L'efecte de la hidroxipropil metil cel·lulosa HPMC sobre les propietats del morter de granallament a màquina

Amb el continu progrés de la indústria i la millora de la tecnologia, mitjançant la introducció i la millora de màquines de polvorització de morter estrangeres, la tecnologia de polvorització i guix mecànica s'ha desenvolupat molt al meu país en els últims anys. El morter de polvorització mecànica és diferent del morter normal, que requereix un alt rendiment de retenció d'aigua, una fluïdesa adequada i un cert rendiment anti-enfonsament. Normalment, al morter s'hi afegeix hidroxipropilmetilcel·lulosa, del qual l'èter de cel·lulosa (HPMC) és el més utilitzat. Les principals funcions de la hidroxipropilmetilcel·lulosa HPMC en morter són: espessir i viscosificar, ajustar la reologia i una excel·lent capacitat de retenció d'aigua. Tanmateix, no es poden ignorar les deficiències de HPMC. HPMC té un efecte d'incorporació d'aire, que provocarà més defectes interns i reduirà seriosament les propietats mecàniques del morter. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. va estudiar la influència de HPMC en la taxa de retenció d'aigua, la densitat, el contingut d'aire i les propietats mecàniques del morter des de l'aspecte macroscòpic, i va estudiar la influència de la hidroxipropil metilcel·lulosa HPMC en l'estructura L del morter de l'aspecte microscòpic. .

1. Prova

1.1 Matèries primeres

Ciment: ciment P.0 42,5 disponible comercialment, les seves resistències a la flexió i a la compressió 28d són de 6,9 ​​i 48,2 MPa respectivament; sorra: sorra fina del riu Chengde, malla 40-100; Èter de cel·lulosa: produït per Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Èter d'hidroxipropil metilcel·lulosa, pols blanca, viscositat nominal 40, 100, 150, 200 Pa-s; aigua: aigua de l'aixeta neta.

1.2 Mètode de prova

Segons JGJ/T 105-2011 "Normes de construcció per a polvorització i guix mecànics", la consistència del morter és de 80-120 mm i la taxa de retenció d'aigua és superior al 90%. En aquest experiment, la relació calç-sorra es va establir en 1:5, la consistència es va controlar a (93 + 2) mm i l'èter de cel·lulosa es va barrejar externament i la quantitat de barreja es va basar en la massa de ciment. Les propietats bàsiques del morter, com ara la densitat humida, el contingut d'aire, la retenció d'aigua i la consistència, es posen a prova amb referència a JGJ 70-2009 "Mètodes de prova per a les propietats bàsiques del morter de construcció", i el contingut d'aire es prova i es calcula segons la densitat. mètode. Les proves de preparació, resistència a la flexió i a la compressió de les mostres es van dur a terme segons GB/T 17671-1999 "Mètodes per a provar la resistència de la sorra de morter de ciment (métode ISO)". El diàmetre de les larves es va mesurar mitjançant porosimetria de mercuri. El model del porosímetre de mercuri era AUTOPORE 9500 i el rang de mesura era de 5,5 nm-360 μm. Es van realitzar un total de 4 sèries de proves. La relació ciment-sorra era 1:5, la viscositat de HPMC era de 100 Pa-s i la dosi 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (els números són A, B, C, D respectivament).

2. Resultats i anàlisi

2.1 Efecte de HPMC sobre la taxa de retenció d'aigua del morter de ciment

La retenció d'aigua es refereix a la capacitat del morter per retenir aigua. En el morter ruixat a màquina, l'addició d'èter de cel·lulosa pot retenir l'aigua de manera efectiva, reduir la taxa de sagnat i complir els requisits d'hidratació completa dels materials a base de ciment. Efecte de HPMC sobre la retenció d'aigua del morter.

