Са континуираним напретком индустрије и унапређењем технологије, кроз увођење и унапређење страних машина за прскање малтера, технологија механичког прскања и малтерисања се увелико развила у мојој земљи последњих година. Малтер за механичко прскање се разликује од обичног малтера, који захтева високе перформансе задржавања воде, одговарајућу флуидност и одређене перформансе против слегања. Обично се малтеру додаје хидроксипропил метилцелулоза, од којих је целулозни етар (HPMC) најчешће коришћен. Главне функције хидроксипропил метилцелулозе HPMC у малтеру су: згушњавање и вискозност, подешавање реологије и одличан капацитет задржавања воде. Међутим, недостаци HPMC-а се не могу занемарити. HPMC има ефекат увлачења ваздуха, што ће изазвати више унутрашњих дефеката и озбиљно смањити механичка својства малтера. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. је проучавао утицај HPMC-а на брзину задржавања воде, густину, садржај ваздуха и механичка својства малтера са макроскопског аспекта, и проучавао је утицај хидроксипропил метилцелулозе HPMC на L структуру малтера са микроскопског аспекта.
1. Тест
1.1 Сировине
Цемент: комерцијално доступан цемент P.0 42.5, његове чврстоће на савијање и притисак 28d су 6,9 и 48,2 MPa респективно; песак: фини речни песак Chengde, 40-100 mesh; целулозни етар: произведен од стране Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Хидроксипропил метилцелулозни етар, бели прах, номиналне вискозности 40, 100, 150, 200 Pa-s; вода: чиста вода из славине.
1.2 Метода испитивања
Према JGJ/T 105-2011 „Грађевински прописи за механичко прскање и малтерисање“, конзистенција малтера је 80-120 мм, а стопа задржавања воде је већа од 90%. У овом експерименту, однос креча и песка је подешен на 1:5, конзистенција је контролисана на (93+2) мм, а целулозни етар је мешан споља, а количина мешања је заснована на маси цемента. Основна својства малтера као што су густина у влажном стању, садржај ваздуха, задржавање воде и конзистенција тестирана су у односу на JGJ 70-2009 „Методе испитивања основних својстава грађевинског малтера“, а садржај ваздуха је тестиран и израчунат према методи густине. Припрема, испитивања чврстоће на савијање и притисак узорака спроведена су према GB/T 17671-1999 „Методе за испитивање чврстоће цементног малтера и песка (ISO метода)“. Пречник ларви је мерен живом порометријом. Модел порометра са живом био је AUTOPORE 9500, а опсег мерења је био 5,5 nm-360 μm. Укупно су спроведена 4 сета тестова. Однос цемента и песка био је 1:5, вискозност HPMC-а 100 Pa-s, а дозирање 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (бројеви су А, Б, Ц, Д респективно).
2. Резултати и анализа
2.1 Утицај HPMC-а на брзину задржавања воде у цементном малтеру
Задржавање воде односи се на способност малтера да задржи воду. Код машински прсканог малтера, додавање целулозног етра може ефикасно задржати воду, смањити брзину крварења и испунити захтеве потпуне хидратације материјала на бази цемента. Утицај HPMC-а на задржавање воде малтера.
Са повећањем садржаја HPMC-а, брзина задржавања воде у малтеру постепено расте. Криве хидроксипропил метилцелулозног етра са вискозитетима од 100, 150 и 200 Pa.s су у основи исте. Када је садржај 0,05%-0,15%, брзина задржавања воде расте линеарно, а када је садржај 0,15%, брзина задржавања воде је већа од 93%. Када количина кукурузног зрна пређе 0,20%, тренд повећања брзине задржавања воде постаје раван, што указује да је количина HPMC-а близу засићења. Крива утицаја количине HPMC-а са вискозитетом од 40 Pa.s на брзину задржавања воде је приближно права линија. Када је количина већа од 0,15%, брзина задржавања воде у малтеру је знатно нижа него код остале три врсте HPMC-а са истом количином вискозитета. Генерално се верује да је механизам задржавања воде целулозног етра следећи: хидроксилна група на молекулу целулозног етра и атом кисеоника на етарској вези повезују се са молекулом воде и формирају водоничну везу, тако да слободна вода постаје везана вода, што има добар ефекат задржавања воде; Такође се верује да међусобна дифузија између молекула воде и молекуларних ланаца целулозног етра омогућава молекулима воде да уђу у унутрашњост макромолекуларних ланаца целулозног етра и буду изложени јаким силама везивања, чиме се побољшава задржавање воде у цементној каши. Одлично задржавање воде може одржати малтер хомогеним, отежати раздвајање и постићи добре перформансе мешања, уз смањење механичког хабања и повећање века трајања машине за прскање малтера.
2.2 Утицај хидроксипропил метилцелулозе HPMC на густину и садржај ваздуха у цементном малтеру
Када је количина HPMC 0-0,20%, густина малтера нагло опада са повећањем количине HPMC, од 2050 кг/м3 до око 1650 кг/м3, што је око 20% мање; када количина HPMC пређе 0,20%, густина се смањује. У поређењу 4 врсте HPMC са различитим вискозитетима, што је већи вискозитет, то је нижа густина малтера; криве густине малтера са мешовитим вискозитетима од 150 и 200 Pa.s HPMC се у основи преклапају, што указује да како вискозитет HPMC наставља да расте, густина се више не смањује.
