Effekten av hydroksypropylmetylcellulose HPMC på egenskapene til maskinblåsingsmørtel

Med den kontinuerlige fremgangen i industrien og forbedringen av teknologien, gjennom introduksjon og forbedring av utenlandske mørtelsprøytemaskiner, har den mekaniske sprøyte- og plasteringsteknologien blitt sterkt utviklet i mitt land de siste årene. Mekanisk sprøytemørtel er forskjellig fra vanlig mørtel, som krever høy vannretensjonsytelse, passende flyteevne og en viss anti-hengende ytelse. Vanligvis tilsettes hydroksypropylmetylcellulose til mørtelen, hvorav celluloseeter (HPMC) er den mest brukte. Hovedfunksjonene til hydroksypropylmetylcellulose HPMC i mørtel er: fortykning og viskositet, justering av reologi og utmerket vannretensjonskapasitet. Manglene ved HPMC kan imidlertid ikke ignoreres. HPMC har en luft-medbringende effekt, som vil forårsake flere indre defekter og alvorlig redusere de mekaniske egenskapene til mørtel. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. studerte påvirkningen av HPMC på vannretensjonshastigheten, tettheten, luftinnholdet og de mekaniske egenskapene til mørtel fra det makroskopiske aspektet, og studerte påvirkningen av hydroksypropylmetylcellulose HPMC på L-strukturen til mørtelen fra det mikroskopiske aspektet. .

1. Test

1.1 Råvarer

Sement: kommersielt tilgjengelig P.0 42.5 sement, dens 28d bøye- og trykkstyrke er henholdsvis 6,9 og 48,2 MPa; sand: Chengde fin elvesand, 40-100 mesh; celluloseeter: produsert av Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Hydroksypropylmetylcelluloseeter, hvitt pulver, nominell viskositet 40, 100, 150, 200 Pa-s; vann: rent vann fra springen.

1.2 Testmetode

I henhold til JGJ/T 105-2011 "Konstruksjonsforskrifter for mekanisk sprøyting og puss" er mørtelens konsistens 80-120 mm, og vannretensjonsgraden er større enn 90%. I dette forsøket ble kalk-sandforholdet satt til 1:5, konsistensen ble kontrollert til (93+2) mm, og celluloseeteren ble blandet utvendig, og blandingsmengden ble basert på sementmassen. De grunnleggende egenskapene til mørtel som våtdensitet, luftinnhold, vannretensjon og konsistens er testet med referanse til JGJ 70-2009 "Test Methods for Basic Properties of Building Mortar", og luftinnholdet testes og beregnes i henhold til tettheten metode. Preparasjons-, bøye- og trykkstyrketester av prøvene ble utført i henhold til GB/T 17671-1999 "Methods for Testing the Strength of Cement Mortar Sand (ISO Method)". Diameteren til larvene ble målt ved kvikksølvporosimetri. Modellen av kvikksølvporosimeteret var AUTOPORE 9500, og måleområdet var 5,5 nm-360 μm. Totalt 4 sett med tester ble utført. Sement-sandforholdet var 1:5, viskositeten til HPMC var 100 Pa-s, og doseringen 0, 0,1 %, 0,2 %, 0,3 % (tallene er henholdsvis A, B, C, D).

2. Resultater og analyse

2.1 Effekt av HPMC på vannretensjonshastigheten til sementmørtel

Vannretensjon refererer til mørtelens evne til å holde vann. I maskinsprøytet mørtel kan tilsetning av celluloseeter effektivt holde på vann, redusere blødningshastigheten og oppfylle kravene til full hydrering av sementbaserte materialer. Effekt av HPMC på vannretensjon av mørtel.