Amb l'augment del contingut de HPMC, la taxa de retenció d'aigua del morter augmenta gradualment. Les corbes de l'èter d'hidroxipropil metilcel·lulosa amb viscositats de 100, 150 i 200 Pa.s són bàsicament les mateixes. Quan el contingut és del 0,05% al ​​0,15%, la taxa de retenció d'aigua augmenta linealment, i quan el contingut és del 0,15%, la taxa de retenció d'aigua és superior al 93%. ; Quan la quantitat de gra supera el 0,20%, la tendència creixent de la taxa de retenció d'aigua es torna plana, cosa que indica que la quantitat de HPMC està a prop de la saturació. La corba d'influència de la quantitat de HPMC amb una viscositat de 40 Pa.s sobre la taxa de retenció d'aigua és aproximadament una línia recta. Quan la quantitat és superior al 0,15%, la taxa de retenció d'aigua del morter és significativament inferior a la dels altres tres tipus de HPMC amb la mateixa quantitat de viscositat. En general es creu que el mecanisme de retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa és: el grup hidroxil de la molècula de l'èter de cel·lulosa i l'àtom d'oxigen de l'enllaç èter s'associaran amb la molècula d'aigua per formar un enllaç d'hidrogen, de manera que l'aigua lliure es converteix en aigua lligada. , jugant així un bon efecte de retenció d'aigua; També es creu que la interdifusió entre les molècules d'aigua i les cadenes moleculars d'èter de cel·lulosa permet que les molècules d'aigua entrin a l'interior de les cadenes macromoleculars de l'èter de cel·lulosa i estiguin sotmeses a fortes forces d'unió, millorant així la retenció d'aigua de purins de ciment. Una excel·lent retenció d'aigua pot mantenir el morter homogeni, no fàcil de segregar i obtenir un bon rendiment de mescla, alhora que redueix el desgast mecànic i augmenta la vida útil de la màquina de polvorització de morter.

2.2 L'efecte de la hidroxipropil metilcel·lulosa HPMC sobre la densitat i el contingut d'aire del morter de ciment

Quan la quantitat de HPMC és del 0 al 0,20%, la densitat del morter disminueix bruscament amb l'augment de la quantitat de HPMC, de 2050 kg/m3 a uns 1650 kg/m3, que és aproximadament un 20% inferior; quan la quantitat de HPMC supera el 0,20%, la densitat disminueix. en calma. Comparant els 4 tipus de HPMC amb diferents viscositats, com més gran sigui la viscositat, menor serà la densitat del morter; les corbes de densitat dels morters amb les viscositats mixtes de 150 i 200 Pa.s HPMC bàsicament se superposen, indicant que a mesura que la viscositat de HPMC continua augmentant, la densitat ja no disminueix.

La llei de canvi del contingut d'aire del morter és oposada al canvi de densitat del morter. Quan el contingut d'hidroxipropil metilcel·lulosa HPMC és del 0-0,20%, amb l'augment del contingut de HPMC, el contingut d'aire del morter augmenta gairebé linealment; el contingut de HPMC supera el 0,20%, el contingut d'aire gairebé no canvia, cosa que indica que l'efecte d'entrada d'aire del morter és proper a la saturació. L'efecte d'incorporació d'aire de l'HPMC amb una viscositat de 150 i 200 Pa.s és més gran que el de l'HPMC amb una viscositat de 40 i 100 Pa.s.

L'efecte d'incorporació d'aire de l'èter de cel·lulosa està determinat principalment per la seva estructura molecular. L'èter de cel·lulosa té tant grups hidròfils (hidroxil, èter) com hidrofòbics (metil, anell de glucosa), i és un tensioactiu. , té activitat superficial i, per tant, té un efecte d'entrada d'aire. D'una banda, el gas introduït pot actuar com a coixinet de boles al morter, millorar el rendiment de treball del morter, augmentar el volum i augmentar la producció, cosa que és beneficiós per al fabricant. Però, d'altra banda, l'efecte d'entrada d'aire augmenta el contingut d'aire del morter i la porositat després de l'enduriment, donant lloc a l'augment dels porus nocius i reduint molt les propietats mecàniques. Tot i que HPMC té un cert efecte d'incorporació d'aire, no pot substituir l'agent d'incorporació d'aire. A més, quan s'utilitzen l'HPMC i l'agent d'incorporació d'aire al mateix temps, l'agent d'incorporació d'aire pot fallar.

