A cementhabarcshoz módosított cellulóz-éter mechanikai tulajdonságai

A módosított cementhabarcs 0,45 víz-cement arányú, 1:2,5 mész-homok arányú, és különböző viszkozitású 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% és 1,0% cellulóz-éterrel készült. .A cementhabarcs mechanikai tulajdonságainak mérésével és a mikroszkopikus morfológia megfigyelésével vizsgálták a HEMC hatását a módosított cementhabarcs nyomószilárdságára, hajlítószilárdságára és kötési szilárdságára.A kutatási eredmények azt mutatják, hogy: a HEMC tartalom növekedésével a módosított habarcsok nyomószilárdsága a különböző korokban folyamatosan csökken, a csökkenési tartomány pedig csökken és inkább kíméletes;azonos tartalmú cellulóz-éter hozzáadásakor A különböző viszkozitású cellulóz-éterrel módosított habarcs nyomószilárdsága: HEMC20HEMC10>HEMC5.

Kulcsszavak:cellulóz-éter;cementhabarcs;nyomószilárdság;hajlító szilárdság;kötés erőssége

1. Bemutatkozás

Jelenleg a világon a habarcs iránti éves kereslet meghaladja a 200 millió tonnát, és az ipari kereslet továbbra is növekszik.Jelenleg a hagyományos cementhabarcsnak vannak olyan hibái, mint pl. vérzés, leválás, nagy száradási zsugorodás, rossz vízzáróság, alacsony szakítószilárdság és a vízveszteség miatti hiányos hidratáció, amelyek nehezen megoldhatók, nem csak építési hibákat okoznak, hanem vezetnek is. a keményedésig Olyan jelenségek lépnek fel, mint a habarcsrepedés, porlódás, kiválás és üregesedés.

A kereskedelmi habarcsok egyik leggyakrabban használt adalékanyagaként a cellulóz-éter vízvisszatartó, sűrítő és késleltető funkcióval rendelkezik, és felhasználható a cementhabarcs fizikai tulajdonságainak javítására, mint például a bedolgozhatóság, a vízvisszatartás, a kötési teljesítmény és a kötési idő. , mint például jelentősen növeli a cementet.A habarcs szakítószilárdsága csökken, de csökken a cementhabarcs nyomószilárdsága, hajlítószilárdsága és rugalmassági modulusa.Zhang Yishun és mások a metil-cellulóz-éter és a hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter hatását tanulmányozták a habarcs tulajdonságaira.Az eredmények azt mutatták, hogy: mindkét cellulóz-éter javíthatja a habarcs vízvisszatartását, és a hajlítószilárdsága és a nyomószilárdsága különböző mértékben csökken, míg a habarcs hajtogatási aránya és tapadási szilárdsága különböző mértékben nő, és a habarcs zsugorodási teljesítménye. javítani kell.AJenni, R. Zurbriggen stb. modern vizsgálati és elemzési technikák segítségével vizsgálták a cellulóz-éterrel módosított vékonyréteg-ragasztóhabarcs-rendszerben a különböző anyagok kölcsönhatását, és megfigyelték, hogy a cellulóz-éter és a Ca(OH) a habarcs felülete közelében jelent meg. .2, amely a cellulóz-éterek cementalapú anyagokban való migrációját jelzi.

Ebben a cikkben a habarcs vizsgálati módszerekkel, mint például a nyomószilárdság, a hajlítási ellenállás, a kötés és a SEM mikroszkópos megjelenés, a cellulóz-éter-cement habarcs hatását vizsgálják a mechanikai tulajdonságokra, például a nyomószilárdságra, a hajlítási ellenállásra és a kötési szilárdságra különböző korokban. és ki van fejtve.hatásmechanizmusa.

2. Nyersanyagok és vizsgálati módszerek

2.1 Nyersanyagok

2.1.1 Cement

A Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. által gyártott közönséges laurát cement P 042.5 (GB175-2007) modell sűrűsége 3,25 g/cm³ és fajlagos felülete 4200 cm²/g.

2.1.2 Hidroxi-propil-metil-cellulóz-éter

Ahidroxi-etil-metil-cellulóz-éteraz Egyesült Államok Hercules csoportja által gyártott viszkozitása 50000MPa/s, 100000MPa/s és 200000MPa/s 2%-os oldatban 25 °C-on.°C, a következő rövidítések pedig HEMC5, HEMC10 és HEMC20.

2.2 Vizsgálati módszer

a.Módosított habarcs nyomószilárdsága

A nyerstest próbatestek nyomószilárdságát a Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. TYE-300 nyomószilárdságú gépével teszteltük. A terhelési sebesség 0,5 kN/s.A nyomószilárdsági vizsgálat a GB/T17671-1999 „Cementhabarcs szilárdsági vizsgálati módszere (ISO módszer)” szerint történik.

A definíció szerint a zöld test nyomószilárdságának kiszámításának képlete a következő:

Rc=F/S

Ahol Rc—nyomószilárdság, MPa;

F—a próbatestre ható meghibásodási terhelés, kN;

S—nyomásterület, m².

