Mekaniske egenskaber af celluloseether modificeret til cementmørtel

Den modificerede cementmørtel med et vand-cementforhold på 0,45, et kalk-sandforhold på 1:2,5 og celluloseether med forskellige viskositeter på 0 %, 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, 0,8 % og 1,0 % blev fremstillet .Ved at måle de mekaniske egenskaber af cementmørtel og observere den mikroskopiske morfologi, blev effekten af ​​HEMC på trykstyrken, bøjningsstyrken og bindingsstyrken af ​​modificeret cementmørtel undersøgt.Forskningsresultaterne viser, at: med stigningen i HEMC-indholdet falder trykstyrken af ​​modificeret mørtel ved forskellige aldre kontinuerligt, og faldområdet falder og har en tendens til at være skånsomt;når det samme indhold af celluloseether tilsættes, er trykstyrken af ​​celluloseethermodificeret mørtel med forskellige viskositeter: HEMC20HEMC10>HEMC5.

Nøgleord:cellulose ether;cementmørtel;trykstyrke;bøjningsstyrke;bindingsstyrke

1. Introduktion

På dette stadium overstiger den årlige efterspørgsel efter mørtel i verden 200 millioner tons, og den industrielle efterspørgsel er stadig stigende.På nuværende tidspunkt har den traditionelle cementmørtel defekter såsom blødning, delaminering, stort tørresvind, dårlig uigennemtrængelighed, lav trækstyrke og ufuldstændig hydrering på grund af vandtab, som er vanskelige at løse, hvilket ikke kun forårsager konstruktionsfejl, men også fører til til hærdning Der opstår fænomener som mørtelrevner, pulverisering, udskillelse og udhulning.

Som et af de mest almindeligt anvendte tilsætningsstoffer til kommerciel mørtel har celluloseether funktionerne som vandretention, fortykkelse og retardering og kan bruges til at forbedre de fysiske egenskaber af cementmørtel såsom bearbejdelighed, vandretention, bindingsevne og hærdningstid , såsom en betydelig forøgelse af cement.Mørtlens trækstyrke vil blive reduceret, men cementmørtlens trykstyrke, bøjningsstyrke og elasticitetsmodul vil blive reduceret.Zhang Yishun og andre undersøgte virkningen af ​​methylcelluloseether og hydroxypropylmethylcelluloseether på egenskaberne af mørtel.Resultaterne viste, at: begge celluloseethere kan forbedre vandtilbageholdelsen af ​​mørtel, og bøjningsstyrken og trykstyrken falder i forskellige grader, mens foldeforholdet og bindingsstyrken af ​​mørtel øges i forskellige grader, og mørtlens krympeevne kan blive forbedret.AJenni, R.Zurbriggen osv. brugte moderne test- og analyseteknikker til at studere interaktionen mellem forskellige materialer i det celluloseethermodificerede tyndtlags-klæbende mørtelsystem og observerede, at celluloseether og Ca(OH) optrådte nær overfladen af ​​mørtlen .2, der angiver migrationen af ​​celluloseethere i cementbaserede materialer.

I dette papir, ved hjælp af mørteltestmetoder såsom trykmodstand, bøjningsmodstand, binding og SEM mikroskopisk udseende, studeres indflydelsen af ​​celluloseethercementmørtel på mekaniske egenskaber såsom trykstyrke, bøjningsmodstand og bindingsstyrke i forskellige aldre, og det er redegjort for.dens virkningsmekanisme.

2. Råvarer og testmetoder

2.1 Råvarer

2.1.1 Cement

Almindelig lauratcement produceret af Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., model P 042.5 (GB175-2007), har en densitet på 3,25 g/cm³ og et specifikt overfladeareal på 4200 cm²/g.

2.1.2 Hydroxypropylmethylcelluloseether

Dethydroxyethylmethylcelluloseetherproduceret af Hercules Group i USA har viskositeter på 50000MPa/s, 100000MPa/s og 200000MPa/s i 2% opløsning ved 25°C, og følgende forkortelser er HEMC5, HEMC10 og HEMC20.

2.2 Testmetode

en.Trykstyrke af modificeret mørtel

Trykstyrken af ​​de grønne kropsprøver blev testet med en TYE-300 trykstyrkemaskine fra Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Belastningshastigheden er 0,5 kN/s.Trykstyrketesten udføres i henhold til GB/T17671-1999 "Cement Mortar Strength Test Method (ISO Method)".

Per definition er formlen til beregning af den grønne krops trykstyrke:

Rc=F/S

Hvor Rc—trykstyrke, MPa;

F—den fejlbelastning, der virker på prøven, kN;

S—trykområde, m².

