Trong những năm gần đây, với sự phát triển không ngừng của công nghệ cách nhiệt tường ngoài, sự tiến bộ liên tục của công nghệ sản xuất cellulose và những đặc tính ưu việt của bản thân HPMC, HPMC đã được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng.
Để nghiên cứu sâu hơn cơ chế hoạt động giữa HPMC và vật liệu gốc xi măng, bài báo này tập trung vào hiệu quả cải thiện của HPMC đối với tính chất liên kết của vật liệu gốc xi măng.
thời gian đông máu
Thời gian đông kết của bê tông chủ yếu liên quan đến thời gian đông kết của xi măng, và cốt liệu có ảnh hưởng rất ít, vì vậy có thể sử dụng thời gian đông kết của vữa để nghiên cứu ảnh hưởng của HPMC đến thời gian đông kết của hỗn hợp bê tông không phân tán dưới nước, bởi vì thời gian đông kết của vữa bị ảnh hưởng bởi nước. Do đó, để đánh giá ảnh hưởng của HPMC đến thời gian đông kết của vữa, cần phải cố định tỷ lệ nước/xi măng và tỷ lệ vữa.
Theo kết quả thí nghiệm, việc bổ sung HPMC có tác dụng làm chậm đáng kể quá trình đông kết vữa, và thời gian đông kết của vữa kéo dài dần khi hàm lượng HPMC tăng lên. Với cùng hàm lượng HPMC, vữa được tạo hình dưới nước có thời gian đông kết nhanh hơn so với vữa được tạo hình trong không khí. Thời gian đông kết của vữa được tạo hình trong môi trường nước dài hơn. Khi đo trong nước, so với mẫu đối chứng, thời gian đông kết của vữa trộn HPMC bị chậm lại từ 6-18 giờ đối với giai đoạn đông kết ban đầu và từ 6-22 giờ đối với giai đoạn đông kết cuối cùng. Do đó, HPMC nên được sử dụng kết hợp với các chất xúc tiến đông kết.
HPMC là một loại polymer cao phân tử có cấu trúc tuyến tính vĩ mô và nhóm hydroxyl trên nhóm chức, có khả năng tạo liên kết hydro với các phân tử nước trộn và làm tăng độ nhớt của nước trộn. Các chuỗi phân tử dài của HPMC sẽ hút nhau, làm cho các phân tử HPMC vướng vào nhau tạo thành cấu trúc mạng lưới, bao bọc xi măng và nước trộn. Vì HPMC tạo thành cấu trúc mạng lưới tương tự như một lớp màng và bao bọc xi măng, nó sẽ ngăn chặn hiệu quả sự bay hơi của nước trong vữa, và cản trở hoặc làm chậm tốc độ thủy hóa của xi măng.
Chảy máu
Hiện tượng chảy nước của vữa tương tự như ở bê tông, sẽ gây ra hiện tượng lún cốt liệu nghiêm trọng, dẫn đến tăng tỷ lệ nước/xi măng của lớp vữa trên cùng, gây ra hiện tượng co ngót dẻo lớn ở lớp vữa trên cùng trong giai đoạn đầu, thậm chí gây nứt, và làm giảm cường độ của lớp vữa bề mặt.
Khi liều lượng trên 0,5%, về cơ bản không có hiện tượng chảy nước. Điều này là do khi HPMC được trộn vào vữa, HPMC có cấu trúc mạng lưới và khả năng tạo màng, và sự hấp phụ các nhóm hydroxyl trên chuỗi dài của các đại phân tử làm cho xi măng và nước trộn trong vữa tạo thành hỗn hợp keo tụ, đảm bảo cấu trúc ổn định của vữa. Sau khi thêm HPMC vào vữa, nhiều bọt khí nhỏ độc lập sẽ được hình thành. Những bọt khí này sẽ được phân bố đều trong vữa và cản trở sự lắng đọng của cốt liệu. Tính chất kỹ thuật của HPMC có ảnh hưởng lớn đến vật liệu gốc xi măng, và nó thường được sử dụng để chế tạo các vật liệu composite gốc xi măng mới như vữa bột khô và vữa polyme, nhờ đó có khả năng giữ nước và giữ dẻo tốt.
Nhu cầu nước cho vữa
Khi lượng HPMC nhỏ, nó ảnh hưởng rất lớn đến lượng nước cần thiết của vữa. Trong trường hợp giữ độ giãn nở của vữa tươi về cơ bản là như nhau, hàm lượng HPMC và lượng nước cần thiết của vữa thay đổi theo mối quan hệ tuyến tính trong một khoảng thời gian nhất định, và lượng nước cần thiết của vữa ban đầu giảm rồi sau đó tăng rõ rệt. Khi lượng HPMC nhỏ hơn 0,025%, khi lượng HPMC tăng lên, lượng nước cần thiết của vữa giảm xuống ở cùng độ giãn nở, điều này cho thấy khi lượng HPMC nhỏ, nó có tác dụng giảm lượng nước trong vữa, và HPMC có tác dụng tạo bọt khí. Có một lượng lớn các bọt khí nhỏ độc lập trong vữa, và các bọt khí này hoạt động như chất bôi trơn để cải thiện độ lưu động của vữa. Khi liều lượng lớn hơn 0,025%, lượng nước cần thiết của vữa tăng lên khi liều lượng tăng. Điều này là do cấu trúc mạng lưới của HPMC được hoàn thiện hơn, và khoảng cách giữa các cụm trên chuỗi phân tử dài bị rút ngắn, tạo ra hiệu ứng hút và kết dính, làm giảm tính lưu động của vữa. Do đó, trong điều kiện độ giãn nở về cơ bản là như nhau, hỗn hợp vữa cho thấy nhu cầu nước tăng lên.
