Efectul hidroxipropilmetilcelulozei HPMC asupra proprietăților mortarului de sablare la mașină

Odată cu progresul continuu al industriei și îmbunătățirea tehnologiei, prin introducerea și îmbunătățirea mașinilor străine de stropit mortar, tehnologia mecanică de stropire și tencuială a fost foarte dezvoltată în țara mea în ultimii ani. Mortarul mecanic de pulverizare este diferit de mortarul obișnuit, care necesită o performanță ridicată de reținere a apei, o fluiditate adecvată și o anumită performanță anti-slăbire. De obicei, la mortar se adaugă hidroxipropil metilceluloză, dintre care eterul de celuloză (HPMC) este cel mai utilizat. Principalele funcții ale hidroxipropilmetilcelulozei HPMC în mortar sunt: ​​îngroșarea și vâscozificarea, reglarea reologiei și capacitatea excelentă de reținere a apei. Cu toate acestea, deficiențele HPMC nu pot fi ignorate. HPMC are un efect de antrenare a aerului, care va provoca mai multe defecte interne și va reduce serios proprietățile mecanice ale mortarului. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. a studiat influența HPMC asupra ratei de retenție a apei, densității, conținutului de aer și proprietăților mecanice ale mortarului din punct de vedere macroscopic și a studiat influența hidroxipropilmetilcelulozei HPMC asupra structurii L a mortarului din aspectul microscopic. .

1. Testare

1.1 Materii prime

Ciment: ciment P.0 42,5 disponibil comercial, rezistențele sale la încovoiere și compresiune de 28d sunt de 6,9 ​​și respectiv 48,2 MPa; nisip: nisip fin de râu Chengde, 40-100 ochiuri; eter de celuloză: produs de Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Eter de hidroxipropil metilceluloză, pulbere albă, vâscozitate nominală 40, 100, 150, 200 Pa-s; apă: apă curată de la robinet.

1.2 Metoda de testare

Conform JGJ/T 105-2011 „Regulamentul de construcție pentru pulverizare mecanică și tencuială”, consistența mortarului este de 80-120 mm, iar rata de retenție a apei este mai mare de 90%. În acest experiment, raportul var-nisip a fost stabilit la 1:5, consistența a fost controlată la (93+2) mm și eterul de celuloză a fost amestecat extern, iar cantitatea de amestecare s-a bazat pe masa de ciment. Proprietățile de bază ale mortarului, cum ar fi densitatea umedă, conținutul de aer, retenția apei și consistența sunt testate cu referire la JGJ 70-2009 „Metode de testare pentru proprietățile de bază ale mortarului de construcție”, iar conținutul de aer este testat și calculat în funcție de densitate. metodă. Testele de pregătire, rezistență la încovoiere și compresiune ale probelor au fost efectuate conform GB/T 17671-1999 „Metode de testare a rezistenței nisipului mortar de ciment (metoda ISO)”. Diametrul larvelor a fost măsurat prin porozimetrie cu mercur. Modelul porozimetrului cu mercur a fost AUTOPORE 9500, iar domeniul de măsurare a fost 5,5 nm-360 μm. Au fost efectuate în total 4 seturi de teste. Raportul ciment-nisip a fost 1:5, vâscozitatea HPMC a fost 100 Pa-s, iar doza 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (numerele sunt A, B, C, respectiv D).

2. Rezultate și analiză

2.1 Efectul HPMC asupra ratei de retenție a apei a mortarului de ciment

Retenția de apă se referă la capacitatea mortarului de a reține apa. În mortarul pulverizat la mașină, adăugarea de eter de celuloză poate reține eficient apa, reduce rata de sângerare și poate îndeplini cerințele de hidratare completă a materialelor pe bază de ciment. Efectul HPMC asupra retenției de apă a mortarului.

