Com o progresso contínuo da indústria e o aprimoramento da tecnologia, por meio da introdução e aprimoramento de máquinas de projeção de argamassa estrangeiras, a tecnologia de projeção mecânica e reboco se desenvolveu significativamente em meu país nos últimos anos. A argamassa de projeção mecânica é diferente da argamassa comum, que requer alto desempenho de retenção de água, fluidez adequada e certo desempenho anti-escorrimento. Normalmente, a hidroxipropilmetilcelulose é adicionada à argamassa, da qual o éter de celulose (HPMC) é o mais amplamente utilizado. As principais funções da hidroxipropilmetilcelulose HPMC em argamassa são: espessamento e viscosificação, ajuste de reologia e excelente capacidade de retenção de água. No entanto, as deficiências da HPMC não podem ser ignoradas. A HPMC tem um efeito de incorporação de ar, o que causará mais defeitos internos e reduzirá significativamente as propriedades mecânicas da argamassa. A Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. estudou a influência do HPMC na taxa de retenção de água, densidade, teor de ar e propriedades mecânicas da argamassa do ponto de vista macroscópico, e estudou a influência da hidroxipropilmetilcelulose HPMC na estrutura L da argamassa do ponto de vista microscópico.
1. Teste
1.1 Matérias-primas
Cimento: cimento P.0 42,5 disponível comercialmente, suas resistências à flexão e à compressão 28d são de 6,9 e 48,2 MPa, respectivamente; areia: areia fina de rio Chengde, malha 40-100; éter de celulose: produzido pela Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Éter de hidroxipropilmetilcelulose, pó branco, viscosidade nominal de 40, 100, 150, 200 Pa-s; água: água limpa da torneira.
1.2 Método de teste
De acordo com o JGJ/T 105-2011 "Regulamentos de Construção para Projeção Mecânica e Reboco", a consistência da argamassa é de 80-120 mm e a taxa de retenção de água é superior a 90%. Neste experimento, a proporção cal-areia foi fixada em 1:5, a consistência foi controlada em (93+2) mm e o éter de celulose foi misturado externamente, sendo a quantidade de mistura baseada na massa de cimento. As propriedades básicas da argamassa, como densidade úmida, teor de ar, retenção de água e consistência, são testadas com referência ao JGJ 70-2009 "Métodos de Teste para Propriedades Básicas de Argamassa de Construção", e o teor de ar é testado e calculado de acordo com o método de densidade. Os ensaios de preparação, resistência à flexão e compressão dos corpos de prova foram realizados de acordo com o GB/T 17671-1999 "Métodos para Ensaio da Resistência da Areia para Argamassa de Cimento (Método ISO)". O diâmetro das larvas foi medido por porosimetria de mercúrio. O modelo do porosímetro de mercúrio foi o AUTOPORE 9500, e a faixa de medição foi de 5,5 nm a 360 μm. Foram realizados quatro conjuntos de testes. A proporção cimento-areia foi de 1:5, a viscosidade do HPMC foi de 100 Pa-s e a dosagem foi de 0, 0,1%, 0,2% e 0,3% (os números são A, B, C e D, respectivamente).
2. Resultados e análise
2.1 Efeito do HPMC na taxa de retenção de água da argamassa de cimento
A retenção de água refere-se à capacidade da argamassa de reter água. Em argamassas projetadas por máquinas, a adição de éter de celulose pode reter água de forma eficaz, reduzir a taxa de exsudação e atender aos requisitos de hidratação completa de materiais à base de cimento. Efeito do HPMC na retenção de água da argamassa.
