Mechanische Eigenschaften von für Zementmörtel modifiziertem Celluloseether

Es wurde ein modifizierter Zementmörtel mit einem Wasser-Zement-Verhältnis von 0,45, einem Kalk-Sand-Verhältnis von 1:2,5 und Celluloseether mit unterschiedlichen Viskositäten von 0 %, 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, 0,8 % und 1,0 % hergestellt .Durch Messung der mechanischen Eigenschaften von Zementmörtel und Beobachtung der mikroskopischen Morphologie wurde die Wirkung von HEMC auf die Druckfestigkeit, Biegefestigkeit und Bindungsfestigkeit von modifiziertem Zementmörtel untersucht.Die Forschungsergebnisse zeigen Folgendes: Mit zunehmendem HEMC-Gehalt nimmt die Druckfestigkeit von modifiziertem Mörtel in verschiedenen Altersstufen kontinuierlich ab, und der Abnahmebereich nimmt ab und verläuft tendenziell sanft.Wenn der gleiche Gehalt an Celluloseether hinzugefügt wird, beträgt die Druckfestigkeit von mit Celluloseether modifiziertem Mörtel mit unterschiedlichen Viskositäten: HEMC20HEMC10>HEMC5.

Schlüsselwörter:Celluloseether;Zementmörtel;Druckfestigkeit;Biegefestigkeit;Haftfestigkeit

1. Einleitung

Derzeit übersteigt der jährliche Mörtelbedarf weltweit 200 Millionen Tonnen, und die industrielle Nachfrage steigt weiter.Gegenwärtig weist der herkömmliche Zementmörtel Mängel wie Ausbluten, Delaminierung, große Trocknungsschrumpfung, schlechte Undurchlässigkeit, geringe Zugfestigkeit und unvollständige Hydratation aufgrund von Wasserverlust auf, die schwer zu beheben sind und nicht nur zu Konstruktionsfehlern führen, sondern auch dazu führen Es kommt zu Phänomenen wie Rissbildung, Pulverisierung, Abplatzen und Aushöhlung des Mörtels.

Als eines der am häufigsten verwendeten Zusatzmittel für gewerbliche Mörtel hat Celluloseether die Funktion der Wasserretention, Verdickung und Verzögerung und kann zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Zementmörtel wie Verarbeitbarkeit, Wasserretention, Bindungsleistung und Abbindezeit verwendet werden , wie z. B. eine deutliche Erhöhung des Zementgehalts.Die Zugfestigkeit des Mörtels wird verringert, die Druckfestigkeit, die Biegefestigkeit und der Elastizitätsmodul des Zementmörtels werden jedoch verringert.Zhang Yishun und andere untersuchten die Wirkung von Methylcelluloseether und Hydroxypropylmethylcelluloseether auf die Eigenschaften von Mörtel.Die Ergebnisse zeigten: Beide Celluloseether können das Wasserrückhaltevermögen von Mörtel verbessern, und die Biegefestigkeit und Druckfestigkeit nehmen unterschiedlich stark ab, während das Faltverhältnis und die Haftfestigkeit des Mörtels unterschiedlich stark zunehmen und das Schwindverhalten des Mörtels unterschiedlich stark zunehmen kann verbessert werden.AJenni, R. Zurbriggen usw. verwendeten moderne Test- und Analysetechniken, um die Wechselwirkung verschiedener Materialien im mit Celluloseether modifizierten dünnschichtigen Klebemörtelsystem zu untersuchen, und beobachteten, dass Celluloseether und Ca(OH) in der Nähe der Mörteloberfläche auftraten .2, was auf die Migration von Celluloseethern in zementbasierten Materialien hinweist.

In dieser Arbeit wird der Einfluss von Celluloseetherzementmörtel auf mechanische Eigenschaften wie Druckfestigkeit, Biegefestigkeit und Bindungsfestigkeit in verschiedenen Altern unter Verwendung von Mörteltestmethoden wie Druckfestigkeit, Biegefestigkeit, Bindung und REM-mikroskopischem Aussehen untersucht. und es wird erklärt.sein Wirkungsmechanismus.

2. Rohstoffe und Prüfmethoden

2.1 Rohstoffe

2.1.1 Zement

Gewöhnlicher Lauratzement, hergestellt von Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., Modell P 042.5 (GB175-2007), hat eine Dichte von 3,25 g/cm³ und eine spezifische Oberfläche von 4200 cm²/G.

