С непрерывным прогрессом промышленности и совершенствованием технологий, посредством внедрения и усовершенствования иностранных машин для распыления раствора, технология механического распыления и штукатурки в моей стране в последние годы получила значительное развитие. Механический распыляемый раствор отличается от обычного раствора, который требует высокой водоудерживающей способности, подходящей текучести и определенных противопроседающих свойств. Обычно в раствор добавляют гидроксипропилметилцеллюлозу, из которых наиболее широко используется эфир целлюлозы (HPMC). Основными функциями гидроксипропилметилцеллюлозы HPMC в растворе являются: загущение и загустевание, регулирование реологии и отличная водоудерживающая способность. Однако нельзя игнорировать недостатки HPMC. HPMC обладает воздухововлекающим эффектом, что приведет к большему количеству внутренних дефектов и серьезно снизит механические свойства раствора. Компания Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. изучила влияние ГПМЦ на скорость удержания воды, плотность, содержание воздуха и механические свойства раствора с макроскопической точки зрения, а также изучила влияние гидроксипропилметилцеллюлозы ГПМЦ на L-структуру раствора с микроскопической точки зрения.
1. Тест
1.1 Сырье
Цемент: коммерчески доступный цемент P.0 42.5, его прочность на изгиб и сжатие 28d составляет 6,9 и 48,2 МПа соответственно; песок: мелкий речной песок Чэндэ, 40-100 меш; эфир целлюлозы: производства компании Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Эфир гидроксипропилметилцеллюлозы, белый порошок, номинальная вязкость 40, 100, 150, 200 Па·с; вода: чистая водопроводная вода.
1.2 Метод испытания
Согласно JGJ/T 105-2011 «Строительные правила для механического распыления и штукатурки», консистенция раствора составляет 80-120 мм, а уровень водоудержания превышает 90%. В этом эксперименте соотношение извести и песка было установлено на уровне 1:5, консистенция контролировалась на уровне (93+2) мм, а эфир целлюлозы смешивался снаружи, а количество смешивания основывалось на массе цемента. Основные свойства раствора, такие как плотность во влажном состоянии, содержание воздуха, водоудержание и консистенция, проверяются со ссылкой на JGJ 70-2009 «Методы испытаний основных свойств строительного раствора», а содержание воздуха проверяется и рассчитывается в соответствии с методом плотности. Подготовка, испытания на прочность на изгиб и сжатие образцов проводились в соответствии с GB/T 17671-1999 «Методы испытаний прочности песка для цементного раствора (метод ISO)». Диаметр личинок измеряли методом ртутной порозиметрии. Модель ртутного порозиметра — AUTOPORE 9500, диапазон измерений — 5,5 нм — 360 мкм. Всего было проведено 4 набора испытаний. Соотношение цемента и песка составляло 1:5, вязкость ГПМЦ — 100 Па·с, дозировка — 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (номера — A, B, C, D соответственно).
2. Результаты и анализ
2.1 Влияние ГПМЦ на водоудерживающую способность цементного раствора
Водоудержание относится к способности раствора удерживать воду. В растворе, распыляемом машиной, добавление эфира целлюлозы может эффективно удерживать воду, снижать скорость кровотечения и соответствовать требованиям полной гидратации материалов на основе цемента. Влияние ГПМЦ на водоудержание раствора.
С увеличением содержания HPMC водоудерживающая способность раствора постепенно увеличивается. Кривые эфира гидроксипропилметилцеллюлозы с вязкостью 100, 150 и 200 Па.с в основном одинаковы. При содержании 0,05% -0,15% водоудерживающая способность увеличивается линейно, а при содержании 0,15% водоудерживающая способность превышает 93%. ; Когда количество крупки превышает 0,20%, тенденция к увеличению водоудерживающей способности становится плоской, что указывает на то, что количество HPMC близко к насыщению. Кривая влияния количества HPMC с вязкостью 40 Па.с на водоудерживающую способность представляет собой приблизительно прямую линию. Когда количество превышает 0,15%, водоудерживающая способность раствора значительно ниже, чем у трех других видов HPMC с такой же вязкостью. Обычно считается, что механизм удержания воды эфиром целлюлозы следующий: гидроксильная группа в молекуле эфира целлюлозы и атом кислорода в эфирной связи будут связываться с молекулой воды, образуя водородную связь, так что свободная вода становится связанной водой, тем самым играя хороший эффект удержания воды; Также считается, что взаимодиффузия между молекулами воды и молекулярными цепями эфира целлюлозы позволяет молекулам воды проникать внутрь макромолекулярных цепей эфира целлюлозы и подвергаться сильным связующим силам, тем самым улучшая удержание воды цементным раствором. Отличное удержание воды может сохранять раствор однородным, не легко расслаиваться и получать хорошие характеристики смешивания, одновременно снижая механический износ и увеличивая срок службы машины для распыления раствора.
2.2 Влияние гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) на плотность и содержание воздуха в цементном растворе
Когда количество HPMC составляет 0-0,20%, плотность раствора резко уменьшается с увеличением количества HPMC, с 2050 кг/м3 до примерно 1650 кг/м3, что примерно на 20% ниже; когда количество HPMC превышает 0,20%, плотность уменьшается. в спокойном состоянии. Сравнивая 4 вида HPMC с различной вязкостью, чем выше вязкость, тем ниже плотность раствора; кривые плотности растворов со смешанными вязкостями 150 и 200 Па.с HPMC в основном перекрываются, что указывает на то, что по мере того, как вязкость HPMC продолжает увеличиваться, плотность больше не уменьшается.
