Proprietà meccaniche dell'etere di cellulosa modificato per malta cementizia

È stata preparata la malta cementizia modificata con un rapporto acqua-cemento di 0,45, un rapporto calce-sabbia di 1:2,5 ed etere di cellulosa con diverse viscosità di 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% e 1,0%. .Misurando le proprietà meccaniche della malta cementizia e osservando la morfologia microscopica, è stato studiato l'effetto dell'HEMC sulla resistenza a compressione, resistenza alla flessione e forza di adesione della malta cementizia modificata.I risultati della ricerca mostrano che: con l’aumento del contenuto di HEMC, la resistenza a compressione della malta modificata a diverse età diminuisce continuamente, e l’intervallo di diminuzione diminuisce e tende ad essere graduale;quando viene aggiunto lo stesso contenuto di etere di cellulosa, la resistenza alla compressione della malta modificata con etere di cellulosa con diverse viscosità è: HEMC20HEMC10>HEMC5.

Parole chiave:etere di cellulosa;Malta cementizia;resistenza alla compressione;resistenza alla flessione;forza del legame

1. Introduzione

In questa fase, la domanda annuale di malta nel mondo supera i 200 milioni di tonnellate e la domanda industriale è ancora in aumento.Allo stato attuale, la tradizionale malta cementizia presenta difetti quali sanguinamento, delaminazione, ampio ritiro da essiccazione, scarsa impermeabilità, bassa resistenza alla trazione e idratazione incompleta dovuta alla perdita d'acqua, che sono difficili da risolvere, non solo causando difetti di costruzione, ma anche portando all'indurimento Si verificano fenomeni quali fessurazione della malta, polverizzazione, distacco e svuotamento.

Essendo uno degli additivi più comunemente usati per malte commerciali, l'etere di cellulosa ha le funzioni di ritenzione idrica, addensante e ritardante e può essere utilizzato per migliorare le proprietà fisiche della malta cementizia come lavorabilità, ritenzione idrica, prestazioni di adesione e tempo di presa. , come ad esempio aumentare significativamente il cemento.La forza di adesione alla trazione della malta sarà ridotta, ma la resistenza alla compressione, la resistenza alla flessione e il modulo elastico della malta cementizia saranno ridotti.Zhang Yishun e altri hanno studiato l'effetto dell'etere di metilcellulosa e dell'etere di idrossipropilmetilcellulosa sulle proprietà della malta.I risultati hanno mostrato che: entrambi gli eteri di cellulosa possono migliorare la ritenzione idrica della malta, la resistenza alla flessione e la resistenza alla compressione diminuiscono in gradi diversi, mentre il rapporto di piegatura e la forza di adesione della malta aumentano in gradi diversi, e le prestazioni di ritiro della malta possono essere migliorato.AJenni, R.Zurbriggen, ecc. hanno utilizzato moderne tecniche di test e analisi per studiare l'interazione di vari materiali nel sistema di malta adesiva a strato sottile modificata con etere di cellulosa e hanno osservato che etere di cellulosa e Ca (OH) apparivano vicino alla superficie della malta .2, che indica la migrazione degli eteri di cellulosa nei materiali a base di cemento.

In questo articolo, utilizzando metodi di prova della malta come resistenza alla compressione, resistenza alla flessione, adesione e aspetto microscopico SEM, viene studiata l'influenza della malta cementizia a base di etere di cellulosa sulle proprietà meccaniche come resistenza alla compressione, resistenza alla flessione e forza di adesione a diverse età, ed è spiegato.il suo meccanismo d'azione.

2. Materie prime e metodi di prova

2.1 Materie prime

2.1.1 Cemento

Il cemento laurato ordinario prodotto da Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., modello P 042.5 (GB175-2007), ha una densità di 3,25 g/cm³ ed una superficie specifica di 4200 cm²/G.

2.1.2 Etere di idrossipropilmetilcellulosa

ILetere di idrossietilmetilcellulosaprodotto dal Gruppo Hercules degli Stati Uniti ha viscosità di 50000MPa/s, 100000MPa/s e 200000MPa/s in soluzione al 2% a 25°C e le seguenti abbreviazioni sono HEMC5, HEMC10 e HEMC20.

2.2 Metodo di prova

UN.Resistenza a compressione della malta modificata

La resistenza alla compressione dei campioni di corpo verde è stata testata con una macchina per resistenza alla compressione TYE-300 di Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. La velocità di carico è di 0,5 kN/s.Il test di resistenza alla compressione viene eseguito secondo GB/T17671-1999 “Metodo di prova della resistenza della malta cementizia (metodo ISO)”.

Per definizione la formula per calcolare la resistenza a compressione del corpo verde è:

Rc=F/S

Dove RC—resistenza alla compressione, MPa;

F—il carico di rottura agente sul provino, kN;

S—area di pressione, m².