2.1.2 Hydroxypropylmethylcelluloseether

DerHydroxyethylmethylcelluloseetherhergestellt von der Hercules Group aus den Vereinigten Staaten, hat Viskositäten von 50.000 MPa/s, 100.000 MPa/s und 200.000 MPa/s in 2 %iger Lösung bei 25°C, und die folgenden Abkürzungen sind HEMC5, HEMC10 und HEMC20.

2.2 Testmethode

A.Druckfestigkeit von modifiziertem Mörtel

Die Druckfestigkeit der Grünkörperproben wurde mit einer Druckfestigkeitsmaschine TYE-300 von Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. getestet. Die Belastungsgeschwindigkeit beträgt 0,5 kN/s.Der Druckfestigkeitstest wird gemäß GB/T17671-1999 „Cement Mortar Strength Test Method (ISO Method)“ durchgeführt.

Per Definition lautet die Formel zur Berechnung der Druckfestigkeit des Grünkörpers:

Rc=F/S

Wo Rc—Druckfestigkeit, MPa;

F—die auf die Probe wirkende Versagenslast, kN;

S—Druckbereich, m².

Per Definition lautet die Formel zur Berechnung der Biegefestigkeit des Grünkörpers:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

In der Formel Rf—Biegefestigkeit, MPa;

P—die auf die Probe wirkende Versagenslast, kN;

L—der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Stützzylinder, also 10 cm;

b, h—die Breite und Höhe des Querschnitts des Testkörpers, die jeweils 4 cm betragen.

B.Zugfestigkeit von modifiziertem Zementmörtel

Verwenden Sie den Haftfestigkeitsdetektor ZQS6-2000 für selbstklebende Ziegel, um die Haftfestigkeit zu messen. Die Zuggeschwindigkeit beträgt 2 mm/min.Der Haftfestigkeitstest wurde gemäß JC/T985-2005 „Zementbasierter selbstnivellierender Mörtel für Böden“ durchgeführt.

Per Definition lautet die Formel zur Berechnung der Verbundfestigkeit des Grünkörpers:

P=F/S

In der Formel P—Zugfestigkeit, MPa;

F—maximale Ausfalllast, N;

S—Klebefläche, mm².

3. Ergebnisse und Diskussion

3.1 Druckfestigkeit

Aus der Druckfestigkeit von zwei Arten von mit Celluloseether modifizierten Mörteln mit unterschiedlichen Viskositäten in verschiedenen Altersstufen lässt sich erkennen, dass mit zunehmendem HEMC-Gehalt die Druckfestigkeit von mit Celluloseether modifizierten Mörteln in verschiedenen Altersstufen (3d, 7d und 28d) abnahm bedeutend.Deutlich verringert und allmählich stabilisiert: Wenn der HEMC-Gehalt weniger als 0,4 % betrug, nahm die Druckfestigkeit im Vergleich zur Blindprobe deutlich ab;Wenn der HEMC-Gehalt 0,4 % bis 1,0 % betrug, verlangsamte sich der Trend der abnehmenden Druckfestigkeit.Wenn der Celluloseethergehalt mehr als 0,8 % beträgt, ist die Druckfestigkeit des 7d- und 28d-Alters geringer als die der Blindprobe im 3d-Alter, während die Druckfestigkeit des modifizierten Mörtels 3d nahezu Null ist, und die Probe ist es auch leicht gepresst. Sofort zerkleinert, das Innere ist pudrig und die Dichte ist sehr gering.

Der Einfluss des gleichen HEMC auf die Druckfestigkeit von modifiziertem Mörtel in verschiedenen Altersstufen ist ebenfalls unterschiedlich, was zeigt, dass die Druckfestigkeit von 28d mit zunehmendem HEMC-Gehalt stärker abnimmt als die von 7d und 3d.Dies zeigt, dass die verzögernde Wirkung von HEMC mit zunehmendem Alter immer vorhanden war und die verzögernde Wirkung von HEMC nicht durch die Verringerung des Wassergehalts im System oder das Fortschreiten der Hydratationsreaktion beeinflusst wurde, was zu einem Anstieg der Druckfestigkeit führte Der modifizierte Mörtel ist viel kleiner als der ohne mit HEMC vermischte Mörtelproben.

