Tsementmördi jaoks modifitseeritud tsellulooseetri mehaanilised omadused

Valmistati modifitseeritud tsemendimört vee-tsemendi suhtega 0,45, lubja-liiva suhtega 1:2,5 ja tsellulooseetri erineva viskoossusega 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% ja 1,0%. .Mõõtes tsemendimördi mehaanilisi omadusi ja jälgides mikroskoopilist morfoloogiat, uuriti HEMC mõju modifitseeritud tsemendimördi survetugevusele, paindetugevusele ja sideme tugevusele.Uurimistulemused näitavad, et: HEMC sisalduse suurenemisega modifitseeritud mördi survetugevus erinevates vanustes pidevalt väheneb ning langusvahemik väheneb ja kipub olema õrn;kui lisatakse sama sisaldus tsellulooseetrit, Erineva viskoossusega tsellulooseetriga modifitseeritud mördi survetugevus on: HEMC20HEMC10>HEMC5.

Võtmesõnad:tselluloosi eeter;tsemendimört;survetugevus;Paindetugevus;sideme tugevus

1. Sissejuhatus

Praegusel etapil ületab maailma aastane nõudlus mördi järele 200 miljonit tonni ja tööstuslik nõudlus on endiselt kasvamas.Praegu on traditsioonilisel tsemendimörtil sellised vead nagu verejooks, delaminatsioon, suur kuivamise kokkutõmbumine, halb mitteläbilaskvus, madal tõmbetugevus ja veekao tõttu mittetäielik hüdratatsioon, mida on raske lahendada, mis mitte ainult ei põhjusta ehitusvigu, vaid põhjustab ka kuni kõvenemiseni Esinevad sellised nähtused nagu mördi pragunemine, peenestamine, eraldumine ja õõnestus.

Kuna tsellulooseeter on üks kaubandusmördis kõige sagedamini kasutatavaid lisandeid, on sellel vettpidavad, paksendavad ja aeglustavad funktsioonid ning seda saab kasutada tsemendimördi füüsikaliste omaduste (nt töödeldavus, veepeetus, sidumisvõime ja tardumisaeg) parandamiseks. , näiteks tsementi oluliselt suurendav.Mördi tõmbetugevus väheneb, kuid tsemendimördi survetugevus, paindetugevus ja elastsusmoodul vähenevad.Zhang Yishun ja teised uurisid metüültsellulooseetri ja hüdroksüpropüülmetüültsellulooseetri mõju mördi omadustele.Tulemused näitasid, et: mõlemad tsellulooseetrid võivad parandada mördi veepidavust ning paindetugevust ja survetugevust vähenevad erineval määral, samal ajal kui mördi voltimissuhe ja sidumistugevus suurenevad erineval määral ning mördi kokkutõmbumisvõime võib parandada.AJenni, R.Zurbriggen jt uurisid kaasaegsete testimis- ja analüüsitehnikatega tsellulooseetriga modifitseeritud õhukesekihilise liimmördi süsteemis erinevate materjalide vastasmõju ning täheldasid, et mördi pinna lähedale ilmusid tsellulooseeter ja Ca(OH). .2, mis näitab tselluloosi eetrite migratsiooni tsemendipõhistes materjalides.

Käesolevas artiklis uuritakse mördi testimismeetodeid, nagu survetakistus, paindetakistus, sidumine ja SEM-mikroskoopiline välimus, tsellulooseetertsemendimördi mõju mehaanilistele omadustele, nagu survetugevus, paindetakistus ja sideme tugevus erinevates vanustes. ja seda selgitatakse.selle toimemehhanism.

2. Tooraine ja katsemeetodid

2.1 Tooraine

2.1.1 Tsement

Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. toodetud tavalise lauraattsemendi, mudel P 042.5 (GB175-2007), tihedus on 3,25 g/cm³ ja eripind 4200 cm²/g.

2.1.2 Hüdroksüpropüülmetüültsellulooseeter

Thehüdroksüetüülmetüültselluloosi eeterAmeerika Ühendriikide Hercules Groupi toodetud viskoossused on 50000MPa/s, 100000MPa/s ja 200000MPa/s 2% lahuses temperatuuril 25 °C.°C ja järgmised lühendid on HEMC5, HEMC10 ja HEMC20.

2.2 Katsemeetod

a.Modifitseeritud mördi survetugevus

Rohelise keha proovide survetugevust testiti Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. survetugevusmasinaga TYE-300. Koormuskiirus on 0,5 kN/s.Survetugevuse test viiakse läbi vastavalt GB/T17671-1999 "Tsementmördi tugevuskatse meetodile (ISO meetod)".

Definitsiooni järgi on haljaskeha survetugevuse arvutamise valem järgmine:

Rc=F/S

Kus Rc—survetugevus, MPa;

F—katsekehale mõjuv rikkekoormus, kN;

S—rõhuala, m².