Com o aumento do teor de HPMC, a taxa de retenção de água da argamassa aumenta gradualmente. As curvas do éter de hidroxipropilmetilcelulose com viscosidades de 100, 150 e 200 Pa.s são basicamente as mesmas. Quando o teor é de 0,05% a 0,15%, a taxa de retenção de água aumenta linearmente e, quando o teor é de 0,15%, a taxa de retenção de água é superior a 93%. ; Quando a quantidade de grãos excede 0,20%, a tendência de aumento da taxa de retenção de água torna-se plana, indicando que a quantidade de HPMC está próxima da saturação. A curva de influência da quantidade de HPMC com viscosidade de 40 Pa.s na taxa de retenção de água é aproximadamente uma linha reta. Quando a quantidade é superior a 0,15%, a taxa de retenção de água da argamassa é significativamente menor do que a dos outros três tipos de HPMC com a mesma viscosidade. Acredita-se, em geral, que o mecanismo de retenção de água do éter de celulose seja o seguinte: o grupo hidroxila na molécula de éter de celulose e o átomo de oxigênio na ligação éter se associam à molécula de água para formar uma ligação de hidrogênio, de modo que a água livre se torna água ligada, exercendo assim um bom efeito de retenção de água. Acredita-se também que a interdifusão entre as moléculas de água e as cadeias moleculares do éter de celulose permite que as moléculas de água penetrem nas cadeias macromoleculares do éter de celulose e sejam submetidas a fortes forças de ligação, melhorando assim a retenção de água da pasta de cimento. Uma excelente retenção de água pode manter a argamassa homogênea, não facilmente segregada, e obter um bom desempenho de mistura, reduzindo o desgaste mecânico e aumentando a vida útil da máquina de projeção de argamassa.
2.2 Efeito da hidroxipropilmetilcelulose HPMC na densidade e no teor de ar da argamassa de cimento
Quando a quantidade de HPMC é de 0-0,20%, a densidade da argamassa diminui drasticamente com o aumento da quantidade de HPMC, de 2050 kg/m³ para cerca de 1650 kg/m³, o que é cerca de 20% menor; quando a quantidade de HPMC excede 0,20%, a densidade diminui. Em condições calmas, comparando os quatro tipos de HPMC com viscosidades diferentes, quanto maior a viscosidade, menor a densidade da argamassa; as curvas de densidade das argamassas com viscosidades mistas de 150 e 200 Pa.s de HPMC basicamente se sobrepõem, indicando que, à medida que a viscosidade do HPMC continua a aumentar, a densidade não diminui mais.
A lei de variação do teor de ar da argamassa é oposta à variação da densidade da argamassa. Quando o teor de hidroxipropilmetilcelulose HPMC é de 0-0,20%, com o aumento do teor de HPMC, o teor de ar da argamassa aumenta quase linearmente; o teor de HPMC excede 0,20%. Após 0,20%, o teor de ar praticamente não se altera, indicando que o efeito de incorporação de ar da argamassa está próximo da saturação. O efeito de incorporação de ar do HPMC com viscosidade de 150 e 200 Pa.s é maior do que o do HPMC com viscosidade de 40 e 100 Pa.s.
O efeito de incorporação de ar do éter de celulose é determinado principalmente por sua estrutura molecular. O éter de celulose possui grupos hidrofílicos (hidroxila, éter) e grupos hidrofóbicos (metila, anel de glicose) e é um surfactante. , possui atividade superficial, tendo assim um efeito de incorporação de ar. Por um lado, o gás introduzido pode atuar como um rolamento de esferas na argamassa, melhorando o desempenho de trabalho da argamassa, aumentando o volume e a produção, o que é benéfico para o fabricante. Mas, por outro lado, o efeito de incorporação de ar aumenta o teor de ar da argamassa e a porosidade após o endurecimento, resultando no aumento de poros prejudiciais e reduzindo significativamente as propriedades mecânicas. Embora o HPMC tenha um certo efeito de incorporação de ar, ele não pode substituir o agente de incorporação de ar. Além disso, quando o HPMC e o agente de incorporação de ar são usados ao mesmo tempo, o agente de incorporação de ar pode falhar.
