산업의 지속적인 발전과 기술의 향상, 외국 모르타르 분무기의 도입 및 개량을 통해 최근 몇 년 동안 우리나라의 기계식 분무 및 미장 기술이 크게 발전했습니다.기계식 분무 모르타르는 일반 모르타르와 달리 높은 보수성, 적절한 유동성 및 일정한 처짐 방지 성능이 필요합니다.일반적으로 모르타르에 히드록시프로필 메틸셀룰로오스가 첨가되며, 그중 셀룰로오스 에테르(HPMC)가 가장 널리 사용됩니다.모르타르에서 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 HPMC의 주요 기능은 증점 및 점성 증가, 유동학 조정 및 우수한 보수력입니다.그러나 HPMC의 단점도 무시할 수 없습니다.HPMC는 공기 연행 효과가 있어 내부 결함이 더 많아지고 모르타르의 기계적 특성이 심각하게 저하됩니다. 산둥 천방정밀화학유한공사는 거시적 측면에서 HPMC가 모르타르의 보수율, 밀도, 공기 함량 및 기계적 성질에 미치는 영향을 연구하였고, 미시적 측면에서 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 HPMC가 모르타르의 L 구조에 미치는 영향을 연구하였습니다.
1. 테스트
1.1 원자재
시멘트: 시중에서 판매되는 P.0 42.5 시멘트, 28d 굽힘 강도와 압축 강도는 각각 6.9와 48.2 MPa입니다. 모래: 청더 미세 강모래, 40-100 메시입니다. 셀룰로스 에테르: 산둥 진방 정밀 화학 유한 회사에서 생산합니다. 히드록시프로필 메틸셀룰로스 에테르, 흰색 분말, 공칭 점도 40, 100, 150, 200 Pa-s입니다. 물: 깨끗한 수돗물입니다.
1.2 시험 방법
JGJ/T 105-2011 "기계 분무 및 미장 시공에 대한 시공 규정"에 따르면, 모르타르의 점도는 80-120mm이고, 보수율은 90% 이상입니다. 이 실험에서는 석회-모래 비율을 1:5로 설정하고, 점도를 (93+2)mm로 조절했으며, 셀룰로스 에테르를 외부에서 혼합했으며, 혼합량은 시멘트 질량을 기준으로 했습니다. 습윤 밀도, 공기 함량, 보수율 및 점도와 같은 모르타르의 기본 특성은 JGJ 70-2009 "건축 모르타르의 기본 특성에 대한 시험 방법"을 참조하여 시험했으며, 공기 함량은 밀도법에 따라 시험 및 계산했습니다. 공시체의 준비, 휨 및 압축 강도 시험은 GB/T 17671-1999 "시멘트 모르타르 모래의 강도 시험 방법(ISO 방법)"에 따라 수행했습니다. 유충의 직경은 수은 기공 측정법으로 측정하였다. 수은 기공 측정기의 모델은 AUTOPORE 9500이며, 측정 범위는 5.5 nm~360 μm였다. 총 4세트의 시험을 수행하였다. 시멘트-모래 비율은 1:5, HPMC 점도는 100 Pa-s, 투입량은 0, 0.1%, 0.2%, 0.3%였다(각각 A, B, C, D).
2. 결과 및 분석
2.1 HPMC가 시멘트 모르타르의 보수율에 미치는 영향
보수성은 모르타르가 물을 보유하는 능력을 의미합니다. 기계 분무 모르타르에 셀룰로스 에테르를 첨가하면 효과적으로 보수하고, 블리딩률을 줄이며, 시멘트 기반 재료의 완전 수화 요건을 충족할 수 있습니다. HPMC가 모르타르의 보수성에 미치는 영향.