Закон промене садржаја ваздуха у малтеру је супротан промени густине малтера. Када је садржај хидроксипропил метилцелулозе HPMC 0-0,20%, са повећањем садржаја HPMC, садржај ваздуха у малтеру се повећава готово линеарно; садржај HPMC прелази . Након 0,20%, садржај ваздуха се једва мења, што указује да је ефекат увлачења ваздуха у малтер близу засићења. Ефекат увлачења ваздуха HPMC са вискозитетом од 150 и 200 Pa.s је већи од ефекта HPMC са вискозитетом од 40 и 100 Pa.s.
Ефекат увлачења ваздуха целулозним етром углавном је одређен његовом молекуларном структуром. Целулозни етар има и хидрофилне групе (хидроксил, етар) и хидрофобне групе (метил, глукозни прстен) и представља сурфактант. Поседује површинску активност, па самим тим има ефекат увлачења ваздуха. С једне стране, уведени гас може деловати као куглични лежај у малтеру, побољшати радне перформансе малтера, повећати запремину и повећати принос, што је корисно за произвођача. Али с друге стране, ефекат увлачења ваздуха повећава садржај ваздуха у малтеру и порозност након очвршћавања, што доводи до повећања штетних пора и значајног смањења механичких својстава. Иако HPMC има одређени ефекат увлачења ваздуха, он не може заменити средство за увлачење ваздуха. Поред тога, када се HPMC и средство за увлачење ваздуха користе истовремено, средство за увлачење ваздуха може да откаже.
2.3 Утицај HPMC-а на механичка својства цементног малтера
Када је количина HPMC само 0,05%, чврстоћа малтера на савијање значајно опада, што је око 25% ниже од чврстоће празног узорка без хидроксипропил метилцелулозе HPMC, а чврстоћа на притисак може достићи само 65% чврстоће празног узорка -80%. Када количина HPMC пређе 0,20%, смањење чврстоће на савијање и чврстоће на притисак малтера није очигледно. Вискозитет HPMC-а има мали утицај на механичка својства малтера. HPMC уноси много ситних мехурића ваздуха, а ефекат увлачења ваздуха у малтер повећава унутрашњу порозност и штетне поре малтера, што резултира значајним смањењем чврстоће на притисак и чврстоће на савијање. Још један разлог за смањење чврстоће малтера је ефекат задржавања воде целулозног етра, који задржава воду у очврслом малтеру, а велики однос воде и везива доводи до смањења чврстоће тест блока. Код машинског грађевинског малтера, иако целулозни етар може значајно повећати брзину задржавања воде у малтеру и побољшати његову обрадивост, ако је доза превелика, то ће озбиљно утицати на механичка својства малтера, па однос између њих треба разумно проценити.
Са повећањем садржаја хидроксипропил метилцелулозе (HPMC), однос савијања малтера је показао укупни тренд раста, што је у основи била линеарна веза. То је зато што додатни целулозни етар уноси велики број ваздушних мехурића, што узрокује више дефеката унутар малтера, а чврстоћа на притисак малтера са вођицом се нагло смањује, иако се чврстоћа на савијање такође смањује донекле; међутим, целулозни етар може побољшати флексибилност малтера, што је корисно за чврстоћу на савијање, што успорава брзину смањења. Свеобухватно гледано, комбиновани ефекат ова два доводи до повећања односа савијања.
2.4 Утицај HPMC-а на L пречник малтера
Из криве расподеле величине пора, података о расподели величине пора и различитих статистичких параметара AD узорака, може се видети да HPMC има велики утицај на структуру пора цементног малтера:
(1) Након додавања HPMC-а, величина пора цементног малтера се значајно повећава. На кривој расподеле величине пора, површина слике се помера удесно, а вредност пора која одговара вредности пика постаје већа. Након додавања HPMC-а, средњи пречник пора цементног малтера је знатно већи од пречника слепог узорка, а средњи пречник пора узорка са дозом од 0,3% се повећава за 2 реда величине у поређењу са слепим узорком.
(2) Поре у бетону поделити на четири типа, наиме безопасне поре (≤20 nm), мање штетне поре (20-100 nm), штетне поре (100-200 nm) и поре са много штетних пора (≥200 nm). Из Табеле 1 се може видети да је број безопасних или мање штетних рупа значајно смањен након додавања HPMC-а, а број штетних или више штетних рупа се повећава. Безопасне или мање штетне поре узорака који нису помешани са HPMC-ом износе око 49,4%. Након додавања HPMC-а, безопасне или мање штетне поре су значајно смањене. Узимајући дозу од 0,1% као пример, безопасне или мање штетне поре су смањене за око 45%. %, број штетних рупа већих од 10μm се повећава за око 9 пута.
(3) Медијални пречник пора, просечан пречник пора, специфична запремина пора и специфична површина не прате веома строго правило промене са повећањем садржаја хидроксипропил метилцелулозе HPMC, што може бити повезано са избором узорка у тесту убризгавања живе. повезано са великом дисперзијом. Али у целини, медијални пречник пора, просечан пречник пора и специфична запремина пора узорка помешаног са HPMC имају тенденцију повећања у поређењу са празним узорком, док се специфична површина смањује.
Време објаве: 03.04.2023.