В останні роки, завдяки постійному розвитку технології зовнішньої ізоляції стін, постійному прогресу технології виробництва целюлози та чудовим характеристикам самої ГПМЦ, ГПМЦ широко використовується в будівельній галузі.
Для подальшого дослідження механізму дії ГПМЦ та матеріалів на основі цементу, ця стаття зосереджена на впливі ГПМЦ на покращення когезійних властивостей матеріалів на основі цементу.
час згортання крові
Час тужавлення бетону головним чином пов'язаний з часом тужавлення цементу, а заповнювач має незначний вплив, тому час тужавлення розчину можна використовувати для вивчення впливу ГПМЦ на час тужавлення підводної недисперсної бетонної суміші, оскільки на час тужавлення розчину впливає вода. Тому, щоб оцінити вплив ГПМЦ на час тужавлення розчину, необхідно зафіксувати водоцементне співвідношення та розчинове співвідношення розчину.
Згідно з експериментом, додавання ГПМЦ має значний уповільнювальний вплив на розчинову суміш, а час тужавлення розчину послідовно подовжується зі збільшенням вмісту ГПМЦ. За однакового вмісту ГПМЦ розчин, сформований під водою, тужавить швидше, ніж розчин, сформований на повітрі. Час тужавлення при середньому формуванні довший. При вимірюванні у воді, порівняно з холостим зразком, час тужавлення розчину, змішаного з ГПМЦ, затримується на 6-18 годин для початкового тужавлення та на 6-22 години для остаточного тужавлення. Тому ГПМЦ слід використовувати в поєднанні з прискорювачами.
ГПМЦ – це високомолекулярний полімер з макромолекулярною лінійною структурою та гідроксильною групою на функціональній групі, який може утворювати водневі зв'язки з молекулами води для змішування та збільшувати її в'язкість. Довгі молекулярні ланцюги ГПМЦ притягуються один до одного, змушуючи молекули ГПМЦ переплітаються одна з одною, утворюючи сітчасту структуру, огортаючи цемент і воду для змішування. Оскільки ГПМЦ утворює сітчасту структуру, подібну до плівки, та огортає цемент, він ефективно запобігає випаровуванню води в розчині та перешкоджає або уповільнює швидкість гідратації цементу.
Кровотеча
Явище кровотечі розчину подібне до явищ бетону, що призводить до серйозного осідання заповнювача, що призводить до збільшення водоцементного співвідношення верхнього шару суспензії, що спричиняє велику пластичну усадку верхнього шару суспензії на ранній стадії та навіть розтріскування, а міцність поверхневого шару суспензії є відносно слабкою.
Коли дозування перевищує 0,5%, явище утворення плям практично відсутнє. Це пояснюється тим, що при змішуванні ГПМЦ з розчином, ГПМЦ має плівкоутворюючу та сітчасту структуру, а адсорбція гідроксильних груп на довгому ланцюзі макромолекул призводить до утворення флокуляції між цементом та водою для змішування в розчині, що забезпечує стабільну структуру розчину. Після додавання ГПМЦ до розчину утворюється багато незалежних крихітних бульбашок повітря. Ці бульбашки повітря рівномірно розподіляються в розчині та перешкоджають осадженню заповнювача. Технічні характеристики ГПМЦ мають великий вплив на матеріали на цементній основі, і його часто використовують для приготування нових композитних матеріалів на цементній основі, таких як сухі порошкові розчини та полімерні розчини, завдяки чому він добре утримує воду та пластичність.
Потреба у воді для розчину
Коли кількість ГПМЦ невелика, це має великий вплив на водопотребу розчину. У разі збереження ступеня розширення свіжого розчину практично однаковим, вміст ГПМЦ та водопотреба розчину змінюються лінійно протягом певного періоду часу, і водопотреба розчину спочатку зменшується, а потім помітно зростає. Коли кількість ГПМЦ менше 0,025%, зі збільшенням її кількості водопотреба розчину зменшується при тому ж ступені розширення, що показує, що коли кількість ГПМЦ невелика, вона має водозменшувальний ефект на розчин, а ГПМЦ має повітротягувальний ефект. У розчині є велика кількість крихітних незалежних бульбашок повітря, і ці бульбашки повітря діють як мастило для покращення текучості розчину. Коли дозування перевищує 0,025%, водопотреба розчину збільшується зі збільшенням дозування. Це пояснюється тим, що сітчаста структура ГПМЦ є більш повною, а проміжок між флокулями на довгому молекулярному ланцюзі скорочується, що створює ефект притягання та когезії, а також зменшує плинність розчину. Тому, за умови, що ступінь розширення в основному однаковий, потреба у воді для суспензії збільшується.