Aus der Änderungskurve der Druckfestigkeit von mit Celluloseether modifiziertem Mörtel in verschiedenen Altersstufen ist ersichtlich, dass bei Zugabe der gleichen Menge Celluloseether die Druckfestigkeit von mit Celluloseether modifiziertem Mörtel mit unterschiedlichen Viskositäten HEMC20 beträgtHEMC10>HEMC5.Dies liegt daran, dass HEMC mit einem hohen Polymerisationsgrad einen größeren Einfluss auf die Reduzierung der Druckfestigkeit von Mörtel hat als HEMC mit einem niedrigen Polymerisationsgrad, die Druckfestigkeit des mit HEMC gemischten modifizierten Mörtels jedoch viel geringer ist als die des Blindmörtel ohne HEMC.

Die folgenden drei Faktoren führen zu einer Abnahme der Druckfestigkeit des modifizierten Mörtels: Einerseits, weil die wasserlösliche makromolekulare Netzwerkstruktur HEMC die Zementpartikel, CSH-Gel, Calciumoxid, Calciumaluminathydrat und andere Partikel bedeckt und nicht hydratisiert Partikel an der Oberfläche, insbesondere in der frühen Phase der Zementhydratation, verlangsamt die Adsorption zwischen Calciumaluminathydrat und HEMC die Hydratationsreaktion von Calciumaluminat, was zu einer erheblichen Verringerung der Druckfestigkeit führt.Die verzögernde Wirkung des Dauermörtels ist offensichtlich, was zeigt, dass die 3D-Festigkeit der modifizierten Mörtelprobe Null ist, wenn der Gehalt an HEMC20 0,8 % bis 1 % erreicht;Andererseits weist die hydratisierte HEMC-Lösung eine höhere Viskosität auf, und während des Mischvorgangs des Mörtels kann dieser mit Luft vermischt werden, wodurch eine große Anzahl von Luftblasen entsteht, was zu einer großen Anzahl von Hohlräumen im ausgehärteten Mörtel führt und die Druckfestigkeit der Probe nimmt mit zunehmendem HEMC-Gehalt und zunehmendem Polymerisationsgrad kontinuierlich ab;Das Mörtelsystem erhöht nur die Flexibilität des Mörtels und kann nicht die Rolle einer starren Stütze übernehmen, sodass die Druckfestigkeit verringert wird.

3.2 Biegefestigkeit

Aus der Biegefestigkeit von zwei mit Celluloseether modifizierten Mörteln unterschiedlicher Viskosität in unterschiedlichem Alter ist ersichtlich, dass ähnlich wie bei der Änderung der Druckfestigkeit von modifiziertem Mörtel die Biegefestigkeit von mit Celluloseether modifiziertem Mörtel mit zunehmendem HEMC-Gehalt allmählich abnimmt.

Aus der Änderungskurve der Biegefestigkeit von mit Celluloseether modifiziertem Mörtel in verschiedenen Altersstufen ist ersichtlich, dass bei gleichem Celluloseethergehalt die Biegefestigkeit der mit HEMC20 modifizierten Mörtelprobe etwas geringer ist als die der mit HEMC10 modifizierten Mörtelprobe. Wenn der HEMC-Gehalt 0,4 % bis 0,8 % beträgt, stimmen die 28d-Biegefestigkeitsänderungskurven der beiden nahezu überein.

Aus der Änderungskurve der Biegefestigkeit von mit Celluloseether modifiziertem Mörtel in verschiedenen Altersstufen ist auch ersichtlich, dass die Änderung der Biegefestigkeit von modifiziertem Mörtel HEMC5 beträgt

3.3 Haftfestigkeit

Aus den Variationskurven der Haftfestigkeit der drei mit Celluloseether modifizierten Mörtel in unterschiedlichem Alter ist ersichtlich, dass die Haftfestigkeit des modifizierten Mörtels mit zunehmendem HEMC-Gehalt zunimmt und allmählich dazu tendiert, stabil zu sein.Mit zunehmendem Alter zeigte auch die Verbundfestigkeit modifizierter Mörtel einen steigenden Trend.

