Mechanické vlastnosti éteru celulózy upraveného pre cementovú maltu

Bola pripravená modifikovaná cementová malta s pomerom voda-cement 0,45, pomerom vápenca a piesku 1:2,5 a éter celulózy s rôznymi viskozitami 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% a 1,0%. .Meraním mechanických vlastností cementovej malty a pozorovaním mikroskopickej morfológie sa študoval vplyv HEMC na pevnosť v tlaku, ohyb a pevnosť väzby modifikovanej cementovej malty.Výsledky výskumu ukazujú, že: so zvyšovaním obsahu HEMC sa pevnosť v tlaku modifikovanej malty v rôznom veku neustále znižuje a rozsah poklesu klesá a má tendenciu byť mierny;keď sa pridá rovnaký obsah éteru celulózy, Pevnosť v tlaku malty modifikovanej éterom celulózy s rôznymi viskozitami je: HEMC20HEMC10>HEMC5.

Kľúčové slová:éter celulózy;cementová malta;tlaková sila;ohybová pevnosť;pevnosť väzby

1. Úvod

V tejto fáze ročný dopyt po malte vo svete presahuje 200 miliónov ton a priemyselný dopyt stále rastie.V súčasnosti má tradičná cementová malta chyby, ako je krvácanie, delaminácia, veľké zmrašťovanie pri vysychaní, slabá nepriepustnosť, nízka pevnosť v ťahu a neúplná hydratácia v dôsledku straty vody, ktoré sa ťažko riešia a spôsobujú nielen konštrukčné chyby, ale aj k vytvrdzovaniu Vyskytujú sa javy, ako je praskanie malty, drvenie, odlupovanie a vydutie.

Ako jedna z najbežnejšie používaných prísad do komerčnej malty má celulózový éter funkciu zadržiavania vody, zahusťovania a spomaľovania a možno ho použiť na zlepšenie fyzikálnych vlastností cementovej malty, ako je spracovateľnosť, zadržiavanie vody, lepivosť a čas tuhnutia. , ako je výrazne zvyšujúci sa cement.Pevnosť väzby malty v ťahu sa zníži, ale pevnosť v tlaku, pevnosť v ohybe a modul pružnosti cementovej malty sa zníži.Zhang Yishun a ďalší skúmali vplyv éteru metylcelulózy a éteru hydroxypropylmetylcelulózy na vlastnosti malty.Výsledky ukázali, že: obidva celulózové étery môžu zlepšiť zadržiavanie vody v malte a pevnosť v ohybe a pevnosť v tlaku klesá v rôznych stupňoch, zatiaľ čo pomer ohýbania a priľnavosť malty sa zvyšuje v rôznych stupňoch a zmršťovacia schopnosť malty môže zlepšiť.AJenni, R. Zurbriggen atď. použili moderné testovacie a analytické techniky na štúdium interakcie rôznych materiálov v systéme tenkovrstvovej lepiacej malty modifikovanej éterom celulózy a pozorovali, že éter celulózy a Ca(OH) sa objavili blízko povrchu malty. .2, čo ukazuje na migráciu éterov celulózy v materiáloch na báze cementu.

V tomto článku sa pomocou metód testovania malty, ako je odolnosť v tlaku, odolnosť v ohybe, väzba a mikroskopický vzhľad SEM, študuje vplyv celulózovej éterovej cementovej malty na mechanické vlastnosti, ako je pevnosť v tlaku, odolnosť v ohybe a pevnosť väzby v rôznom veku. a je to vysvetlené.jeho mechanizmus účinku.

2. Suroviny a skúšobné metódy

2.1 Suroviny

2.1.1 Cement

Obyčajný laurátový cement vyrobený spoločnosťou Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., model P 042.5 (GB175-2007), má hustotu 3,25 g/cm³ a špecifický povrch 4200 cm²/g.

2.1.2 Éter hydroxypropylmetylcelulózy

Theéter hydroxyetylmetylcelulózyvyrobený spoločnosťou Hercules Group v Spojených štátoch má viskozity 50 000 MPa/s, 100 000 MPa/s a 200 000 MPa/s v 2% roztoku pri 25°C a nasledujúce skratky sú HEMC5, HEMC10 a HEMC20.

2.2 Skúšobná metóda

a.Pevnosť v tlaku modifikovanej malty

Pevnosť v tlaku vzoriek surového karosérie bola testovaná strojom na pevnosť v tlaku TYE-300 od Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Rýchlosť zaťaženia je 0,5 kN/s.Skúška pevnosti v tlaku sa vykonáva podľa GB/T17671-1999 „Skúšobná metóda pevnosti cementovej malty (metóda ISO)“.

Podľa definície je vzorec na výpočet pevnosti v tlaku zeleného telesa:

Rc = F/S

Kde Rc—pevnosť v tlaku, MPa;

F—zaťaženie pri porušení pôsobiace na vzorku, kN;

S—tlaková oblasť, m².

