Dankzij de voortdurende ontwikkeling van de technologie voor gevelisolatie, de voortdurende vooruitgang in de technologie voor de productie van cellulose en de uitstekende eigenschappen van HPMC zelf, wordt HPMC de laatste jaren op grote schaal gebruikt in de bouwsector.
Om het werkingsmechanisme tussen HPMC en cementgebaseerde materialen verder te onderzoeken, richt dit artikel zich op het verbeterende effect van HPMC op de cohesie-eigenschappen van cementgebaseerde materialen.
stollingstijd
De uithardingstijd van beton is hoofdzakelijk gerelateerd aan de uithardingstijd van cement en het toeslagmateriaal heeft hier weinig invloed op. Daarom kan de uithardingstijd van mortel in plaats daarvan worden gebruikt om de invloed van HPMC op de uithardingstijd van onderwater niet-dispergeerbaar betonmengsel te bestuderen, omdat de uithardingstijd van mortel wordt beïnvloed door water. Om de invloed van HPMC op de uithardingstijd van mortel te evalueren, is het daarom noodzakelijk om de water-cementverhouding en de mortelverhouding van mortel vast te stellen.
Uit experimenten blijkt dat de toevoeging van HPMC een significant vertragend effect heeft op het mortelmengsel, en dat de uithardingstijd van de mortel geleidelijk toeneemt met de toename van het HPMC-gehalte. Bij een gelijkblijvend HPMC-gehalte is de onderwatergevormde mortel sneller dan de in de lucht gevormde mortel. De uithardingstijd van middelharde vormen is langer. Vergeleken met een blanco proefstuk, gemeten in water, wordt de uithardingstijd van de met HPMC gemengde mortel met 6-18 uur vertraagd voor de initiële uitharding en met 6-22 uur voor de uiteindelijke uitharding. HPMC dient daarom in combinatie met versnellers te worden gebruikt.
HPMC is een hoogmoleculair polymeer met een lineaire macromoleculaire structuur en een hydroxylgroep op de functionele groep. Dit polymeer kan waterstofbruggen vormen met de moleculen van het aanmaakwater en de viscositeit van het aanmaakwater verhogen. De lange molecuulketens van HPMC trekken elkaar aan, waardoor de HPMC-moleculen zich met elkaar verstrengelen en een netwerkstructuur vormen die het cement en het aanmaakwater omhult. Omdat HPMC een netwerkstructuur vormt die lijkt op een film en het cement omhult, voorkomt het effectief de verdamping van water in de mortel en verhindert of vertraagt het de hydratatiesnelheid van het cement.
Bloeden
Het bloedingsverschijnsel van mortel is vergelijkbaar met dat van beton, wat ernstige verzakking van het aggregaat veroorzaakt, wat resulteert in een toename van de water-cementverhouding van de bovenste laag slib. Hierdoor ontstaat in het beginstadium een grote plastische krimp van de bovenste laag slib en zelfs scheuren, en de sterkte van de oppervlaktelaag van slib is relatief zwak.
Bij een dosering boven 0,5% treedt er in principe geen uitbloeding op. Dit komt doordat HPMC, wanneer het in de mortel wordt gemengd, een filmvormende netwerkstructuur heeft en de adsorptie van hydroxylgroepen aan de lange keten van macromoleculen ervoor zorgt dat het cement en het aanmaakwater in de mortel een vlokvorming vormen, wat zorgt voor een stabiele structuur van de mortel. Na toevoeging van HPMC aan de mortel ontstaan er talrijke kleine luchtbelletjes. Deze luchtbelletjes worden gelijkmatig verdeeld in de mortel en verhinderen de afzetting van aggregaat. De technische eigenschappen van HPMC hebben een grote invloed op cementgebonden materialen en worden vaak gebruikt voor de bereiding van nieuwe cementgebonden composietmaterialen, zoals droogpoedermortel en polymeermortel, waardoor het een goede water- en kunststofretentie heeft.
Vraag naar mortelwater
Een kleine hoeveelheid HPMC heeft een grote invloed op de waterbehoefte van de mortel. Wanneer de expansiegraad van de verse mortel in principe gelijk blijft, veranderen het HPMC-gehalte en de waterbehoefte van de mortel binnen een bepaalde tijd lineair, waarbij de waterbehoefte van de mortel eerst afneemt en vervolgens duidelijk toeneemt. Wanneer de hoeveelheid HPMC minder dan 0,025% is, neemt de waterbehoefte van de mortel bij een gelijke expansiegraad af naarmate de hoeveelheid toeneemt. Dit toont aan dat een kleine hoeveelheid HPMC een waterreducerend effect heeft op de mortel en HPMC een luchtbelvormend effect heeft. Er bevinden zich een groot aantal kleine, onafhankelijke luchtbelletjes in de mortel, die als smeermiddel fungeren en de vloeibaarheid van de mortel verbeteren. Wanneer de dosering groter is dan 0,025%, neemt de waterbehoefte van de mortel toe naarmate de dosering toeneemt. Dit komt doordat de netwerkstructuur van HPMC verder compleet is en de ruimte tussen de vlokken op de lange moleculaire keten kleiner wordt, wat aantrekkingskracht en cohesie creëert en de vloeibaarheid van de mortel vermindert. Onder de voorwaarde dat de mate van expansie in principe gelijk is, vertoont de slurry dus een toename in de waterbehoefte.
