer este testat și calculat conform metodei densității. Testele de preparare, rezistență la încovoiere și compresiune ale epruvetei au fost efectuate conform GB/T 17671-1999 „Metode de testare a rezistenței nisipului pentru mortar de ciment (Metoda ISO)”. Diametrul larvelor a fost măsurat prin porozimetrie cu mercur. Modelul porozimetrului cu mercur a fost AUTOPORE 9500, iar intervalul de măsurare a fost 5,5 nm-360 μm. Au fost efectuate în total 4 seturi de teste. Raportul ciment-nisip a fost 1:5, vâscozitatea HPMC a fost 100 Pa-s, iar dozajul 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (numerele sunt A, B, C, respectiv D).
2. Rezultate și analiză
2.1 Efectul HPMC asupra ratei de retenție a apei din mortarul de ciment
Retenția de apă se referă la capacitatea mortarului de a reține apa. În mortarul pulverizat mecanic, adăugarea de eter de celuloză poate reține eficient apa, reduce rata de scurgere și poate îndeplini cerințele de hidratare completă a materialelor pe bază de ciment. Efectul HPMC asupra retenției de apă a mortarului.
Odată cu creșterea conținutului de HPMC, rata de retenție a apei în mortar crește treptat. Curbele eterului de hidroxipropilmetilceluloză cu vâscozități de 100, 150 și 200 Pa.s sunt practic aceleași. Când conținutul este de 0,05%-0,15%, rata de retenție a apei crește liniar, iar când conținutul este de 0,15%, rata de retenție a apei este mai mare de 93%. Când cantitatea de granule depășește 0,20%, tendința de creștere a ratei de retenție a apei devine plată, indicând faptul că cantitatea de HPMC este aproape de saturație. Curba de influență a cantității de HPMC cu o vâscozitate de 40 Pa.s asupra ratei de retenție a apei este aproximativ o linie dreaptă. Când cantitatea este mai mare de 0,15%, rata de retenție a apei în mortar este semnificativ mai mică decât cea a celorlalte trei tipuri de HPMC cu aceeași vâscozitate. În general, se consideră că mecanismul de retenție a apei în eterul de celuloză este următorul: gruparea hidroxil de pe molecula de eter de celuloză și atomul de oxigen de pe legătura eterică se vor asocia cu molecula de apă pentru a forma o legătură de hidrogen, astfel încât apa liberă devine apă legată, jucând astfel un efect bun de retenție a apei; De asemenea, se crede că interdifuzia dintre moleculele de apă și lanțurile moleculare ale eterului de celuloză permite moleculelor de apă să pătrundă în interiorul lanțurilor macromoleculare ale eterului de celuloză și să fie supuse unor forțe puternice de legare, îmbunătățind astfel retenția de apă a suspensiei de ciment. Retenția excelentă a apei poate menține mortarul omogen, dificil de separat, obținând performanțe bune de amestecare, reducând în același timp uzura mecanică și crescând durata de viață a mașinii de pulverizare a mortarului.
2.2 Efectul hidroxipropilmetilcelulozei HPMC asupra densității și conținutului de aer al mortarului de ciment
Când cantitatea de HPMC este 0-0,20%, densitatea mortarului scade brusc odată cu creșterea cantității de HPMC, de la 2050 kg/m3 la aproximativ 1650 kg/m3, ceea ce este cu aproximativ 20% mai puțin; când cantitatea de HPMC depășește 0,20%, densitatea scade. Comparând cele 4 tipuri de HPMC cu vâscozități diferite, cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât densitatea mortarului este mai mică; curbele de densitate ale mortarelor cu vâscozități mixte de 150 și 200 Pa.s HPMC se suprapun practic, indicând faptul că pe măsură ce vâscozitatea HPMC continuă să crească, densitatea nu mai scade.
Legea de variație a conținutului de aer al mortarului este opusă variației densității mortarului. Când conținutul de hidroxipropilmetilceluloză HPMC este de 0-0,20%, odată cu creșterea conținutului de HPMC, conținutul de aer al mortarului crește aproape liniar; conținutul de HPMC depășește 0,20%. Conținutul de aer se modifică foarte puțin, ceea ce indică faptul că efectul de antrenare a aerului al mortarului este aproape de saturație. Efectul de antrenare a aerului al HPMC cu o vâscozitate de 150 și 200 Pa.s este mai mare decât cel al HPMC cu o vâscozitate de 40 și 100 Pa.s.
Efectul de antrenare a aerului al eterului de celuloză este determinat în principal de structura sa moleculară. Eterul de celuloză are atât grupări hidrofile (hidroxil, eter), cât și grupări hidrofobe (metil, inel de glucoză) și este un surfactant. , are activitate de suprafață, având astfel un efect de antrenare a aerului. Pe de o parte, gazul introdus poate acționa ca un rulment cu bile în mortar, îmbunătățind performanța de lucru a mortarului, crescând volumul și producția, ceea ce este benefic pentru producător. Dar, pe de altă parte, efectul de antrenare a aerului crește conținutul de aer al mortarului și porozitatea după întărire, rezultând creșterea porilor dăunători și reducerea considerabilă a proprietăților mecanice. Deși HPMC are un anumit efect de antrenare a aerului, nu poate înlocui agentul de antrenare a aerului. În plus, atunci când HPMC și agentul de antrenare a aerului sunt utilizate în același timp, agentul de antrenare a aerului poate eșua.