Podľa definície je vzorec na výpočet pevnosti v ohybe zeleného telesa:

Rf = (3P× L)/(2b× h²) = 0,234×P

Vo vzorci je Rf—pevnosť v ohybe, MPa;

P—zaťaženie pri porušení pôsobiace na vzorku, kN;

L—vzdialenosť medzi stredmi oporných valcov, to znamená 10 cm;

b, h—šírka a výška prierezu skúšobného telesa, pričom obe sú 4 cm.

b.Pevnosť v ťahu modifikovanej cementovej malty

Na meranie sily lepidla použite detektor sily lepidla ZQS6-2000 a rýchlosť ťahu je 2 mm/min.Skúška pevnosti spoja bola vykonaná podľa JC/T985-2005 „Cementová samonivelačná malta na zem“.

Podľa definície je vzorec na výpočet pevnosti spojenia zeleného telesa:

P=F/S

Vo vzorci P—pevnosť v ťahu, MPa;

F—maximálne zaťaženie pri poruche, N;

S—lepiaca plocha, mm².

3. Výsledky a diskusia

3.1 Pevnosť v tlaku

Z pevnosti v tlaku dvoch druhov mált modifikovaných éterom celulózy s rôznymi viskozitami v rôznom veku možno vidieť, že so zvýšením obsahu HEMC sa pevnosť v tlaku mált modifikovaných éterom celulózy v rôznom veku (3d, 7d a 28d) znížila. výrazne.Výrazne sa znížila a postupne sa stabilizovala: keď bol obsah HEMC nižší ako 0,4 %, pevnosť v tlaku výrazne klesla v porovnaní so slepou vzorkou;keď bol obsah HEMC 0,4%~1,0%, trend znižovania pevnosti v tlaku sa spomalil.Keď je obsah éteru celulózy väčší ako 0,8 %, pevnosť v tlaku starnutia 7d a 28d je nižšia ako pevnosť slepej vzorky v 3d veku, zatiaľ čo pevnosť v tlaku modifikovanej malty 3d je takmer nulová a vzorka je ľahko lisovaný Okamžite rozdrvený, vnútro je práškové a hustota je veľmi nízka.

Vplyv toho istého HEMC na pevnosť v tlaku modifikovanej malty v rôznom veku je tiež odlišný, čo ukazuje, že pevnosť v tlaku 28d klesá so zvýšením obsahu HEMC viac ako pri 7d a 3d.To ukazuje, že retardačný účinok HEMC vždy existoval so zvyšujúcim sa vekom a retardačný účinok HEMC nebol ovplyvnený znížením vody v systéme alebo postupom hydratačnej reakcie, čo malo za následok rast pevnosti v tlaku. modifikovaná malta je oveľa menšia ako tá bez vzoriek malty zmiešaných s HEMC.

Z krivky zmeny pevnosti v tlaku malty modifikovanej éterom celulózy v rôznom veku možno vidieť, že keď sa pridá rovnaké množstvo éteru celulózy, pevnosť v tlaku malty modifikovanej éterom celulózy s rôznymi viskozitami je: HEMC20HEMC10>HEMC5.Je to preto, že HEMC s vysokým stupňom polymerizácie má väčší vplyv na zníženie pevnosti v tlaku malty ako HEMC s nízkym stupňom polymerizácie, ale pevnosť v tlaku modifikovanej malty zmiešanej s HEMC je oveľa nižšia ako pevnosť v tlaku. slepá malta bez HEMC.

Nasledujúce tri faktory vedú k zníženiu pevnosti v tlaku modifikovanej malty: na jednej strane preto, že vo vode rozpustná makromolekulárna sieťová štruktúra HEMC pokrýva častice cementu, CSH gél, oxid vápenatý, hydrát hlinitanu vápenatého a ďalšie častice a nehydratovaný častice Na povrchu, najmä v ranom štádiu hydratácie cementu, adsorpcia medzi hydrátom hlinitanu vápenatého a HEMC spomaľuje hydratačnú reakciu hlinitanu vápenatého, čo má za následok výrazné zníženie pevnosti v tlaku.Spomalujúci účinok trvalej malty je zrejmý, čo ukazuje, že keď obsah HEMC20 dosiahne 0,8%~1%, 3d pevnosť modifikovanej vzorky malty je nulová;na druhej strane hydratovaný roztok HEMC má vyššiu viskozitu a počas procesu miešania malty môže byť zmiešaný so vzduchom za vzniku veľkého množstva vzduchových bublín, čo má za následok veľké množstvo dutín vo vytvrdnutej malte. a pevnosť vzorky v tlaku kontinuálne klesá so zvyšovaním obsahu HEMC a zvyšovaním jej polymerizačného stupňa;Maltový systém len zvyšuje pružnosť malty a nemôže hrať úlohu tuhej podpory, takže pevnosť v tlaku je znížená.

3.2 Pevnosť v ohybe

Z pevnosti v ohybe dvoch mált modifikovaných éterom celulózy s rôznou viskozitou v rôznom veku možno vidieť, že podobne ako pri zmene pevnosti v tlaku modifikovanej malty, pevnosť v ohybe v malte modifikovanej éterom celulózy postupne klesá so zvyšujúcim sa obsahom HEMC.