A definíció szerint a zöld test hajlítószilárdságának kiszámításának képlete a következő:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

A képletben az Rf—hajlítószilárdság, MPa;

P—a próbatestre ható meghibásodási terhelés, kN;

L—a tartóhengerek középpontjai közötti távolság, azaz 10 cm;

b, h—a vizsgálati test keresztmetszetének szélessége és magassága, mindkettő 4 cm.

b.Módosított cementhabarcs szakítószilárdsága

Használja a ZQS6-2000 ragasztótégla ragasztószilárdság-érzékelőt a tapadási szilárdság mérésére, és a húzási sebesség 2 mm/perc.A ragasztási szilárdsági vizsgálat a JC/T985-2005 „Cement alapú önterülő habarcs talajhoz” szerint történt.

A definíció szerint a zöld test kötési szilárdságának kiszámítására szolgáló képlet a következő:

P=F/S

A képletben P—szakítószilárdság, MPa;

F—maximális meghibásodási terhelés, N;

S—ragasztási terület, mm².

3. Eredmények és megbeszélés

3.1 Nyomószilárdság

Kétféle, eltérő viszkozitású cellulóz-éterrel módosított habarcs nyomószilárdságából különböző korokban látható, hogy a HEMC-tartalom növekedésével a különböző korú (3d, 7d és 28d) cellulóz-éterrel módosított habarcsok nyomószilárdsága csökkent. szignifikánsan.Jelentősen csökkent és fokozatosan stabilizálódott: amikor a HEMC-tartalom 0,4%-nál kisebb volt, a nyomószilárdság jelentősen csökkent a vakmintához képest;amikor a HEMC tartalom 0,4% ~ 1,0% volt, a nyomószilárdság csökkenésének trendje lelassult.Ha a cellulóz-éter tartalom nagyobb, mint 0,8%, a 7d és 28d kor nyomószilárdsága kisebb, mint a 3d korú vakmintáé, míg a módosított 3d habarcs nyomószilárdsága közel nulla, és a minta enyhén préselt Azonnal zúzott, belseje porszerű, sűrűsége nagyon alacsony.

Ugyanazon HEMC hatása a módosított habarcsok nyomószilárdságára különböző korokban szintén eltérő, ami azt mutatja, hogy a 28d nyomószilárdság a HEMC tartalom növekedésével jobban csökken, mint a 7d és 3d.Ez azt mutatja, hogy a HEMC késleltető hatása mindig is fennállt az életkor növekedésével, és a HEMC késleltető hatását nem befolyásolta a rendszerben lévő víz csökkenése vagy a hidratációs reakció előrehaladása, ami a nyomószilárdság növekedését eredményezte. a módosított habarcs jóval kisebb, mint a HEMC-vel kevert habarcs minták nélkül.

A különböző korú cellulóz-éterrel módosított habarcs nyomószilárdságának változási görbéjéből látható, hogy azonos mennyiségű cellulóz-éter hozzáadásával a különböző viszkozitású cellulóz-éterrel módosított habarcs nyomószilárdsága: HEMC20HEMC10>HEMC5.Ennek az az oka, hogy a nagy polimerizációs fokú HEMC nagyobb hatással van a habarcs nyomószilárdságának csökkentésére, mint az alacsony polimerizációs fokú HEMC, de a HEMC-vel kevert módosított habarcs nyomószilárdsága sokkal kisebb, mint a habarcs nyomószilárdsága. üres habarcs HEMC nélkül.

A következő három tényező vezet a módosított habarcs nyomószilárdságának csökkenéséhez: egyrészt, mert a vízben oldódó HEMC makromolekuláris hálózat szerkezete lefedi a cementszemcséket, a CSH-gélt, a kalcium-oxidot, a kalcium-aluminát-hidrátot és egyéb részecskéket és a hidratálatlan részecskéket. szemcsék A felületen, különösen a cementhidratáció korai szakaszában, a kalcium-aluminát-hidrát és a HEMC közötti adszorpció lelassítja a kalcium-aluminát hidratációs reakcióját, ami a nyomószilárdság jelentős csökkenését eredményezi.Az állandó habarcs késleltető hatása nyilvánvaló, ami azt mutatja, hogy amikor a HEMC20 tartalom eléri a 0,8%~1%-ot, a módosított habarcsminta 3d szilárdsága nulla;másrészt a hidratált HEMC oldat viszkozitása nagyobb, és a habarcs keverési folyamata során levegővel keverhető, így nagyszámú légbuborék képződik, ami nagyszámú üreg kialakulását eredményezi a megszilárdult habarcsban. , és a minta nyomószilárdsága a HEMC-tartalom növekedésével és polimerizációs fokának növekedésével folyamatosan csökken;A habarcsrendszer csak a habarcs rugalmasságát növeli, és nem tudja betölteni a merev alátámasztó szerepét, így csökken a nyomószilárdság.

3.2 Hajlítószilárdság

Két különböző viszkozitású cellulóz-éterrel módosított habarcs különböző korú hajlítószilárdságából látható, hogy a módosított habarcs nyomószilárdságának változásához hasonlóan a cellulóz-éterrel módosított habarcs hajlítószilárdsága fokozatosan csökken a HEMC tartalom növekedésével.