Per definition er formlen til beregning af bøjningsstyrken af ​​den grønne krop:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) = 0,234×P

I formlen er Rf—bøjningsstyrke, MPa;

P—den fejlbelastning, der virker på prøven, kN;

L—afstanden mellem centrene af støttecylindre, det vil sige 10 cm;

b, h—bredden og højden af ​​tværsnittet af testlegemet, som begge er 4 cm.

b.Trækbindingsstyrke af modificeret cementmørtel

Brug ZQS6-2000 Adhesive Brick Adhesive Strength Detector til at måle klæbestyrken, og trækhastigheden er 2 mm/min.Vedhæftningsstyrketesten er udført i henhold til JC/T985-2005 "Cementbaseret selvnivellerende mørtel til jord".

Per definition er formlen til beregning af bindingsstyrken af ​​det grønne legeme:

P=F/S

I formlen P—trækstyrke, MPa;

F—maksimal fejlbelastning, N;

S—limningsareal, mm².

3. Resultater og diskussioner

3.1 Trykstyrke

Ud fra trykstyrken af ​​to slags celluloseethermodificerede mørtler med forskellige viskositeter ved forskellige aldre, kan det ses, at med stigningen i HEMC-indholdet faldt trykstyrken af ​​celluloseethermodificerede mørtler i forskellige aldre (3d, 7d og 28d) væsentligt.Signifikant faldet og gradvist stabiliseret: når indholdet af HEMC var mindre end 0,4 %, faldt trykstyrken signifikant sammenlignet med blindprøven;når indholdet af HEMC var 0,4%~1,0%, faldt tendensen med faldende trykstyrke.Når indholdet af celluloseether er større end 0,8 %, er trykstyrken af ​​7d og 28d alderen lavere end for blindprøven ved 3d alderen, mens trykstyrken af ​​den modificerede mørtel 3d er næsten nul, og prøven er let presset Øjeblikkeligt knust, indersiden er pulveragtig, og densiteten er meget lav.

Indvirkningen af ​​den samme HEMC på trykstyrken af ​​modificeret mørtel i forskellige aldre er også forskellig, hvilket viser, at trykstyrken på 28d falder med stigningen i HEMC-indholdet mere end for 7d og 3d.Dette viser, at den retarderende effekt af HEMC altid har eksisteret med stigende alder, og den retarderende effekt af HEMC er ikke blevet påvirket af reduktionen af ​​vand i systemet eller fremskridt i hydreringsreaktionen, hvilket resulterer i vækst af trykstyrken af den modificerede mørtel er meget mindre end uden mørtelprøver blandet med HEMC.

Ud fra ændringskurven for trykstyrke af celluloseethermodificeret mørtel ved forskellige aldre kan det ses, at når den samme mængde celluloseether tilsættes, er trykstyrken for celluloseethermodificeret mørtel med forskellige viskositeter: HEMC20HEMC10>HEMC5.Dette skyldes, at HEMC med en høj polymerisationsgrad har en større effekt på reduktionen af ​​trykstyrken af ​​mørtel end HEMC med en lav polymerisationsgrad, men trykstyrken af ​​den modificerede mørtel blandet med HEMC er meget lavere end den for mørtel. blankmørtel uden HEMC.

Følgende tre faktorer fører til et fald i den modificerede mørtels trykstyrke: på den ene side, fordi den vandopløselige HEMC makromolekylære netværksstruktur dækker cementpartiklerne, CSH gel, calciumoxid, calciumaluminathydrat og andre partikler og uhydreret. partikler På overfladen, især i det tidlige stadie af cementhydrering, sænker adsorptionen mellem calciumaluminathydrat og HEMC hydreringsreaktionen af ​​calciumaluminat, hvilket resulterer i et betydeligt fald i trykstyrken.Den forsinkende effekt af den permanente mørtel er indlysende, hvilket viser, at når indholdet af HEMC20 når 0,8% ~ 1%, er 3d-styrken af ​​den modificerede mørtelprøve nul;på den anden side har den hydrerede HEMC-opløsning en højere viskositet, og under blandingsprocessen af ​​mørtlen kan den blandes med luft for at danne et stort antal luftbobler, hvilket resulterer i et stort antal hulrum i den hærdede mørtel , og prøvens trykstyrke falder kontinuerligt med stigningen i HEMC-indholdet og stigningen i dens polymerisationsgrad;Mørtelsystemet øger kun mørtlens fleksibilitet og kan ikke spille rollen som stiv støtte, så trykstyrken reduceres.

3.2 Bøjningsstyrke

Ud fra bøjningsstyrken af ​​to celluloseethermodificerede mørtler med forskellig viskositet i forskellige aldre kan det ses, at i lighed med ændringen i trykstyrken af ​​modificeret mørtel, falder bøjningsstyrken af ​​celluloseethermodificeret mørtel gradvist med stigningen i HEMC-indholdet.