HPMC 함량이 증가함에 따라 모르타르의 보수율은 점진적으로 증가합니다. 점도가 100, 150 및 200 Pa.s인 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 에테르의 곡선은 기본적으로 동일합니다. 함량이 0.05%-0.15%일 때 보수율은 선형적으로 증가하고 함량이 0.15%일 때 보수율은 93%보다 큽니다. 그릿의 양이 0.20%를 초과하면 보수율의 증가 추세가 평평해져 HPMC의 양이 포화 상태에 가깝다는 것을 나타냅니다. 점도가 40 Pa.s인 HPMC의 양이 보수율에 미치는 영향 곡선은 거의 직선입니다. 양이 0.15%보다 많을 때 모르타르의 보수율은 점도가 같은 다른 세 가지 종류의 HPMC보다 상당히 낮습니다. 셀룰로스 에테르의 보수 메커니즘은 일반적으로 다음과 같다고 알려져 있습니다. 셀룰로스 에테르 분자의 히드록실기와 에테르 결합의 산소 원자가 물 분자와 결합하여 수소 결합을 형성하여 자유수가 결합수로 변하여 우수한 보수 효과를 나타냅니다. 또한, 물 분자와 셀룰로스 에테르 분자 사슬 사이의 상호 확산으로 인해 물 분자가 셀룰로스 에테르 고분자 사슬 내부로 침투하여 강력한 결합력을 갖게 되어 시멘트 슬러리의 보수성을 향상시키는 것으로 알려져 있습니다. 우수한 보수성은 모르타르를 균질하게 유지하고 분리를 방지하며, 우수한 혼합 성능을 얻는 동시에 기계적 마모를 줄이고 모르타르 분무기의 수명을 연장합니다.
2.2 히드록시프로필메틸셀룰로오스 HPMC가 시멘트 모르타르의 밀도 및 공기 함량에 미치는 영향
HPMC의 양이 0~0.20%일 때, 모르타르의 밀도는 HPMC의 양이 증가함에 따라 2050kg/m³에서 약 1650kg/m³로 급격히 감소하여 약 20% 감소합니다. HPMC의 양이 0.20%를 초과하면 밀도가 감소합니다. 점도가 다른 4가지 HPMC를 비교해 보면, 점도가 높을수록 모르타르의 밀도가 낮아집니다. HPMC의 점도가 150과 200 Pa·s인 혼합 점도를 가진 모르타르의 밀도 곡선은 기본적으로 겹쳐져 있어 HPMC의 점도가 계속 증가함에 따라 밀도가 더 이상 감소하지 않음을 나타냅니다.
모르타르의 공기 함량 변화 법칙은 모르타르 밀도 변화와 반대입니다. 히드록시프로필 메틸셀룰로오스 HPMC의 함량이 0~0.20%일 때, HPMC 함량이 증가함에 따라 모르타르의 공기 함량은 거의 선형적으로 증가합니다. HPMC 함량이 0.20%를 초과하면 공기 함량의 변화가 거의 없어 모르타르의 공기 연행 효과가 포화 상태에 가깝다는 것을 나타냅니다. 점도가 150 및 200 Pa·s인 HPMC의 공기 연행 효과는 점도가 40 및 100 Pa·s인 HPMC보다 큽니다.
셀룰로스 에테르의 공기 연행 효과는 주로 분자 구조에 의해 결정됩니다.셀룰로스 에테르는 친수성 기(히드록실, 에테르)와 소수성 기(메틸, 포도당 고리)를 모두 가지고 있으며 계면활성제입니다.표면 활성을 가지고 있어 공기 연행 효과가 있습니다.한편으로, 도입된 가스는 모르타르에서 볼 베어링 역할을 하여 모르타르의 작업 성능을 향상시키고, 부피를 증가시키고, 생산량을 증가시켜 제조업체에 이롭습니다.그러나 다른 한편으로, 공기 연행 효과는 모르타르의 공기 함량과 경화 후 기공률을 증가시켜 유해한 기공이 증가하고 기계적 특성이 크게 감소합니다.HPMC는 어느 정도 공기 연행 효과가 있지만 공기 연행제를 대체할 수 없습니다.또한 HPMC와 공기 연행제를 동시에 사용하면 공기 연행제가 실패할 수 있습니다.