Definitsiooni järgi on rohelise keha paindetugevuse arvutamise valem järgmine:

Rf = (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

Valemis on Rf—paindetugevus, MPa;

P—katsekehale mõjuv rikkekoormus, kN;

L—tugisilindrite keskpunktide vaheline kaugus, see tähendab 10 cm;

b, h—katsekeha ristlõike laius ja kõrgus, mis mõlemad on 4cm.

b.Modifitseeritud tsemendimördi tõmbetugevus

Kasutage liimitugevuse detektorit ZQS6-2000 ja tõmbekiirus on 2 mm/min.Liimimistugevuse test viidi läbi vastavalt JC/T985-2005 “Tsemendipõhine isetasanduv mört maapinnale”.

Definitsiooni järgi on rohelise keha sideme tugevuse arvutamise valem järgmine:

P=F/S

Valemis on P—tõmbetugevus, MPa;

F—maksimaalne rikkekoormus, N;

S—liimimispind, mm².

3. Tulemused ja arutelu

3.1 Survetugevus

Kahe erineva viskoossusega tselluloosi eetriga modifitseeritud mördi survetugevusest erinevates vanustes on näha, et HEMC sisalduse suurenemisega vähenes erinevas vanuses (3d, 7d ja 28d) tsellulooseetriga modifitseeritud mörtide survetugevus. oluliselt.Oluliselt vähenes ja järk-järgult stabiliseerus: kui HEMC sisaldus oli alla 0,4%, vähenes survetugevus oluliselt võrreldes tühiprooviga;Kui HEMC sisaldus oli 0,4% ~ 1,0%, siis survetugevuse vähenemise trend aeglustus.Kui tsellulooseetri sisaldus on suurem kui 0,8%, on vanuse 7d ja 28d survetugevus madalam kui 3d vanuses tühja proovi survetugevus, samas kui modifitseeritud mördi 3d survetugevus on peaaegu null ja proov on kergelt pressitud Koheselt purustatud, seest on pulbriline ja tihedus väga madal.

Sama HEMC mõju modifitseeritud mördi survetugevusele erinevates vanustes on samuti erinev, mis näitab, et 28d survetugevus väheneb HEMC sisalduse suurenemisega rohkem kui 7d ja 3d.See näitab, et HEMC pidurdav toime on alati eksisteerinud koos vanuse kasvamisega ning HEMC pidurdavat toimet ei ole mõjutanud vee vähenemine süsteemis ega hüdratatsioonireaktsiooni edenemine, mille tulemuseks on survetugevuse kasv. modifitseeritud mört on palju väiksem kui ilma HEMC-ga segatud mördi proovideta.

Tsellulooseetriga modifitseeritud mördi survetugevuse muutuse kõveralt erinevatel vanustel on näha, et sama koguse tsellulooseetri lisamisel on erineva viskoossusega tsellulooseetriga modifitseeritud mördi survetugevus: HEMC20HEMC10>HEMC5.Seda seetõttu, et kõrge polümerisatsiooniastmega HEMC-l on suurem mõju mördi survetugevuse vähenemisele kui madala polümerisatsiooniastmega HEMC-l, kuid HEMC-ga segatud modifitseeritud mördi survetugevus on palju madalam kui mördi survetugevus. tühi mört ilma HEMC-ta.

Modifitseeritud mördi survetugevuse vähenemist põhjustavad järgmised kolm tegurit: ühelt poolt seetõttu, et vees lahustuv HEMC makromolekulaarne võrgustiku struktuur katab tsemendiosakesed, CSH geeli, kaltsiumoksiidi, kaltsiumaluminaathüdraadi ja muud osakesed ning hüdraatimata osakesed. osakesed Pinnal, eriti tsemendi hüdratatsiooni varases staadiumis, aeglustab kaltsiumaluminaathüdraadi ja HEMC vaheline adsorptsioon kaltsiumaluminaadi hüdratatsioonireaktsiooni, mille tulemusena väheneb oluliselt survetugevus.Püsimördi aeglustav toime on ilmne, mis näitab, et kui HEMC20 sisaldus jõuab 0,8%~1%, on modifitseeritud mördi proovi 3d tugevus null;teisest küljest on hüdraatunud HEMC lahusel suurem viskoossus ja mördi segamise ajal võib seda segada õhuga, moodustades suure hulga õhumulle, mille tulemuseks on kõvastunud mördis suur hulk tühimikke. , ja proovi survetugevus väheneb pidevalt koos HEMC sisalduse suurenemisega ja selle polümerisatsiooniastme suurenemisega;Mördisüsteem suurendab ainult mördi painduvust ja ei saa täita jäiga toe rolli, mistõttu survetugevus väheneb.

3.2 Paindetugevus

Kahe erineva viskoossusega tsellulooseetriga modifitseeritud mördi paindetugevusest erinevas vanuses on näha, et sarnaselt modifitseeritud mördi survetugevuse muutusega väheneb tsellulooseetriga modifitseeritud mördi paindetugevus järk-järgult koos HEMC sisalduse suurenemisega.