Per definizione, la formula per calcolare la resistenza a flessione del corpo verde è:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

Nella formula, Rf—resistenza alla flessione, MPa;

P—il carico di rottura agente sul provino, kN;

L—la distanza tra i centri dei cilindri di supporto, ovvero 10 cm;

b, h—la larghezza e l'altezza della sezione trasversale del corpo di prova, entrambe pari a 4 cm.

B.Resistenza a trazione della malta cementizia modificata

Utilizzare il rilevatore di forza adesiva del mattone adesivo ZQS6-2000 per misurare la forza adesiva e la velocità di trazione è 2 mm/min.Il test di resistenza all'adesione è stato effettuato secondo JC/T985-2005 “Malta autolivellante a base cementizia per terreni”.

Per definizione, la formula per calcolare la forza di legame del corpo verde è:

P=F/S

Nella formula P—forza di legame a trazione, MPa;

F—carico massimo di rottura, N;

S—area di incollaggio, mm².

3. Risultati e discussioni

3.1 Resistenza alla compressione

Dalla resistenza alla compressione di due tipi di malte modificate con etere di cellulosa con diverse viscosità a diverse età, si può vedere che con l'aumento del contenuto di HEMC, la resistenza a compressione delle malte modificate con etere di cellulosa a diverse età (3d, 7d e 28d) è diminuita in modo significativo.Diminuita significativamente e gradualmente stabilizzata: quando il contenuto di HEMC era inferiore allo 0,4%, la resistenza alla compressione è diminuita significativamente rispetto al campione bianco;quando il contenuto di HEMC era compreso tra 0,4% e 1,0%, la tendenza alla diminuzione della resistenza alla compressione è rallentata.Quando il contenuto di etere di cellulosa è superiore allo 0,8%, la resistenza a compressione dell'età 7d e 28d è inferiore a quella del campione bianco dell'età 3d, mentre la resistenza a compressione della malta modificata 3d è quasi zero e il campione è leggermente pressato Frantumato all'istante, l'interno è polveroso e la densità è molto bassa.

Anche l’impatto dello stesso HEMC sulla resistenza a compressione della malta modificata a diverse età è diverso, dimostrando che la resistenza a compressione di 28d diminuisce con l’aumento del contenuto di HEMC più di quella di 7d e 3d.Ciò dimostra che l'effetto ritardante dell'HEMC è sempre esistito con l'aumento dell'età e l'effetto ritardante dell'HEMC non è stato influenzato dalla riduzione dell'acqua nel sistema o dal progresso della reazione di idratazione, con conseguente aumento della resistenza alla compressione della malta modificata essendo molto più piccola di quella senza campioni di malta miscelati con HEMC.

Dalla curva di variazione della resistenza a compressione della malta modificata con etere di cellulosa a diverse età, si può vedere che quando viene aggiunta la stessa quantità di etere di cellulosa, la resistenza a compressione della malta modificata con etere di cellulosa con diverse viscosità è: HEMC20HEMC10>HEMC5.Questo perché l'HEMC ad alto grado di polimerizzazione ha un effetto maggiore sulla riduzione della resistenza a compressione della malta rispetto all'HEMC a basso grado di polimerizzazione, ma la resistenza a compressione della malta modificata miscelata con HEMC è molto inferiore a quella dell'HEMC malta grezza senza HEMC.

I seguenti tre fattori portano alla diminuzione della resistenza a compressione della malta modificata: da un lato, perché la struttura della rete macromolecolare HEMC idrosolubile copre le particelle di cemento, il gel CSH, l'ossido di calcio, l'alluminato di calcio idrato e altre particelle e le particelle non idratate particelle Sulla superficie, soprattutto nella fase iniziale di idratazione del cemento, l'adsorbimento tra l'alluminato di calcio idrato e l'HEMC rallenta la reazione di idratazione dell'alluminato di calcio, determinando una significativa diminuzione della resistenza a compressione.L'effetto ritardante della malta permanente è evidente, il che dimostra che quando il contenuto di HEMC20 raggiunge lo 0,8%~1%, la resistenza 3d del campione di malta modificata è pari a zero;d'altro canto, la soluzione idrata di HEMC ha una viscosità maggiore e durante il processo di miscelazione della malta può essere miscelata con aria per formare un gran numero di bolle d'aria, risultando in un gran numero di vuoti nella malta indurita , e la resistenza a compressione del campione diminuisce continuamente con l'aumento del contenuto di HEMC e l'aumento del suo grado di polimerizzazione;Il sistema con malta aumenta solo la flessibilità della malta e non può svolgere il ruolo di supporto rigido, quindi la resistenza a compressione è ridotta.

3.2 Resistenza alla flessione

Dalla resistenza alla flessione di due malte modificate con etere di cellulosa di diversa viscosità in età diverse, si può vedere che, analogamente alla variazione della resistenza a compressione della malta modificata, la resistenza alla flessione della malta modificata con etere di cellulosa diminuisce gradualmente con l'aumento del contenuto di HEMC.