Odată cu creșterea conținutului de HPMC, rata de retenție a apei a mortarului crește treptat. Curbele eterului de hidroxipropil metilceluloză cu vâscozități de 100, 150 și 200 Pa.s sunt practic aceleași. Când conținutul este de 0,05%-0,15%, rata de retenție a apei crește liniar, iar când conținutul este de 0,15%, rata de retenție a apei este mai mare de 93%. ; Când cantitatea de granule depășește 0,20%, tendința de creștere a ratei de retenție a apei devine plată, indicând faptul că cantitatea de HPMC este aproape de saturație. Curba de influență a cantității de HPMC cu o vâscozitate de 40 Pa.s asupra ratei de retenție a apei este aproximativ o linie dreaptă. Când cantitatea este mai mare de 0,15%, rata de retenție a apei a mortarului este semnificativ mai mică decât cea a celorlalte trei tipuri de HPMC cu aceeași cantitate de vâscozitate. În general, se crede că mecanismul de reținere a apei al eterului de celuloză este: gruparea hidroxil de pe molecula de eter de celuloză și atomul de oxigen de pe legătura eterică se vor asocia cu molecula de apă pentru a forma o legătură de hidrogen, astfel încât apa liberă devine apă legată. , jucând astfel un efect bun de reținere a apei; De asemenea, se crede că interdifuzia dintre moleculele de apă și lanțurile moleculare de eter de celuloză permite moleculelor de apă să intre în interiorul lanțurilor macromoleculare de eter de celuloză și să fie supuse unor forțe puternice de legare, îmbunătățind astfel retenția de apă a suspensiei de ciment. Retenția excelentă a apei poate menține mortarul omogen, nu este ușor de separat și poate obține performanțe bune de amestecare, reducând în același timp uzura mecanică și mărind durata de viață a mașinii de pulverizare a mortarului.

2.2 Efectul hidroxipropilmetilcelulozei HPMC asupra densității și conținutului de aer al mortarului de ciment

Când cantitatea de HPMC este de 0-0,20%, densitatea mortarului scade brusc odată cu creșterea cantității de HPMC, de la 2050 kg/m3 la aproximativ 1650 kg/m3, care este cu aproximativ 20% mai mică; când cantitatea de HPMC depășește 0,20%, densitatea scade. în calm. Comparând cele 4 tipuri de HPMC cu vâscozități diferite, cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât densitatea mortarului este mai mică; curbele de densitate ale mortarelor cu vâscozități mixte de 150 și 200 Pa.s HPMC practic se suprapun, indicând că pe măsură ce vâscozitatea HPMC continuă să crească, Densitatea nu mai scade.

Legea de modificare a conținutului de aer al mortarului este opusă modificării densității mortarului. Când conținutul de hidroxipropil metilceluloză HPMC este de 0-0,20%, odată cu creșterea conținutului de HPMC, conținutul de aer al mortarului crește aproape liniar; conținutul de HPMC depășește După 0,20%, conținutul de aer se modifică cu greu, indicând faptul că efectul de antrenare a aerului al mortarului este aproape de saturație. Efectul de antrenare a aerului al HPMC cu o vâscozitate de 150 și 200 Pa.s este mai mare decât cel al HPMC cu o vâscozitate de 40 și 100 Pa.s.

Efectul de antrenare a aerului al eterului de celuloză este determinat în principal de structura sa moleculară. Eterul de celuloză are atât grupări hidrofile (hidroxil, eter) cât și grupări hidrofobe (metil, inel de glucoză) și este un surfactant. , are activitate de suprafață, având astfel un efect de antrenare a aerului. Pe de o parte, gazul introdus poate acționa ca un rulment cu bile în mortar, poate îmbunătăți performanța de lucru a mortarului, crește volumul și crește randamentul, ceea ce este benefic pentru producător. Dar, pe de altă parte, efectul de antrenare a aerului crește conținutul de aer al mortarului și porozitatea după întărire, rezultând creșterea porilor nocivi și reducând foarte mult proprietățile mecanice. Deși HPMC are un anumit efect de antrenare a aerului, nu poate înlocui agentul de antrenare a aerului. În plus, atunci când HPMC și agentul de antrenare a aerului sunt utilizate în același timp, agentul de antrenare a aerului poate eșua.