2.3 Efectul HPMC asupra proprietăților mecanice ale mortarului de ciment
Când cantitatea de HPMC este de doar 0,05%, rezistența la încovoiere a mortarului scade semnificativ, fiind cu aproximativ 25% mai mică decât cea a probei martor fără hidroxipropilmetilceluloză HPMC, iar rezistența la compresiune poate ajunge doar la 65% din cea a probei martor -80%. Când cantitatea de HPMC depășește 0,20%, scăderea rezistenței la încovoiere și a rezistenței la compresiune a mortarului nu este evidentă. Vâscozitatea HPMC are un efect redus asupra proprietăților mecanice ale mortarului. HPMC introduce o mulțime de bule mici de aer, iar efectul de antrenare a aerului asupra mortarului crește porozitatea internă și porii nocivi ai mortarului, rezultând o scădere semnificativă a rezistenței la compresiune și a rezistenței la încovoiere. Un alt motiv pentru scăderea rezistenței mortarului este efectul de retenție a apei al eterului de celuloză, care reține apa în mortarul întărit, iar raportul mare apă-liant duce la o scădere a rezistenței blocului de testare. Pentru mortarul de construcții mecanice, deși eterul de celuloză poate crește semnificativ rata de retenție a apei din mortar și poate îmbunătăți lucrabilitatea acestuia, dacă doza este prea mare, va afecta serios proprietățile mecanice ale mortarului, așadar relația dintre cele două trebuie cântărită în mod rezonabil.
Odată cu creșterea conținutului de hidroxipropilmetilceluloză HPMC, raportul de pliere al mortarului a prezentat o tendință generală de creștere, care a fost practic o relație liniară. Acest lucru se datorează faptului că eterul de celuloză adăugat introduce un număr mare de bule de aer, ceea ce provoacă mai multe defecte în interiorul mortarului, iar rezistența la compresiune a mortarului cu rozetă de ghidare scade brusc, deși rezistența la încovoiere scade și ea într-o anumită măsură; însă eterul de celuloză poate îmbunătăți flexibilitatea mortarului, fiind benefic pentru rezistența la încovoiere, ceea ce face ca rata de scădere să încetinească. Privind în ansamblu, efectul combinat al celor două duce la o creștere a raportului de pliere.
2.4 Efectul HPMC asupra diametrului L al mortarului
Din curba de distribuție a dimensiunii porilor, datele privind distribuția dimensiunii porilor și diverși parametri statistici ai probelor AD, se poate observa că HPMC are o influență mare asupra structurii porilor mortarului de ciment:
(1) După adăugarea de HPMC, dimensiunea porilor mortarului de ciment crește semnificativ. Pe curba de distribuție a dimensiunii porilor, aria imaginii se deplasează spre dreapta, iar valoarea porilor corespunzătoare valorii de vârf devine mai mare. După adăugarea de HPMC, diametrul median al porilor mortarului de ciment este semnificativ mai mare decât cel al probei martor, iar diametrul median al porilor probei cu doză de 0,3% este crescut cu 2 ordine de mărime în comparație cu proba martor.
(2) Împărțiți porii din beton în patru tipuri, și anume pori inofensivi (≤20 nm), pori mai puțin dăunători (20-100 nm), pori dăunători (100-200 nm) și pori mulți dăunători (≥200 nm). Se poate observa din Tabelul 1 că numărul de găuri inofensive sau mai puțin dăunătoare este redus semnificativ după adăugarea de HPMC, iar numărul de găuri dăunătoare sau mai dăunătoare este crescut. Porii inofensivi sau mai puțin dăunători ai probelor neamestecate cu HPMC sunt de aproximativ 49,4%. După adăugarea de HPMC, porii inofensivi sau mai puțin dăunători sunt reduși semnificativ. Luând ca exemplu doza de 0,1%, porii inofensivi sau mai puțin dăunători sunt reduși cu aproximativ 45%. %, numărul de găuri dăunătoare mai mari de 10 um a crescut de aproximativ 9 ori.
(3) Diametrul median al porilor, diametrul mediu al porilor, volumul specific al porilor și aria suprafeței specifice nu respectă o regulă de modificare foarte strictă odată cu creșterea conținutului de hidroxipropilmetilceluloză HPMC, ceea ce poate fi legat de selecția probei în testul de injecție cu mercur, având în vedere dispersia mare. Dar, în general, diametrul median al porilor, diametrul mediu al porilor și volumul specific al porilor probei amestecate cu HPMC tind să crească în comparație cu proba martor, în timp ce aria suprafeței specifice scade.
Data publicării: 03 aprilie 2023