Закон изменения содержания воздуха в растворе противоположен изменению плотности раствора. При содержании гидроксипропилметилцеллюлозы ГПМЦ 0-0,20% с увеличением содержания ГПМЦ содержание воздуха в растворе увеличивается почти линейно; содержание ГПМЦ превышает После 0,20% содержание воздуха практически не изменяется, что свидетельствует о том, что воздухововлекающий эффект раствора близок к насыщению. Воздухововлекающий эффект ГПМЦ с вязкостью 150 и 200 Па.с больше, чем у ГПМЦ с вязкостью 40 и 100 Па.с.
Воздухововлекающий эффект эфира целлюлозы в основном определяется его молекулярной структурой. Эфир целлюлозы имеет как гидрофильные группы (гидроксильные, эфирные), так и гидрофобные группы (метил, глюкозное кольцо) и является поверхностно-активным веществом. , обладает поверхностной активностью, таким образом, оказывая воздухововлекающий эффект. С одной стороны, введенный газ может действовать как шарикоподшипник в растворе, улучшать рабочие характеристики раствора, увеличивать объем и повышать выход, что выгодно для производителя. Но с другой стороны, воздухововлекающий эффект увеличивает содержание воздуха в растворе и пористость после затвердевания, что приводит к увеличению вредных пор и значительному снижению механических свойств. Хотя ГПМЦ обладает определенным воздухововлекающим эффектом, он не может заменить воздухововлекающий агент. Кроме того, при одновременном использовании ГПМЦ и воздухововлекающего агента воздухововлекающий агент может выйти из строя.
2.3 Влияние ГПМЦ на механические свойства цементного раствора
Когда количество HPMC составляет всего 0,05%, прочность раствора на изгиб значительно снижается, что примерно на 25% ниже, чем у холостого образца без гидроксипропилметилцеллюлозы HPMC, а прочность на сжатие может достигать только 65% от холостого образца -80%. Когда количество HPMC превышает 0,20%, снижение прочности на изгиб и прочности на сжатие раствора не очевидно. Вязкость HPMC мало влияет на механические свойства раствора. HPMC вводит много мелких пузырьков воздуха, а эффект вовлечения воздуха в раствор увеличивает внутреннюю пористость и вредные поры раствора, что приводит к значительному снижению прочности на сжатие и прочности на изгиб. Другой причиной снижения прочности раствора является эффект удержания воды эфиром целлюлозы, который удерживает воду в затвердевшем растворе, а большое соотношение вода-связующее приводит к снижению прочности испытательного блока. Что касается механического строительного раствора, то, хотя эфир целлюлозы может значительно повысить водоудерживающую способность раствора и улучшить его удобоукладываемость, если дозировка слишком большая, это серьезно повлияет на механические свойства раствора, поэтому соотношение между ними следует разумно взвешивать.
С увеличением содержания гидроксипропилметилцеллюлозы ГПМЦ коэффициент складывания раствора показал общую тенденцию к росту, которая в основном была линейной зависимостью. Это связано с тем, что добавленный эфир целлюлозы вводит большое количество пузырьков воздуха, что вызывает больше дефектов внутри раствора, а прочность на сжатие раствора направляющей розы резко снижается, хотя прочность на изгиб также снижается в определенной степени; но эфир целлюлозы может улучшить гибкость раствора, он полезен для прочности на изгиб, что замедляет скорость снижения. Рассматривая всесторонне, объединенный эффект двух приводит к увеличению коэффициента складывания.
2.4 Влияние ГПМЦ на диаметр раствора L
Из кривой распределения пор по размерам, данных распределения пор по размерам и различных статистических параметров образцов AD видно, что ГПМЦ оказывает большое влияние на структуру пор цементного раствора:
(1) После добавления HPMC размер пор цементного раствора значительно увеличивается. На кривой распределения размеров пор область изображения смещается вправо, а значение пор, соответствующее пиковому значению, становится больше. После добавления HPMC медианный диаметр пор цементного раствора значительно больше, чем у холостого образца, а медианный диаметр пор образца с дозировкой 0,3% увеличивается на 2 порядка по сравнению с холостым образцом.
(2) Разделим поры в бетоне на четыре типа, а именно безвредные поры (≤20 нм), менее вредные поры (20-100 нм), вредные поры (100-200 нм) и много вредных пор (≥200 нм). Из Таблицы 1 видно, что количество безвредных отверстий или менее вредных отверстий значительно уменьшается после добавления ГПМЦ, а количество вредных отверстий или более вредных отверстий увеличивается. Безвредных пор или менее вредных пор образцов, не смешанных с ГПМЦ, около 49,4%. После добавления ГПМЦ безвредных пор или менее вредных пор значительно уменьшается. Взяв дозировку 0,1% в качестве примера, безвредные поры или менее вредные поры уменьшаются примерно на 45%. %, количество вредных отверстий размером более 10 мкм увеличивается примерно в 9 раз.
(3) Медианный диаметр пор, средний диаметр пор, удельный объем пор и удельная площадь поверхности не следуют очень строгому правилу изменения с увеличением содержания гидроксипропилметилцеллюлозы ГПМЦ, что может быть связано с выбором образца в тесте на впрыскивание ртути. связано с большой дисперсией. Но в целом медианный диаметр пор, средний диаметр пор и удельный объем пор образца, смешанного с ГПМЦ, имеют тенденцию к увеличению по сравнению с холостым образцом, в то время как удельная площадь поверхности уменьшается.
Время публикации: 03.04.2023