01. Dispersieweerstandstest:
Antidispersie is een belangrijke technische index om de kwaliteit van antidispersiemiddelen te meten. HPMC is een in water oplosbare polymeerverbinding, ook wel bekend als wateroplosbare hars of wateroplosbaar polymeer. Het verhoogt de consistentie van het mengsel door de viscositeit van het mengwater te verhogen. Het is een hydrofiel polymeermateriaal dat in water kan oplossen en zo een oplossing of dispersie kan vormen.
Experimenten tonen aan dat wanneer de hoeveelheid naftaleengebaseerde, zeer efficiënte superplastificeerder toeneemt, de toevoeging van superplastificeerder de dispersieweerstand van vers gemengde cementmortel zal verminderen. Dit komt doordat de naftaleengebaseerde, zeer efficiënte waterreducerende stof een oppervlakteactieve stof is. Wanneer de waterreducerende stof aan de mortel wordt toegevoegd, zal deze zich op het oppervlak van de cementdeeltjes richten, waardoor de cementdeeltjes dezelfde lading krijgen. Deze elektrische afstoting zorgt ervoor dat de cementdeeltjes zich vormen. De flocculatiestructuur van het cement wordt afgebroken en het in de structuur verpakte water komt vrij, waardoor een deel van het cement verloren gaat. Tegelijkertijd is gebleken dat met de toename van het HPMC-gehalte de dispersieweerstand van verse cementmortel steeds beter wordt.
02. Sterkte-eigenschappen van beton:
In een pilot-funderingsproject werd HPMC-onderwaterbetonmengsel toegepast dat niet dispergeerbaar is en een sterkte had van C25. Volgens de basistest bedroeg de hoeveelheid cement 400 kg, de hoeveelheid gemengd silica fume 25 kg/m3, de optimale hoeveelheid HPMC 0,6% van de cementhoeveelheid, de water-cementverhouding 0,42, het zandpercentage 40% en de output van naftaleengebaseerde, zeer efficiënte waterreducer De hoeveelheid cement was 8%, de gemiddelde sterkte na 28 dagen van het betonmonster in de lucht was 42,6 MPa, de gemiddelde sterkte na 28 dagen van het onderwaterbeton met een valhoogte van 60 mm was 36,4 MPa en de sterkteverhouding van het watergevormde beton tot het luchtgevormde beton was 84,8%, het effect was significanter.
03. Experimenten tonen aan:
(1) De toevoeging van HPMC heeft een duidelijk vertragend effect op het mortelmengsel. Naarmate het HPMC-gehalte toeneemt, wordt de uithardingstijd van de mortel geleidelijk verlengd. Bij een gelijkblijvend HPMC-gehalte is de mortel die onder water wordt gevormd sneller dan die in de lucht. De uithardingstijd van mediumvormen is langer. Deze eigenschap is gunstig voor het onderwaterpompen van beton.
(2) De vers gemengde cementmortel gemengd met hydroxypropylmethylcellulose heeft goede cohesie-eigenschappen en vrijwel geen uitbloeding.
(3) De hoeveelheid HPMC en de waterbehoefte van mortel namen eerst af en namen daarna duidelijk toe.
(4) Door toevoeging van een waterreducerend middel wordt het probleem van de toegenomen vraag naar water voor mortel opgelost, maar de dosering ervan moet redelijk worden gecontroleerd, anders wordt de weerstand tegen onderwaterdispersie van vers gemengde cementmortel soms verminderd.
(5) Er is weinig verschil in structuur tussen het met HPMC gemengde cementpastamonster en het blanco monster, en er is weinig verschil in structuur en dichtheid van het in water en in lucht gegoten cementpastamonster. Het gedurende 28 dagen onder water gevormde monster is licht krokant. De belangrijkste reden hiervoor is dat de toevoeging van HPMC het verlies en de dispersie van cement bij het gieten in water aanzienlijk vermindert, maar ook de compactheid van cementsteen vermindert. In het project moet de dosering van HPMC, mits het effect van niet-dispersie onder water wordt gewaarborgd, zoveel mogelijk worden verlaagd.
(6) Het toevoegen van HPMC-onderwaterbeton, een niet-dispergeerbare betonhulpstof, waarbij de dosering wordt gecontroleerd, is gunstig voor de sterkte. Het pilotproject toont aan dat de sterkteverhouding van watergevormd beton en luchtgevormd beton 84,8% bedraagt, en dat het effect relatief significant is.
Geplaatst op: 6 mei 2023