Dalla curva di variazione della resistenza alla flessione della malta modificata con etere di cellulosa a diverse età, si può vedere che quando il contenuto di etere di cellulosa è lo stesso, la resistenza alla flessione del campione di malta modificata HEMC20 è leggermente inferiore a quella del campione di malta modificata HEMC10, mentre quando il contenuto di HEMC è pari allo 0,4% ~ 0,8%, le curve di variazione della resistenza alla flessione 28d dei due quasi coincidono.

Dalla curva di variazione della resistenza alla flessione della malta modificata con etere di cellulosa a diverse età, si può anche vedere che la variazione della resistenza alla flessione della malta modificata è: HEMC5

3.3 Forza del legame

Dalle curve di variazione della forza di adesione delle tre malte modificate con etere di cellulosa a diverse età si può vedere che la forza di adesione della malta modificata aumenta con l'aumento del contenuto di HEMC e tende gradualmente ad essere stabile.Con l’aumentare dell’età, anche la forza di adesione della malta modificata ha mostrato una tendenza all’aumento.

Dalle curve di variazione della forza di adesione a 28 giorni delle tre malte modificate con etere di cellulosa si può vedere che la forza di adesione della malta modificata aumenta con l'aumento del contenuto di HEMC e tende gradualmente ad essere stabile.Allo stesso tempo, con l'aumento del grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa, la variazione della forza di adesione della malta modificata è: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Ciò è dovuto all'introduzione di un gran numero di pori nella malta modificata con elevato contenuto di HEMC, con conseguente aumento della porosità del corpo indurito, diminuzione della densità della struttura e lenta crescita della forza di adesione ;nella prova di trazione la frattura è avvenuta nella malta modificata All'interno non è presente alcuna frattura in corrispondenza della superficie di contatto tra la malta modificata e il supporto, il che indica che la forza di adesione tra la malta modificata e il supporto è maggiore di quella della malta indurita malta modificata.Tuttavia, quando la quantità di HEMC è bassa (0%~0,4%), le molecole HEMC idrosolubili possono coprire e avvolgere le particelle di cemento idratato e formare una pellicola polimerica tra le particelle di cemento, che aumenta la flessibilità e l'elasticità del cemento. la malta modificata.Plasticità e, grazie all'eccellente ritenzione idrica dell'HEMC, la malta modificata ha acqua sufficiente per la reazione di idratazione, che garantisce lo sviluppo della resistenza del cemento e la forza di adesione della malta cementizia modificata aumenta linearmente.

3.4 SEM

Dalle immagini di confronto SEM prima e dopo la malta modificata con etere di cellulosa, si può vedere che gli spazi tra i grani di cristallo nella malta non modificata sono relativamente grandi e si forma una piccola quantità di cristalli.Nella malta modificata, i cristalli crescono completamente, l'incorporazione di etere di cellulosa migliora le prestazioni di ritenzione idrica della malta, il cemento è completamente idratato e i prodotti di idratazione sono evidenti.

Questo perché l'etere di cellulosa è stato trattato con uno speciale processo di eterificazione, che ha un'eccellente dispersione e ritenzione d'acqua.L'acqua viene rilasciata gradualmente in un lungo periodo di tempo, solo una piccola quantità di acqua fuoriesce dai pori capillari per essiccazione ed evaporazione e la maggior parte dell'acqua si idrata con il cemento per garantire la resistenza della malta cementizia modificata.

4. Conclusione

UN.All’aumentare del contenuto di HEMC, la resistenza a compressione della malta modificata a diverse età diminuisce continuamente e l’intervallo di riduzione diminuisce e tende ad essere piatto;quando il contenuto di etere di cellulosa è maggiore dello 0,8%, 7d e 28d. La resistenza a compressione del campione bianco invecchiato 3d è inferiore a quella del campione bianco, mentre la resistenza a compressione della malta modificata è quasi zero.Il campione si rompe quando viene leggermente pressato e l'interno è polveroso con bassa densità.

B.Quando viene aggiunta la stessa quantità di etere di cellulosa, la resistenza alla compressione della malta modificata con etere di cellulosa con diverse viscosità cambia come segue: HEMC20HEMC10>HEMC5.

C.La resistenza alla flessione della malta modificata con etere di cellulosa diminuisce gradualmente con l'aumento del contenuto di HEMC.La variazione della resistenza alla flessione della malta modificata è: HEMC5

D.La forza adesiva della malta modificata aumenta con l'aumento del contenuto di HEMC e tende gradualmente ad essere stabile.Allo stesso tempo, con l'aumento del grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa, la variazione della forza di adesione della malta modificata è: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e.Dopo che l'etere di cellulosa è stato miscelato nella malta cementizia, il cristallo cresce completamente, i pori tra i grani di cristallo si riducono e il cemento è completamente idratato, il che garantisce la resistenza alla compressione, alla flessione e all'adesione della malta cementizia.