В последние годы, благодаря непрерывному развитию технологий наружной теплоизоляции стен, постоянному совершенствованию технологий производства целлюлозы и превосходным характеристикам самого HPMC, этот материал получил широкое применение в строительной отрасли.
Для дальнейшего изучения механизма взаимодействия HPMC с цементными материалами в данной работе основное внимание уделяется улучшающему воздействию HPMC на когезионные свойства цементных материалов.
время свертывания
Время схватывания бетона в основном связано со временем схватывания цемента, а заполнитель оказывает незначительное влияние, поэтому для изучения влияния HPMC на время схватывания подводной недисперсной бетонной смеси можно использовать время схватывания раствора, поскольку время схватывания раствора зависит от воды. Следовательно, для оценки влияния HPMC на время схватывания раствора необходимо зафиксировать водоцементное соотношение и соотношение компонентов раствора.
Согласно эксперименту, добавление HPMC оказывает значительное замедляющее воздействие на растворную смесь, и время схватывания раствора последовательно увеличивается с увеличением содержания HPMC. При одинаковом содержании HPMC раствор, сформированный под водой, схватывается быстрее, чем раствор, сформированный на воздухе. Время схватывания раствора, сформированного в средней форме, дольше. При измерении в воде, по сравнению с контрольным образцом, время схватывания раствора, смешанного с HPMC, задерживается на 6-18 часов для начального схватывания и на 6-22 часа для конечного схватывания. Следовательно, HPMC следует использовать в сочетании с ускорителями.
HPMC — это высокомолекулярный полимер с линейной макромолекулярной структурой и гидроксильной группой в функциональной группе, способный образовывать водородные связи с молекулами воды, используемой для смешивания, и повышать вязкость этой воды. Длинные молекулярные цепи HPMC притягиваются друг к другу, заставляя молекулы HPMC переплетаться, образуя сетчатую структуру, обволакивающую цемент и воду для смешивания. Поскольку HPMC образует сетчатую структуру, подобную пленке, и обволакивает цемент, он эффективно предотвращает испарение воды из раствора и замедляет скорость гидратации цемента.
Кровотечение
Явление водоотделения в растворе аналогично явлению в бетоне, что приводит к серьезному оседанию заполнителя, увеличению водоцементного соотношения верхнего слоя раствора, вызывая значительную пластическую усадку верхнего слоя раствора на ранней стадии и даже образование трещин, а также относительно низкую прочность поверхностного слоя раствора.
При дозировке выше 0,5% явление водоотделения практически отсутствует. Это объясняется тем, что при добавлении HPMC в раствор HPMC образует пленку и сетчатую структуру, а адсорбция гидроксильных групп на длинной цепи макромолекул приводит к флокуляции цемента и воды в растворе, обеспечивая стабильную структуру раствора. После добавления HPMC в раствор образуется множество отдельных мельчайших пузырьков воздуха. Эти пузырьки равномерно распределяются в растворе и препятствуют осаждению заполнителя. Технические характеристики HPMC оказывают большое влияние на цементные материалы, и его часто используют для приготовления новых цементных композитных материалов, таких как сухие порошковые растворы и полимерные растворы, благодаря чему он обладает хорошей водоудерживающей и пластификационной способностью.
Потребность в воде для строительных растворов
При малом количестве HPMC он оказывает значительное влияние на водопотребление раствора. При сохранении практически неизменной степени расширения свежего раствора, содержание HPMC и водопотребление раствора изменяются линейно в течение определенного периода времени, при этом водопотребление сначала заметно уменьшается, а затем увеличивается. Когда количество HPMC составляет менее 0,025%, с увеличением его количества водопотребление раствора уменьшается при той же степени расширения, что свидетельствует о том, что при малом количестве HPMC оказывает водоредуцирующее и воздухововлекающее действие на раствор. В растворе образуется большое количество мелких независимых пузырьков воздуха, которые действуют как смазка, улучшая текучесть раствора. При дозировке более 0,025% водопотребление раствора увеличивается с увеличением дозировки. Это происходит потому, что сетевая структура HPMC становится более полной, а зазор между хлопьями на длинной молекулярной цепи сокращается, что оказывает эффект притяжения и сцепления и снижает текучесть раствора. Поэтому при условии, что степень расширения в основном одинакова, раствор демонстрирует увеличение водопотребления.