2.3 Efeito do HPMC nas propriedades mecânicas da argamassa de cimento
Quando a quantidade de HPMC é de apenas 0,05%, a resistência à flexão da argamassa diminui significativamente, sendo cerca de 25% menor do que a da amostra em branco sem HPMC de hidroxipropilmetilcelulose, e a resistência à compressão pode atingir apenas 65% da amostra em branco -80%. Quando a quantidade de HPMC excede 0,20%, a diminuição da resistência à flexão e à compressão da argamassa não é óbvia. A viscosidade do HPMC tem pouco efeito nas propriedades mecânicas da argamassa. O HPMC introduz muitas bolhas de ar minúsculas, e o efeito de incorporação de ar na argamassa aumenta a porosidade interna e os poros prejudiciais da argamassa, resultando em uma diminuição significativa na resistência à compressão e na resistência à flexão. Outra razão para a diminuição da resistência da argamassa é o efeito de retenção de água do éter de celulose, que retém água na argamassa endurecida, e a alta relação água-aglutinante leva a uma diminuição na resistência do bloco de teste. Para argamassa de construção mecânica, embora o éter de celulose possa aumentar significativamente a taxa de retenção de água da argamassa e melhorar sua trabalhabilidade, se a dosagem for muito grande, afetará seriamente as propriedades mecânicas da argamassa, portanto, a relação entre os dois deve ser ponderada razoavelmente.
Com o aumento do teor de hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), a taxa de dobramento da argamassa apresentou uma tendência geral de aumento, sendo basicamente uma relação linear. Isso ocorre porque o éter de celulose adicionado introduz um grande número de bolhas de ar, o que causa mais defeitos no interior da argamassa, e a resistência à compressão da argamassa de base diminui drasticamente, embora a resistência à flexão também diminua em certa medida. No entanto, o éter de celulose pode melhorar a flexibilidade da argamassa, sendo benéfico para a resistência à flexão, o que reduz a taxa de redução. Considerando-se de forma abrangente, o efeito combinado dos dois leva a um aumento na taxa de dobramento.
2.4 Efeito do HPMC no diâmetro L da argamassa
A partir da curva de distribuição do tamanho dos poros, dos dados de distribuição do tamanho dos poros e de vários parâmetros estatísticos das amostras de DA, pode-se observar que o HPMC tem grande influência na estrutura dos poros da argamassa de cimento:
(1) Após a adição de HPMC, o tamanho dos poros da argamassa de cimento aumenta significativamente. Na curva de distribuição do tamanho dos poros, a área da imagem se move para a direita e o valor do poro correspondente ao valor de pico aumenta. Após a adição de HPMC, o diâmetro mediano dos poros da argamassa de cimento é significativamente maior do que o da amostra em branco, e o diâmetro mediano dos poros da amostra com dosagem de 0,3% aumenta em 2 ordens de grandeza em comparação com a amostra em branco.
(2) Divida os poros do concreto em quatro tipos, a saber, poros inofensivos (≤20 nm), poros menos nocivos (20-100 nm), poros nocivos (100-200 nm) e muitos poros nocivos (≥200 nm). Pode-se observar na Tabela 1 que o número de orifícios inofensivos ou orifícios menos nocivos é significativamente reduzido após a adição de HPMC, e o número de orifícios nocivos ou orifícios mais nocivos é aumentado. Os poros inofensivos ou poros menos nocivos das amostras não misturadas com HPMC são cerca de 49,4%. Após a adição de HPMC, os poros inofensivos ou poros menos nocivos são significativamente reduzidos. Tomando a dosagem de 0,1% como exemplo, os poros inofensivos ou poros menos nocivos são reduzidos em cerca de 45%. %, o número de orifícios nocivos maiores que 10um aumentou cerca de 9 vezes.
(3) O diâmetro mediano dos poros, o diâmetro médio dos poros, o volume específico dos poros e a área superficial específica não seguem uma regra de variação muito rigorosa com o aumento do teor de HPMC de hidroxipropilmetilcelulose, o que pode estar relacionado à seleção da amostra no teste de injeção de mercúrio, relacionada à grande dispersão. Mas, no geral, o diâmetro mediano dos poros, o diâmetro médio dos poros e o volume específico dos poros da amostra misturada com HPMC tendem a aumentar em comparação com a amostra em branco, enquanto a área superficial específica diminui.
Horário da publicação: 03/04/2023