Tsellulooseetriga modifitseeritud mördi paindetugevuse muutuse kõveralt erinevatel vanustel on näha, et kui tsellulooseetri sisaldus on sama, on HEMC20 modifitseeritud mördi proovi paindetugevus veidi madalam kui HEMC10 modifitseeritud mördi proovil. samas kui HEMC sisaldus on 0,4% ~ 0,8%, langevad nende kahe 28-päevase paindetugevuse muutuse kõverad peaaegu kokku.

Tsellulooseetriga modifitseeritud mördi paindetugevuse muutumiskõveralt erinevatel vanustel on ka näha, et modifitseeritud mördi paindetugevuse muutus on: HEMC5

3.3 Side tugevus

Kolme tsellulooseetriga modifitseeritud mördi sidemetugevuse variatsioonikõveratelt erinevates vanustes on näha, et modifitseeritud mördi sideme tugevus suureneb koos HEMC sisalduse suurenemisega ja kipub järk-järgult muutuma stabiilseks.Vanuse pikenemisega näitas tõusutrendi ka modifitseeritud mördi nakketugevus.

Kolme tsellulooseetriga modifitseeritud mördi 28-päevase sideme tugevuse muutumise kõveratest on näha, et modifitseeritud mördi sideme tugevus suureneb koos HEMC sisalduse suurenemisega ja kipub järk-järgult muutuma stabiilseks.Samal ajal on tsellulooseetri polümerisatsiooniastme tõusuga modifitseeritud mördi sideme tugevuse muutus: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Selle põhjuseks on suure hulga pooride sisseviimine suure HEMC-sisaldusega modifitseeritud mörti, mille tulemuseks on kõvastunud keha poorsuse suurenemine, struktuuri tiheduse vähenemine ja sideme tugevuse aeglane kasv. ;tõmbekatses tekkis purunemine modifitseeritud mördis Seespool modifitseeritud mördi ja aluspinna kontaktpinnal murdumist ei esine, mis näitab, et modifitseeritud mördi ja aluspinna vaheline side on suurem kui kõvenenud mördil. modifitseeritud mört.Kuid kui HEMC kogus on väike (0% ~ 0,4%), võivad vees lahustuvad HEMC molekulid katta ja mähkida hüdraatunud tsemendiosakesi ning moodustada tsemendiosakeste vahele polümeerkile, mis suurendab tsemendiosakeste paindlikkust ja paindlikkust. modifitseeritud mört.Plastilisus ning HEMC suurepärase veepidavuse tõttu on modifitseeritud mördis piisavalt vett hüdratatsioonireaktsiooniks, mis tagab tsemendi tugevuse kujunemise ning modifitseeritud tsemendimördi sidemetugevus suureneb lineaarselt.

3,4 SEM

SEM-i võrdluspiltidelt enne ja pärast tsellulooseetriga modifitseeritud mörti on näha, et modifitseerimata mördis on kristalliterade vahed suhteliselt suured ning kristalle tekib vähesel määral.Modifitseeritud mördis kasvavad kristallid täielikult, tsellulooseetri lisamine parandab mördi veepidavust, tsement on täielikult hüdreeritud ja hüdratatsiooniproduktid on ilmsed.

Seda seetõttu, et tselluloosi eetrit on töödeldud spetsiaalse eeterdamisprotsessiga, millel on suurepärane dispersioon ja veepidavus.Vesi eraldub järk-järgult pika aja jooksul, kapillaaride pooridest pääseb kuivamise ja aurustumise tõttu välja vaid väike kogus vett ning suurem osa veest hüdreerub koos tsemendiga, et tagada modifitseeritud tsemendimördi tugevus.

4. Järeldus

a.HEMC sisalduse suurenedes väheneb erineva vanusega modifitseeritud mördi survetugevus pidevalt ning redutseerimise ulatus väheneb ja kipub olema tasane;kui tsellulooseetri sisaldus on suurem kui 0,8%, siis 7d ja 28d 3d-vanandatud tühiproovi survetugevus on madalam kui tühiproovil, samas kui modifitseeritud mördi 3d-vanandamise survetugevus on peaaegu null.Proov puruneb kergel vajutamisel ja seest on madala tihedusega pulbriline.

b.Sama koguse tsellulooseetri lisamisel muutub erineva viskoossusega tsellulooseetriga modifitseeritud mördi survetugevus järgmiselt: HEMC20HEMC10>HEMC5.

c.Tsellulooseetriga modifitseeritud mördi paindetugevus väheneb järk-järgult koos HEMC sisalduse suurenemisega.Modifitseeritud mördi paindetugevuse muutus on: HEMC5

d.Modifitseeritud mördi nakketugevus suureneb koos HEMC sisalduse suurenemisega ja kipub järk-järgult muutuma stabiilseks.Samal ajal on tsellulooseetri polümerisatsiooniastme tõusuga modifitseeritud mördi sideme tugevuse muutus: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e.Pärast tsellulooseetri segamist tsemendimörti kasvab kristall täielikult, kristalliterade vahelised poorid vähenevad ja tsement on täielikult hüdreeritud, mis tagab tsemendimördi surve-, painde- ja sidumistugevuse.