01. Испытание на дисперсионную стойкость:
Антидисперсионные свойства — важный технический показатель качества антидисперсионного агента. HPMC — это водорастворимое полимерное соединение, также известное как водорастворимая смола или водорастворимый полимер. Он повышает консистенцию смеси за счет увеличения вязкости воды, используемой для смешивания. Это гидрофильный полимерный материал, способный растворяться в воде, образуя раствор или дисперсию.
Эксперименты показывают, что при увеличении количества высокоэффективного суперпластификатора на основе нафталина его добавление снижает дисперсионное сопротивление свежеприготовленного цементного раствора. Это происходит потому, что высокоэффективный водоредуцирующий агент на основе нафталина является поверхностно-активным веществом. При добавлении водоредуцирующего агента в раствор он ориентируется на поверхности цементных частиц, придавая им одинаковый заряд. Это электрическое отталкивание приводит к разрушению флокулированной структуры цемента, содержащейся в цементе, и высвобождению воды, заключенной в этой структуре, что вызывает потерю части цемента. В то же время установлено, что с увеличением содержания HPMC дисперсионное сопротивление свежеприготовленного цементного раствора постоянно улучшается.
02. Прочностные характеристики бетона:
В пилотном проекте по устройству фундамента применялась недиспергируемая добавка HPMC для подводного бетона, расчетная прочность соответствовала классу C25. Согласно базовым испытаниям, количество цемента составляло 400 кг, содержание микрокремнезема — 25 кг/м³, оптимальное количество HPMC — 0,6% от количества цемента, водоцементное соотношение — 0,42, содержание песка — 40%, а выход высокоэффективного водоредуцирующего агента на основе нафталина — 8%. Средняя прочность бетонных образцов на воздухе через 28 дней составляла 42,6 МПа, средняя прочность бетона под водой при высоте падения 60 мм через 28 дней — 36,4 МПа, а соотношение прочности бетона, залитого водой, к бетону, залитому воздухом, составляло 84,8%, что свидетельствует о значительном эффекте.
03. Эксперименты показывают:
(1) Добавление HPMC оказывает явное замедляющее воздействие на растворную смесь. С увеличением содержания HPMC время схватывания раствора последовательно увеличивается. При одинаковом содержании HPMC раствор, образованный под водой, образуется быстрее, чем раствор, образованный на воздухе. Время схватывания раствора средней плотности больше. Эта особенность полезна для подводной перекачки бетона.
(2) Свежеприготовленный цементный раствор, смешанный с гидроксипропилметилцеллюлозой, обладает хорошими когезионными свойствами и практически не расслояется.
(3) Количество HPMC и потребность в воде для раствора сначала уменьшились, а затем заметно увеличились.
(4) Включение водоредуцирующей добавки решает проблему повышенной потребности раствора в воде, но ее дозировку необходимо контролировать разумно, иначе сопротивление дисперсии свежеприготовленного цементного раствора под водой иногда будет снижаться.
(5) Между образцом цементной пасты, смешанной с HPMC, и контрольным образцом наблюдается небольшая разница в структуре и плотности образца цементной пасты, залитого в воду и на воздух. Образец, сформированный под водой в течение 28 дней, слегка хрустящий. Основная причина заключается в том, что добавление HPMC значительно уменьшает потери и дисперсию цемента при заливке в воду, но также снижает плотность цементного камня. В проекте, при условии обеспечения эффекта недисперсии под водой, дозировку HPMC следует максимально уменьшить.
(6) Добавление HPMC в недиспергируемый бетон под водой, а также контроль дозировки, способствуют повышению прочности. Пилотный проект показывает, что соотношение прочности бетона, залитого водой, и бетона, залитого воздухом, составляет 84,8%, и эффект является относительно значительным.
Дата публикации: 06 мая 2023 г.