2.3 Efectul HPMC asupra proprietăților mecanice ale mortarului de ciment

Când cantitatea de HPMC este de numai 0,05%, rezistența la încovoiere a mortarului scade semnificativ, ceea ce este cu aproximativ 25% mai mică decât cea a probei martor fără hidroxipropil metilceluloză HPMC, iar rezistența la compresiune poate atinge doar 65% din proba martor - 80%. Când cantitatea de HPMC depășește 0,20%, scăderea rezistenței la încovoiere și a rezistenței la compresiune a mortarului nu este evidentă. Vâscozitatea HPMC are un efect redus asupra proprietăților mecanice ale mortarului. HPMC introduce o mulțime de bule de aer minuscule, iar efectul de antrenare a aerului asupra mortarului crește porozitatea internă și porii nocivi ai mortarului, rezultând o scădere semnificativă a rezistenței la compresiune și a rezistenței la încovoiere. Un alt motiv pentru scăderea rezistenței mortarului este efectul de reținere a apei al eterului de celuloză, care menține apa în mortarul întărit, iar raportul mare apă-liant duce la o scădere a rezistenței blocului de testare. Pentru mortarul de construcție mecanică, deși eterul de celuloză poate crește semnificativ rata de retenție a apei a mortarului și poate îmbunătăți lucrabilitatea acestuia, dacă doza este prea mare, va afecta grav proprietățile mecanice ale mortarului, astfel încât relația dintre cele două ar trebui cântărită în mod rezonabil.

Odată cu creșterea conținutului de hidroxipropil metilceluloză HPMC, raportul de pliere a mortarului a arătat o tendință generală de creștere, care a fost practic o relație liniară. Acest lucru se datorează faptului că eterul de celuloză adăugat introduce un număr mare de bule de aer, ceea ce provoacă mai multe defecte în interiorul mortarului, iar rezistența la compresiune a mortarului de trandafiri de ghidare scade brusc, deși rezistența la încovoiere scade și ea într-o anumită măsură; dar eterul de celuloză poate îmbunătăți flexibilitatea mortarului, este benefic pentru rezistența la încovoiere, ceea ce face ca rata de scădere să încetinească. Luând în considerare în mod cuprinzător, efectul combinat al celor două duce la o creștere a raportului de pliere.

2.4 Efectul HPMC asupra diametrului L al mortarului

Din curba de distribuție a mărimii porilor, datele de distribuție a dimensiunii porilor și diferiți parametri statistici ai probelor AD, se poate observa că HPMC are o mare influență asupra structurii porilor mortarului de ciment:

(1) După adăugarea HPMC, dimensiunea porilor mortarului de ciment crește semnificativ. Pe curba de distribuție a mărimii porilor, aria imaginii se deplasează spre dreapta, iar valoarea porilor corespunzătoare valorii de vârf devine mai mare. După adăugarea HPMC, diametrul median al porilor al mortarului de ciment este semnificativ mai mare decât cel al probei martor, iar diametrul mediu al porilor probei cu o doză de 0,3% este crescut cu 2 ordine de mărime în comparație cu proba martor.

(2) Împărțiți porii din beton în patru tipuri, și anume pori inofensivi (≤20 nm), pori mai puțin dăunători (20-100 nm), pori nocivi (100-200 nm) și mulți pori dăunători (≥200 nm). Din Tabelul 1 se poate observa că numărul de găuri inofensive sau mai puțin dăunătoare este redus semnificativ după adăugarea HPMC, iar numărul de găuri dăunătoare sau găuri mai dăunătoare este crescut. Porii inofensivi sau porii mai puțin nocivi ai probelor care nu sunt amestecate cu HPMC sunt de aproximativ 49,4%. După adăugarea HPMC, porii inofensivi sau porii mai puțin dăunători sunt reduse semnificativ. Luând ca exemplu doza de 0,1%, porii inofensivi sau porii mai puțin dăunători sunt reduse cu aproximativ 45%. %, numărul de găuri dăunătoare mai mari de 10um a crescut de aproximativ 9 ori.

(3) Diametrul median al porilor, diametrul mediu al porilor, volumul specific al porilor și suprafața specifică nu urmează o regulă de modificare foarte strictă cu creșterea conținutului de hidroxipropil metilceluloză HPMC, care poate fi legată de selecția probei în testul de injecție cu mercur. legate de dispersia mare. Dar, per ansamblu, diametrul median al porilor, diametrul mediu al porilor și volumul specific al porilor ale probei amestecate cu HPMC tind să crească în comparație cu proba martor, în timp ce suprafața specifică scade.


Ora postării: Apr-03-2023