2.3 L'efecte de les HPMC sobre les propietats mecàniques del morter de ciment

Quan la quantitat de HPMC és només del 0,05%, la resistència a la flexió del morter disminueix significativament, que és aproximadament un 25% inferior a la de la mostra en blanc sense hidroxipropilmetilcel·lulosa HPMC, i la resistència a la compressió només pot arribar al 65% de la mostra en blanc. 80%. Quan la quantitat de HPMC supera el 0,20%, la disminució de la resistència a la flexió i la resistència a la compressió del morter no és òbvia. La viscositat de HPMC té poc efecte sobre les propietats mecàniques del morter. HPMC introdueix moltes bombolles d'aire minúscules i l'efecte d'incorporació d'aire al morter augmenta la porositat interna i els porus nocius del morter, donant lloc a una disminució significativa de la resistència a la compressió i la resistència a la flexió. Un altre motiu de la disminució de la resistència del morter és l'efecte de retenció d'aigua de l'èter de cel·lulosa, que manté l'aigua al morter endurit, i la gran proporció d'aigua aglutinant condueix a una disminució de la resistència del bloc de prova. Per al morter de construcció mecànica, tot i que l'èter de cel·lulosa pot augmentar significativament la taxa de retenció d'aigua del morter i millorar la seva treballabilitat, si la dosi és massa gran, afectarà seriosament les propietats mecàniques del morter, de manera que la relació entre ambdues s'ha de pesar raonablement.

Amb l'augment del contingut d'hidroxipropil metilcel·lulosa HPMC, la relació de plegament del morter va mostrar una tendència general a l'augment, que era bàsicament una relació lineal. Això es deu al fet que l'èter de cel·lulosa afegit introdueix un gran nombre de bombolles d'aire, la qual cosa provoca més defectes a l'interior del morter, i la resistència a la compressió del morter de rosa guia disminueix bruscament, encara que la resistència a la flexió també disminueix fins a cert punt; però l'èter de cel·lulosa pot millorar la flexibilitat del morter, és beneficiós per a la resistència a la flexió, la qual cosa fa que la velocitat de disminució es ralenti. Tenint en compte de manera exhaustiva, l'efecte combinat dels dos condueix a un augment de la relació de plegat.

2.4 L'efecte de HPMC sobre el diàmetre L del morter

A partir de la corba de distribució de la mida dels porus, les dades de distribució de la mida dels porus i diversos paràmetres estadístics de les mostres d'AD, es pot veure que HPMC té una gran influència en l'estructura dels porus del morter de ciment:

(1) Després d'afegir HPMC, la mida dels porus del morter de ciment augmenta significativament. A la corba de distribució de la mida dels porus, l'àrea de la imatge es mou cap a la dreta i el valor del porus corresponent al valor màxim es fa més gran. Després d'afegir HPMC, el diàmetre mitjà de porus del morter de ciment és significativament més gran que el de la mostra en blanc i el diàmetre mitjà de porus de la mostra amb una dosi del 0,3% augmenta en 2 ordres de magnitud en comparació amb la mostra en blanc.

(2) Dividiu els porus del formigó en quatre tipus, és a dir, porus inofensius (≤20 nm), porus menys nocius (20-100 nm), porus nocius (100-200 nm) i molts porus nocius (≥200 nm). A la taula 1 es pot veure que el nombre de forats inofensius o menys nocius es redueix significativament després d'afegir HPMC i augmenta el nombre de forats nocius o més nocius. Els porus inofensius o els porus menys nocius de les mostres no barrejades amb HPMC són al voltant del 49,4%. Després d'afegir HPMC, els porus inofensius o els porus menys nocius es redueixen significativament. Prenent com a exemple la dosi del 0,1%, els porus inofensius o els porus menys nocius es redueixen al voltant d'un 45%. %, el nombre de forats nocius més grans que 10um va augmentar unes 9 vegades.

(3) El diàmetre mitjà de porus, el diàmetre mitjà de porus, el volum de porus específic i la superfície específica no segueixen una regla de canvi molt estricta amb l'augment del contingut d'HPMC d'hidroxipropil metilcel·lulosa, que pot estar relacionat amb la selecció de la mostra en la prova d'injecció de mercuri. relacionat amb una gran dispersió. Però, en general, el diàmetre mitjà de porus, el diàmetre mitjà de porus i el volum de porus específic de la mostra barrejada amb HPMC tendeixen a augmentar en comparació amb la mostra en blanc, mentre que la superfície específica disminueix.


Hora de publicació: abril-03-2023