A cellulóz-éterrel módosított habarcs hajlítószilárdságának változási görbéjéből különböző korokban látható, hogy azonos cellulóz-éter-tartalom mellett a HEMC20 módosított habarcsminta hajlítószilárdsága valamivel kisebb, mint a HEMC10 módosított habarcsmintáé, míg Ha a HEMC-tartalom 0,4%~0,8%, a kettő 28d hajlítószilárdsági változási görbéi majdnem egybeesnek.

A cellulóz-éterrel módosított habarcs hajlítószilárdságának változási görbéjéből különböző korokban az is látható, hogy a módosított habarcs hajlítószilárdságának változása: HEMC5

3.3 Ragasztási szilárdság

A három cellulóz-éterrel módosított habarcs kötésszilárdságának változási görbéiből látható, hogy a módosított habarcs kötési szilárdsága a HEMC tartalom növekedésével nő, és fokozatosan stabilizálódik.Az életkor növekedésével a módosított habarcs kötési szilárdsága is növekvő tendenciát mutatott.

A három cellulóz-éterrel módosított habarcs 28 napos kötésszilárdság változási görbéiből látható, hogy a módosított habarcs kötési szilárdsága a HEMC tartalom növekedésével növekszik, és fokozatosan stabilizálódik.Ugyanakkor a cellulóz-éter polimerizációs fokának növekedésével a módosított habarcs kötési szilárdságának változása: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Ez annak köszönhető, hogy a nagy HEMC tartalmú módosított habarcsba nagyszámú pórus kerül, ami az edzett test porozitásának növekedését, a szerkezet sűrűségének csökkenését és a kötési szilárdság lassú növekedését eredményezi. ;a szakítóvizsgálatnál a törés a módosított habarcsban történt Belül a módosított habarcs és az aljzat érintkezési felületén nincs törés, ami azt jelzi, hogy a módosított habarcs és az aljzat közötti kötési szilárdság nagyobb, mint a megkeményedetté. módosított habarcs.Ha azonban a HEMC mennyisége alacsony (0% ~ 0,4%), a vízben oldódó HEMC molekulák befedhetik és rátekerhetik a hidratált cementrészecskéket, és polimer filmet képezhetnek a cementrészecskék között, ami növeli a sejtek rugalmasságát és rugalmasságát. a módosított habarcs.A plaszticitás, valamint a HEMC kiváló vízvisszatartó képessége miatt a módosított habarcs elegendő vízzel rendelkezik a hidratációs reakcióhoz, ami biztosítja a cementszilárdság kialakulását, a módosított cementhabarcs kötési szilárdsága pedig lineárisan növekszik.

3.4 SEM

A cellulóz-éterrel módosított habarcs előtti és utáni SEM összehasonlító képekből látható, hogy a nem módosított habarcsban viszonylag nagyok a kristályszemcsék közötti hézagok, kis mennyiségű kristály képződik.A módosított habarcsban a kristályok teljesen kinőnek, a cellulóz-éter bedolgozása javítja a habarcs vízmegtartó képességét, a cement teljesen hidratálódik, a hidratációs termékek pedig szembetűnőek.

Ennek oka, hogy a cellulóz-étert speciális éterezési eljárással kezelték, amely kiváló diszperzióval és vízvisszatartással rendelkezik.A víz fokozatosan, hosszú időn keresztül szabadul fel, a kapilláris pórusokból a száradás és párolgás következtében csak kis mennyiségű víz távozik, és a víz nagy része a cementtel együtt hidratálódik, így biztosítva a módosított cementhabarcs szilárdságát.

4 Következtetés

a.A HEMC-tartalom növekedésével a módosított habarcs nyomószilárdsága a különböző korokban folyamatosan csökken, a redukciós tartomány csökken, és hajlamos laposra;ha a cellulóz-éter tartalom nagyobb, mint 0,8%, akkor a 7d és 28d A 3d-os vakminta nyomószilárdsága kisebb, mint a vakmintáé, míg a módosított habarcs 3d-korú nyomószilárdsága közel nulla.A minta enyhe nyomásra eltörik, belseje porszerű, kis sűrűségű.

b.Ha azonos mennyiségű cellulóz-étert adunk hozzá, a különböző viszkozitású cellulóz-éterrel módosított habarcs nyomószilárdsága a következőképpen változik: HEMC20HEMC10>HEMC5.

c.A cellulóz-éterrel módosított habarcs hajlítószilárdsága a HEMC tartalom növekedésével fokozatosan csökken.A módosított habarcs hajlítószilárdságának változása: HEMC5

d.A módosított habarcs kötési szilárdsága a HEMC tartalom növekedésével növekszik, és fokozatosan stabilizálódik.Ugyanakkor a cellulóz-éter polimerizációs fokának növekedésével a módosított habarcs kötési szilárdságának változása: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e.A cellulóz-éter cementhabarcsba keverése után a kristály teljesen megnő, a kristályszemcsék közötti pórusok lecsökkennek, a cement teljesen hidratálódik, ami biztosítja a cementhabarcs nyomó-, hajlító- és kötési szilárdságát.