Med økningen av HPMC-innholdet øker vannretensjonshastigheten til mørtel gradvis. Kurvene for hydroksypropylmetylcelluloseeter med viskositeter på 100, 150 og 200 Pa.s er i hovedsak de samme. Når innholdet er 0,05 %-0,15 %, øker vannretensjonsgraden lineært, og når innholdet er 0,15 %, er vannretensjonsgraden større enn 93 %. ; Når mengden av korn overstiger 0,20 %, blir den økende trenden for vannretensjon flat, noe som indikerer at mengden HPMC er nær metning. Påvirkningskurven for mengden HPMC med en viskositet på 40 Pa.s på vannretensjonshastigheten er omtrent en rett linje. Når mengden er større enn 0,15 %, er vannretensjonshastigheten til mørtelen betydelig lavere enn for de tre andre typene HPMC med samme mengde viskositet. Det antas generelt at vannretensjonsmekanismen til celluloseeter er: hydroksylgruppen på celluloseetermolekylet og oksygenatomet på eterbindingen vil assosieres med vannmolekylet for å danne en hydrogenbinding, slik at det frie vannet blir bundet vann , og spiller dermed en god vannretensjonseffekt; Det antas også at interdiffusjonen mellom vannmolekyler og celluloseetermolekylkjeder tillater vannmolekyler å komme inn i det indre av makromolekylære celluloseeterkjeder og bli utsatt for sterke bindingskrefter, og forbedrer derved vannretensjonen av sementslurry. Utmerket vannretensjon kan holde mørtelen homogen, ikke lett å separere, og oppnå god blandingsytelse, samtidig som den reduserer mekanisk slitasje og øker levetiden til mørtelsprøytemaskinen.

2.2 Effekten av hydroksypropylmetylcellulose HPMC på tettheten og luftinnholdet i sementmørtel

Når mengden av HPMC er 0-0,20 %, avtar tettheten til mørtelen kraftig med økningen av mengden HPMC, fra 2050 kg/m3 til ca. 1650 kg/m3, som er ca. 20 % lavere; når mengden av HPMC overstiger 0,20 %, synker tettheten. i ro. Sammenligning av de 4 typene HPMC med forskjellige viskositeter, jo høyere viskositet, jo lavere tetthet av mørtelen; tetthetskurvene til mørtelene med de blandede viskositetene på 150 og 200 Pa.s HPMC overlapper i utgangspunktet, noe som indikerer at når viskositeten til HPMC fortsetter å øke, synker ikke lenger tettheten.

Endringsloven for luftinnholdet i mørtel er motsatt av endringen av tetthet av mørtel. Når innholdet av hydroksypropylmetylcellulose HPMC er 0-0,20 %, med økningen av HPMC-innholdet, øker luftinnholdet i mørtel nesten lineært; innholdet av HPMC overstiger Etter 0,20 % endres luftinnholdet nesten ikke, noe som indikerer at mørtelens luftinndragende effekt er nær metning. Den luftmedbringende effekten av HPMC med en viskositet på 150 og 200 Pa.s er større enn den for HPMC med en viskositet på 40 og 100 Pa.s.

Den luftmedbringende effekten av celluloseeter bestemmes hovedsakelig av dens molekylære struktur. Celluloseeter har både hydrofile grupper (hydroksyl, eter) og hydrofobe grupper (metyl, glukosering), og er et overflateaktivt middel. , har overflateaktivitet, og har således en luft-medbringende effekt. På den ene siden kan den innførte gassen fungere som et kulelager i mørtelen, forbedre arbeidsytelsen til mørtelen, øke volumet og øke produksjonen, noe som er gunstig for produsenten. Men på den annen side øker den luftinndragende effekten luftinnholdet i mørtelen og porøsiteten etter herding, noe som resulterer i økning av skadelige porer og sterkt reduserte mekaniske egenskaper. Selv om HPMC har en viss luft-medbringende effekt, kan det ikke erstatte luft-medbringende middel. I tillegg, når HPMC og luftmedbringende middel brukes samtidig, kan det luftinndragende middelet svikte.