2.3 HPMC가 시멘트 모르타르의 기계적 성질에 미치는 영향
HPMC의 양이 0.05%에 불과하면 모르타르의 휨 강도가 크게 감소하는데, 이는 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 HPMC가 없는 공란 시료보다 약 25% 낮으며, 압축 강도는 공란 시료의 65%-80%에 불과합니다. HPMC의 양이 0.20%를 초과하면 모르타르의 휨 강도와 압축 강도의 감소가 눈에 띄지 않습니다. HPMC의 점도는 모르타르의 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않습니다. HPMC는 많은 미세 기포를 발생시키고, 모르타르에 대한 공기 연행 효과로 인해 모르타르의 내부 다공성과 유해한 기공이 증가하여 압축 강도와 휨 강도가 크게 감소합니다. 모르타르 강도가 감소하는 또 다른 이유는 경화된 모르타르에 물을 유지하는 셀룰로오스 에테르의 보수 효과와 큰 물-결합제 비율로 인해 시험 블록의 강도가 감소하기 때문입니다. 기계구조용 모르타르의 경우 셀룰로오스 에테르는 모르타르의 보수율을 현저히 증가시키고 작업성을 개선할 수 있지만, 사용량이 너무 많으면 모르타르의 기계적 성질에 심각한 영향을 미치므로 이 둘의 관계를 합리적으로 고려해야 합니다.
히드록시프로필 메틸셀룰로오스 HPMC의 함량이 증가함에 따라 모르타르의 접힘률은 전반적으로 증가하는 경향을 보였으며, 이는 기본적으로 선형적인 관계를 보였다. 이는 첨가된 셀룰로오스 에테르가 다량의 기포를 발생시켜 모르타르 내부에 결함을 증가시키고, 가이드 로즈 모르타르의 압축강도가 급격히 감소하는 데 기인한다. 휨강도 또한 일정 정도 감소하지만, 셀룰로오스 에테르는 모르타르의 유연성을 개선하여 휨강도에 유리하게 작용하여 감소 속도를 늦추는 효과가 있다. 종합적으로 고려할 때, 이 두 가지의 복합적인 효과는 접힘률 증가로 이어진다.
2.4 HPMC가 모르타르 L직경에 미치는 영향
AD 샘플의 기공 크기 분포 곡선, 기공 크기 분포 데이터 및 다양한 통계적 매개변수를 통해 HPMC가 시멘트 모르타르의 기공 구조에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다.
(1) HPMC를 첨가한 후 시멘트 모르타르의 기공 크기가 유의하게 증가했습니다. 기공 크기 분포 곡선에서 이미지의 면적은 오른쪽으로 이동하고, 피크 값에 해당하는 기공 값이 커졌습니다. HPMC를 첨가한 후 시멘트 모르타르의 기공 직경 중앙값은 공시료보다 유의하게 커졌으며, 0.3% 첨가량의 공시료는 공시료보다 기공 직경 중앙값이 두 자릿수(1000배) 증가했습니다.
(2) 콘크리트의 기공을 무해 기공(≤20nm), 덜 해로운 기공(20~100nm), 유해 기공(100~200nm), 많은 유해 기공(≥200nm)의 4가지 유형으로 구분한다. 표 1에서 볼 수 있듯이 HPMC를 첨가한 후에는 무해 기공이나 덜 해로운 기공의 수가 현저히 감소하고, 유해 기공이나 더 해로운 기공의 수가 증가한다. HPMC를 혼합하지 않은 시료의 무해 기공이나 덜 해로운 기공은 약 49.4%이다. HPMC를 첨가한 후에는 무해 기공이나 덜 해로운 기공이 현저히 감소한다. 0.1%의 투여량을 예로 들면 무해 기공이나 덜 해로운 기공이 약 45% 감소한다. %, 10um 이상의 유해 기공은 약 9배 증가한다.
(3) 히드록시프로필메틸셀룰로오스 HPMC 함량 증가에 따른 중앙 기공 직경, 평균 기공 직경, 비기공 부피 및 비표면적의 변화율은 매우 엄격한 규칙을 따르지 않는데, 이는 수은 주입 시험에서 시료 선택이나 큰 분산도와 관련이 있을 수 있습니다. 그러나 전반적으로 HPMC를 혼합한 시료의 중앙 기공 직경, 평균 기공 직경 및 비기공 부피는 공시료에 비해 증가하는 경향이 있는 반면, 비표면적은 감소하는 경향이 있습니다.
게시 시간: 2023년 4월 3일