Fra ændringskurven for bøjningsstyrken for celluloseethermodificeret mørtel ved forskellige aldre kan det ses, at når indholdet af celluloseether er det samme, er bøjningsstyrken af ​​HEMC20 modificeret mørtelprøve en smule lavere end den for HEMC10 modificeret mørtelprøve, mens når indholdet af HEMC er 0,4%~0,8%, falder kurverne for 28d bøjningsstyrkeændringer for de to næsten sammen.

Ud fra ændringskurven for bøjningsstyrken af ​​celluloseethermodificeret mørtel ved forskellige aldre kan det også ses, at ændringen i bøjningsstyrken for modificeret mørtel er: HEMC5

3.3 Bindingsstyrke

Det kan ses af variationskurverne for bindingsstyrken af ​​de tre celluloseethermodificerede mørtler i forskellige aldre, at bindingsstyrken af ​​den modificerede mørtel stiger med stigningen i HEMC-indholdet og gradvist har en tendens til at være stabil.Med alderens forlængelse viste bindingsstyrken af ​​modificeret mørtel også en stigende tendens.

Det kan ses ud fra 28-dages bindingsstyrkeændringskurver for de tre celluloseethermodificerede mørtler, at bindingsstyrken af ​​den modificerede mørtel stiger med stigningen i HEMC-indholdet og gradvist har en tendens til at være stabil.På samme tid, med stigningen i polymerisationsgraden af ​​celluloseether, er ændringen af ​​bindingsstyrken for modificeret mørtel: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Dette skyldes indførelsen af ​​et stort antal porer i den modificerede mørtel med højt HEMC-indhold, hvilket resulterer i stigningen i porøsiteten af ​​det hærdede legeme, faldet i densiteten af ​​strukturen og den langsomme vækst af bindingsstyrken ;i trækprøven opstod bruddet i den modificerede mørtel Indvendigt er der ingen brud på kontaktfladen mellem den modificerede mørtel og underlaget, hvilket indikerer, at bindingsstyrken mellem den modificerede mørtel og underlaget er større end den hærdede. modificeret mørtel.Men når mængden af ​​HEMC er lav (0%~0,4%), kan de vandopløselige HEMC-molekyler dække og pakke sig ind på de hydrerede cementpartikler og danne en polymerfilm mellem cementpartiklerne, hvilket øger fleksibiliteten og fleksibiliteten af den modificerede mørtel.Plasticitet, og på grund af HEMC's fremragende vandretention, har den modificerede mørtel tilstrækkelig vand til hydreringsreaktion, hvilket sikrer udviklingen af ​​cementstyrke, og bindingsstyrken af ​​modificeret cementmørtel stiger lineært.

3.4 SEM

Fra SEM-sammenligningsbillederne før og efter den celluloseethermodificerede mørtel kan det ses, at mellemrummene mellem krystalkornene i den umodificerede mørtel er relativt store, og der dannes en lille mængde krystaller.I den modificerede mørtel vokser krystallerne fuldt ud, inkorporeringen af ​​celluloseether forbedrer mørtlens vandtilbageholdelsesevne, cementen er fuldt hydreret, og hydreringsprodukterne er indlysende.

Dette skyldes, at celluloseether er blevet behandlet med en speciel etherificeringsproces, som har fremragende dispersion og vandretention.Vandet frigives gradvist over længere tid, kun en lille mængde vand slipper ud af kapillarporerne på grund af tørring og fordampning, og det meste af vandet hydrater med cementen for at sikre styrken af ​​den modificerede cementmørtel.

4. Konklusion

en.Når indholdet af HEMC stiger, falder trykstyrken af ​​modificeret mørtel ved forskellige aldre kontinuerligt, og reduktionsområdet falder og har en tendens til at være fladt;når indholdet af celluloseether er større end 0,8 %, er 7d og 28d. Trykstyrken af ​​den 3d-ældede blindprøve er lavere end den for blindprøven, mens den modificerede mørtels 3d-ældne trykstyrke er næsten nul.Prøven knækker, når den trykkes let, og indersiden er pulveragtig med lav densitet.

b.Når den samme mængde celluloseether tilsættes, ændres trykstyrken af ​​celluloseethermodificeret mørtel med forskellige viskositeter som følger: HEMC20HEMC10>HEMC5.

c.Bøjningsstyrken af ​​celluloseethermodificeret mørtel falder gradvist med stigningen i HEMC-indholdet.Ændringen af ​​bøjningsstyrken for modificeret mørtel er: HEMC5

d.Klæbestyrken af ​​modificeret mørtel stiger med stigningen i HEMC-indholdet og har gradvist tendens til at være stabil.På samme tid, med stigningen i polymerisationsgraden af ​​celluloseether, er ændringen af ​​bindingsstyrken for modificeret mørtel: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e.Efter at celluloseetheren er blandet i cementmørtlen, vokser krystallen fuldt ud, porerne mellem krystalkornene reduceres, og cementen er fuldt hydreret, hvilket sikrer cementmørtlens tryk-, bøjnings- og bindestyrke.