Z krivky zmeny pevnosti v ohybe malty modifikovanej éterom celulózy v rôznom veku možno vidieť, že keď je obsah éteru celulózy rovnaký, pevnosť v ohybe vzorky malty modifikovanej HEMC20 je o niečo nižšia ako pevnosť vzorky malty modifikovanej HEMC10, zatiaľ čo keď je obsah HEMC 0,4 % ~ 0,8 %, krivky zmeny pevnosti v ohybe 28d sa takmer zhodujú.

Z krivky zmeny pevnosti v ohybe malty modifikovanej celulózovým éterom v rôznom veku možno tiež vidieť, že zmena pevnosti v ohybe modifikovanej malty je: HEMC5

3.3 Pevnosť spoja

Z variačných kriviek pevnosti spojenia troch mált modifikovaných celulózovým éterom v rôznom veku je možné vidieť, že pevnosť spojenia modifikovanej malty sa zvyšuje so zvyšovaním obsahu HEMC a postupne má tendenciu byť stabilná.S predlžujúcim sa vekom vykazovala rastúci trend aj pevnosť väzby modifikovanej malty.

Z 28-dňových kriviek zmeny pevnosti spojenia troch mált modifikovaných éterom celulózy je možné vidieť, že pevnosť spojenia modifikovanej malty sa zvyšuje so zvyšovaním obsahu HEMC a postupne má tendenciu byť stabilná.Súčasne so zvýšením stupňa polymerizácie éteru celulózy je zmena pevnosti väzby modifikovanej malty: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Je to spôsobené zavedením veľkého množstva pórov do modifikovanej malty s vysokým obsahom HEMC, čo má za následok zvýšenie pórovitosti vytvrdnutého telesa, zníženie hustoty štruktúry a pomalý rast pevnosti spoja. ;pri skúške ťahom došlo k lomu v modifikovanej malte Vo vnútri nie je na kontaktnej ploche medzi modifikovanou maltou a podkladom žiadny lom, čo naznačuje, že pevnosť spojenia medzi modifikovanou maltou a podkladom je väčšia ako pevnosť zatvrdnutej upravená malta.Ak je však množstvo HEMC nízke (0%~0,4%), molekuly HEMC rozpustné vo vode môžu pokryť a obaliť sa na hydratovaných časticiach cementu a vytvoriť polymérny film medzi časticami cementu, čo zvyšuje flexibilitu a flexibilitu upravená malta.Plasticita a vďaka vynikajúcej retencii vody HEMC má modifikovaná malta dostatok vody na hydratačnú reakciu, ktorá zabezpečuje vývoj pevnosti cementu a pevnosť spoja modifikovanej cementovej malty lineárne rastie.

3,4 SEM

Z porovnávacích obrázkov SEM pred a po malte modifikovanej éterom celulózy je možné vidieť, že medzery medzi kryštálovými zrnami v nemodifikovanej malte sú relatívne veľké a tvorí sa malé množstvo kryštálov.V modifikovanej malte kryštály úplne rastú, začlenenie éteru celulózy zlepšuje schopnosť malty zadržiavať vodu, cement je plne hydratovaný a produkty hydratácie sú zrejmé.

Je to spôsobené tým, že éter celulózy bol ošetrený špeciálnym procesom éterizácie, ktorý má vynikajúcu disperziu a zadržiava vodu.Voda sa dlhodobo postupne uvoľňuje, vysychaním a vyparovaním uniká z kapilárnych pórov len malé množstvo vody a väčšina vody sa hydratuje s cementom, aby bola zabezpečená pevnosť modifikovanej cementovej malty.

4. Záver

a.So zvyšujúcim sa obsahom HEMC sa pevnosť v tlaku modifikovanej malty v rôznom veku neustále znižuje a rozsah redukcie sa zmenšuje a má tendenciu byť plochý;keď je obsah éteru celulózy väčší ako 0,8 %, 7d a 28d Pevnosť v tlaku slepej vzorky s 3d starnutím je nižšia ako u slepej vzorky, zatiaľ čo pevnosť v tlaku po 3d starnutí modifikovanej malty je takmer nulová.Vzorka sa pri miernom stlačení rozbije a vnútro je práškové s nízkou hustotou.

b.Keď sa pridá rovnaké množstvo éteru celulózy, pevnosť v tlaku malty modifikovanej éterom celulózy s rôznymi viskozitami sa zmení takto: HEMC20HEMC10>HEMC5.

c.Pevnosť v ohybe malty modifikovanej celulózovým éterom postupne klesá so zvyšujúcim sa obsahom HEMC.Zmena pevnosti v ohybe modifikovanej malty je: HEMC5

d.Pevnosť spojenia modifikovanej malty sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom HEMC a postupne má tendenciu byť stabilná.Súčasne so zvýšením stupňa polymerizácie éteru celulózy je zmena pevnosti väzby modifikovanej malty: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e.Po primiešaní éteru celulózy do cementovej malty kryštál úplne vyrastie, póry medzi zrnami kryštálov sa zmenšia a cement je plne hydratovaný, čo zaisťuje pevnosť v tlaku, ohybe a priľnavosti cementovej malty.