2.3 Effekten av HPMC på de mekaniske egenskapene til sementmørtel

Når mengden HPMC bare er 0,05 %, reduseres bøyestyrken til mørtelen betydelig, noe som er omtrent 25 % lavere enn den for blindprøven uten hydroksypropylmetylcellulose HPMC, og trykkstyrken kan bare nå 65 % av blindprøven - 80 %. Når mengden av HPMC overstiger 0,20 %, er reduksjonen i bøyestyrken og trykkfastheten til mørtelen ikke åpenbar. Viskositeten til HPMC har liten effekt på de mekaniske egenskapene til mørtel. HPMC introduserer mange ørsmå luftbobler, og den luftinndragende effekten på mørtelen øker den indre porøsiteten og de skadelige porene i mørtelen, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i trykkstyrke og bøyestyrke. En annen årsak til reduksjonen i mørtelstyrke er vannretensjonseffekten til celluloseeter, som holder vann i den herdede mørtelen, og det store vann-bindemiddelforholdet fører til en reduksjon i testblokkens styrke. For mekanisk konstruksjonsmørtel, selv om celluloseeter kan øke vannretensjonshastigheten til mørtel betydelig og forbedre dens bearbeidbarhet, vil det alvorlig påvirke de mekaniske egenskapene til mørtel hvis dosen er for stor, så forholdet mellom de to bør veies rimelig.

Med økningen av innholdet av hydroksypropylmetylcellulose HPMC, viste foldeforholdet til mørtelen en samlet økende trend, som i utgangspunktet var en lineær sammenheng. Dette er fordi den tilsatte celluloseeteren introduserer et stort antall luftbobler, som forårsaker flere defekter inne i mørtelen, og trykkstyrken til lederosemørtelen avtar kraftig, selv om bøyestyrken også avtar til en viss grad; men celluloseeteren kan forbedre fleksibiliteten til mørtelen. Det er gunstig for bøyestyrken, noe som gjør at nedgangen reduseres. Tatt i betraktning, fører den kombinerte effekten av de to til en økning i bretteforholdet.

2.4 Effekten av HPMC på mørtelens L-diameter

Fra porestørrelsesfordelingskurven, porestørrelsesfordelingsdata og ulike statistiske parametere for AD-prøver, kan det sees at HPMC har stor innflytelse på porestrukturen til sementmørtel:

(1) Etter tilsetning av HPMC øker porestørrelsen til sementmørtel betydelig. På porestørrelsesfordelingskurven beveger bildet seg mot høyre, og poreverdien som tilsvarer toppverdien blir større. Etter tilsetning av HPMC er medianporediameteren til sementmørtelen betydelig større enn den for blindprøven, og medianporediameteren til prøven med 0,3 % dosering økes med 2 størrelsesordener sammenlignet med blindprøven.

(2) Del porene i betong i fire typer, nemlig ufarlige porer (≤20 nm), mindre skadelige porer (20-100 nm), skadelige porer (100-200 nm) og mange skadelige porer (≥200 nm ). Det kan ses av tabell 1 at antall ufarlige hull eller mindre skadelige hull reduseres betydelig etter tilsetning av HPMC, og antall skadelige hull eller mer skadelige hull økes. De ufarlige porene eller mindre skadelige porene i prøvene som ikke er blandet med HPMC er ca. 49,4 %. Etter tilsetning av HPMC reduseres de ufarlige porene eller mindre skadelige porene betydelig. Tar man doseringen på 0,1 % som eksempel, reduseres de ufarlige porene eller mindre skadelige porene med ca. 45 %. % økte antallet skadelige hull større enn 10um med ca. 9 ganger.

(3) Median porediameter, gjennomsnittlig porediameter, spesifikt porevolum og spesifikt overflateareal følger ikke en veldig streng endringsregel med økning av hydroksypropylmetylcellulose HPMC-innhold, som kan ha sammenheng med prøveutvalget i kvikksølvinjeksjonstesten. relatert til stor spredning. Men generelt sett har median porediameter, gjennomsnittlig porediameter og spesifikt porevolum til prøven blandet med HPMC en tendens til å øke sammenlignet med blankprøven, mens det spesifikke overflatearealet avtar.


Innleggstid: Apr-03-2023