Aus den 28-Tage-Kurven zur Änderung der Haftfestigkeit der drei mit Celluloseether modifizierten Mörtel ist ersichtlich, dass die Haftfestigkeit des modifizierten Mörtels mit zunehmendem HEMC-Gehalt zunimmt und allmählich dazu tendiert, stabil zu bleiben.Gleichzeitig ändert sich mit zunehmendem Polymerisationsgrad des Celluloseethers die Bindungsfestigkeit des modifizierten Mörtels wie folgt: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Dies ist auf die Einführung einer großen Anzahl von Poren in den modifizierten Mörtel mit hohem HEMC-Gehalt zurückzuführen, was zu einer Erhöhung der Porosität des ausgehärteten Körpers, einer Verringerung der Dichte der Struktur und einem langsamen Anstieg der Bindungsfestigkeit führt ;Im Zugversuch trat der Bruch im modifizierten Mörtel auf. Im Inneren gibt es keinen Bruch an der Kontaktfläche zwischen dem modifizierten Mörtel und dem Untergrund, was darauf hindeutet, dass die Haftfestigkeit zwischen dem modifizierten Mörtel und dem Untergrund größer ist als die des ausgehärteten modifizierter Mörtel.Wenn jedoch die HEMC-Menge gering ist (0 % bis 0,4 %), können die wasserlöslichen HEMC-Moleküle die hydratisierten Zementpartikel bedecken und umwickeln und zwischen den Zementpartikeln einen Polymerfilm bilden, der die Flexibilität und Flexibilität erhöht der modifizierte Mörtel.Plastizität und aufgrund der hervorragenden Wasserretention von HEMC verfügt der modifizierte Mörtel über ausreichend Wasser für die Hydratationsreaktion, was die Entwicklung der Zementfestigkeit gewährleistet, und die Haftfestigkeit des modifizierten Zementmörtels steigt linear an.

3.4 SEM

Aus den REM-Vergleichsbildern vor und nach dem mit Celluloseether modifizierten Mörtel ist ersichtlich, dass die Lücken zwischen den Kristallkörnern im unmodifizierten Mörtel relativ groß sind und sich eine kleine Menge Kristalle bildet.Im modifizierten Mörtel wachsen die Kristalle vollständig, die Einarbeitung von Celluloseether verbessert die Wasserhalteleistung des Mörtels, der Zement ist vollständig hydratisiert und die Hydratationsprodukte sind sichtbar.

Dies liegt daran, dass Celluloseether mit einem speziellen Veretherungsverfahren behandelt wurde, das eine hervorragende Dispersion und Wasserretention aufweist.Das Wasser wird über einen längeren Zeitraum allmählich abgegeben, durch Trocknung und Verdunstung entweicht nur eine geringe Menge Wasser aus den Kapillarporen und der größte Teil des Wassers hydratisiert mit dem Zement, um die Festigkeit des modifizierten Zementmörtels zu gewährleisten.

4. Fazit

A.Mit zunehmendem HEMC-Gehalt nimmt die Druckfestigkeit von modifiziertem Mörtel in verschiedenen Altersstufen kontinuierlich ab, und der Reduktionsbereich nimmt ab und verläuft tendenziell flach;wenn der Gehalt an Celluloseether mehr als 0,8 % beträgt, ist die Druckfestigkeit der 3D-gealterten Blindprobe geringer als die der Blindprobe, während die 3D-gealterte Druckfestigkeit des modifizierten Mörtels nahezu Null ist.Die Probe bricht bei leichtem Druck und das Innere ist pulverförmig mit geringer Dichte.

B.Bei Zugabe der gleichen Menge Celluloseether ändert sich die Druckfestigkeit von Celluloseether-modifiziertem Mörtel mit unterschiedlichen Viskositäten wie folgt: HEMC20HEMC10>HEMC5.

C.Die Biegefestigkeit von mit Celluloseether modifiziertem Mörtel nimmt mit zunehmendem HEMC-Gehalt allmählich ab.Die Änderung der Biegefestigkeit von modifiziertem Mörtel beträgt: HEMC5

D.Die Haftfestigkeit von modifiziertem Mörtel nimmt mit zunehmendem HEMC-Gehalt zu und tendiert allmählich dazu, stabil zu bleiben.Gleichzeitig ändert sich mit zunehmendem Polymerisationsgrad des Celluloseethers die Bindungsfestigkeit des modifizierten Mörtels wie folgt: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e.Nachdem der Celluloseether in den Zementmörtel eingemischt wurde, wächst der Kristall vollständig, die Poren zwischen den Kristallkörnern verkleinern sich und der Zement ist vollständig hydratisiert, was die Druck-, Biege- und Haftfestigkeit des Zementmörtels gewährleistet.