01. Випробування на стійкість до дисперсії:
Антидисперсійність – важливий технічний показник для вимірювання якості антидисперсійного агента. ГПМЦ – це водорозчинна полімерна сполука, також відома як водорозчинна смола або водорозчинний полімер. Вона підвищує консистенцію суміші, збільшуючи в'язкість води для змішування. Це гідрофільний полімерний матеріал, який може розчинятися у воді з утворенням розчину або дисперсії.
Експерименти показують, що зі збільшенням кількості високоефективного суперпластифікатора на основі нафталіну, додавання суперпластифікатора зменшує дисперсійний опір свіжозмішаного цементного розчину. Це пояснюється тим, що високоефективний водовідновлювач на основі нафталіну є поверхнево-активною речовиною. Коли водовідновлювач додається до розчину, він орієнтується на поверхні цементних частинок, надаючи поверхні цементних частинок однаковий заряд. Це електричне відштовхування призводить до утворення флокуляційних частинок цементу. Флокуляційна структура цементу руйнується, а вода, що міститься в ній, вивільняється, що призводить до втрати частини цементу. Водночас було виявлено, що зі збільшенням вмісту ГПМЦ дисперсійний опір свіжого цементного розчину стає все кращим.
02. Характеристики міцності бетону:
У пілотному проекті фундаменту було застосовано підводну недисперсну добавку до бетону HPMC, а розрахункова міцність становила C25. Згідно з базовим випробуванням, кількість цементу становила 400 кг, змішаний пил кремнезему – 25 кг/м3, оптимальна кількість HPMC – 0,6% від кількості цементу, водоцементне співвідношення – 0,42, кількість піску – 40%, а вихід високоефективного водознижувача на основі нафталіну становив 8%, середня міцність бетонного зразка на повітрі за 28 днів становила 42,6 МПа, середня міцність підводного бетону за 28 днів з висотою падіння 60 мм – 36,4 МПа, а співвідношення міцності водоутворюваного бетону до повітряно-формованого бетону становило 84,8%, що є більш значним ефектом.
03. Експерименти показують:
(1) Додавання ГПМЦ має очевидний уповільнювальний вплив на розчинову суміш. Зі збільшенням вмісту ГПМЦ час тужавлення розчину послідовно збільшується. За того ж вмісту ГПМЦ розчин, що формується під водою, формується швидше, ніж розчин, що формується на повітрі. Час тужавлення при середньому формуванні довший. Ця особливість є корисною для підводного бетонування.
(2) Свіжозмішаний цементний розчин, змішаний з гідроксипропілметилцелюлозою, має добрі когезійні властивості та майже не розтікається.
(3) Кількість ГПМЦ та водопотреба розчину спочатку зменшилися, а потім помітно зросли.
(4) Додавання водозменшувача вирішує проблему підвищеної потреби у воді для розчину, але його дозування необхідно контролювати розумно, інакше стійкість свіжозмішаного цементного розчину до підводного розсіювання іноді знижуватиметься.
(5) Існує незначна різниця в структурі зразка цементної пасти, змішаного з ГПМЦ, та холостого зразка, а також незначна різниця в структурі та щільності зразка цементної пасти, залитого у воду та на повітрі. Зразок, сформований під водою протягом 28 днів, має дещо крихкуватість. Основна причина полягає в тому, що додавання ГПМЦ значно зменшує втрати та дисперсію цементу під час заливання водою, а також зменшує щільність цементного каменю. У проекті, за умови забезпечення ефекту недисперсії під водою, дозування ГПМЦ слід максимально зменшити.
(6) Додавання підводної недисперсної добавки на основі ГПМЦ до бетонної суміші та контроль дозування позитивно впливають на міцність. Пілотний проект показує, що співвідношення міцності бетону, отриманого методом водоформування, та бетону, отриманого методом повітряного формування, становить 84,8%, і цей ефект є досить значним.
Час публікації: 06 травня 2023 р.