01. Thử nghiệm khả năng chống phân tán:
Khả năng chống phân tán là một chỉ số kỹ thuật quan trọng để đánh giá chất lượng của chất chống phân tán. HPMC là một hợp chất polymer tan trong nước, còn được gọi là nhựa tan trong nước hoặc polymer tan trong nước. Nó làm tăng độ đặc của hỗn hợp bằng cách tăng độ nhớt của nước trộn. Đây là một vật liệu polymer ưa nước có thể hòa tan trong nước để tạo thành dung dịch hoặc hỗn hợp phân tán.
Các thí nghiệm cho thấy rằng khi lượng chất siêu dẻo hiệu quả cao gốc naphthalene tăng lên, việc bổ sung chất siêu dẻo sẽ làm giảm sức cản phân tán của vữa xi măng mới trộn. Điều này là do chất giảm nước hiệu quả cao gốc naphthalene là một chất hoạt động bề mặt. Khi chất giảm nước được thêm vào vữa, chất giảm nước sẽ định hướng trên bề mặt của các hạt xi măng để làm cho bề mặt của các hạt xi măng có cùng điện tích. Lực đẩy điện này làm cho cấu trúc kết tụ của xi măng bị phá vỡ, và nước bị giữ lại trong cấu trúc được giải phóng, dẫn đến sự hao hụt một phần xi măng. Đồng thời, người ta nhận thấy rằng với sự tăng hàm lượng HPMC, sức cản phân tán của vữa xi măng tươi ngày càng được cải thiện.
02. Đặc tính cường độ của bê tông:
Trong một dự án thí điểm nền móng, phụ gia bê tông không phân tán HPMC dưới nước đã được sử dụng, với cấp cường độ thiết kế là C25. Theo kết quả thử nghiệm cơ bản, lượng xi măng là 400kg, lượng silica fume trộn là 25kg/m3, lượng HPMC tối ưu là 0,6% lượng xi măng, tỷ lệ nước/xi măng là 0,42, tỷ lệ cát là 40%, và lượng chất giảm nước hiệu quả cao gốc naphthalene là 8% lượng xi măng, cường độ trung bình 28 ngày của mẫu bê tông trong không khí là 42,6MPa, cường độ trung bình 28 ngày của bê tông dưới nước với độ cao rơi 60mm là 36,4MPa, và tỷ lệ cường độ của bê tông thi công trong nước so với bê tông thi công trong không khí là 84,8%, hiệu quả rõ rệt hơn.
03. Các thí nghiệm cho thấy:
(1) Việc bổ sung HPMC có tác dụng làm chậm rõ rệt đối với hỗn hợp vữa. Khi hàm lượng HPMC tăng lên, thời gian đông kết của vữa được kéo dài liên tục. Ở cùng hàm lượng HPMC, vữa hình thành dưới nước nhanh hơn vữa hình thành trong không khí. Thời gian đông kết của vữa đúc khuôn trung bình dài hơn. Đặc điểm này có lợi cho việc bơm bê tông dưới nước.
(2) Vữa xi măng mới trộn với hydroxypropyl methylcellulose có đặc tính kết dính tốt và hầu như không bị chảy nước.
(3) Lượng HPMC và nhu cầu nước của vữa giảm trước rồi tăng rõ rệt.
(4) Việc bổ sung chất giảm nước giúp cải thiện vấn đề nhu cầu nước tăng lên của vữa, nhưng liều lượng của nó phải được kiểm soát hợp lý, nếu không khả năng chống phân tán dưới nước của vữa xi măng mới trộn đôi khi sẽ bị giảm.
(5) Có rất ít sự khác biệt về cấu trúc giữa mẫu vữa xi măng trộn với HPMC và mẫu đối chứng, và có rất ít sự khác biệt về cấu trúc và mật độ của mẫu vữa xi măng được đổ trong nước và trong không khí. Mẫu được hình thành trong nước trong 28 ngày hơi giòn. Nguyên nhân chính là do việc bổ sung HPMC làm giảm đáng kể sự hao hụt và phân tán xi măng khi đổ trong nước, nhưng cũng làm giảm độ đặc chắc của đá xi măng. Trong dự án, với điều kiện đảm bảo hiệu quả không phân tán dưới nước, liều lượng HPMC nên được giảm thiểu càng nhiều càng tốt.
(6) Việc thêm phụ gia bê tông không phân tán dưới nước HPMC, kiểm soát liều lượng có lợi cho cường độ. Dự án thí điểm cho thấy tỷ lệ cường độ của bê tông đúc bằng nước và bê tông đúc bằng không khí là 84,8%, và hiệu quả tương đối đáng kể.
Thời gian đăng bài: 06/05/2023