Met de voortdurende vooruitgang van de industrie en de verbetering van de technologie, door de introductie en verbetering van buitenlandse mortelspuitmachines, is de mechanische spuit- en pleistertechnologie de afgelopen jaren in mijn land enorm ontwikkeld. Mechanische spuitmortel verschilt van gewone mortel, waarvoor een hoog waterretentievermogen, een geschikte vloeibaarheid en bepaalde anti-uitzakkingsprestaties vereist zijn. Meestal wordt aan de mortel hydroxypropylmethylcellulose toegevoegd, waarvan cellulose-ether (HPMC) de meest gebruikte is. De belangrijkste functies van hydroxypropylmethylcellulose HPMC in mortel zijn: verdikking en viscositeit, aanpassing van de reologie en uitstekend waterretentievermogen. De tekortkomingen van HPMC kunnen echter niet worden genegeerd. HPMC heeft een luchtbelemmerende werking, waardoor er meer interne defecten ontstaan en de mechanische eigenschappen van de mortel ernstig afnemen. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. bestudeerde de invloed van HPMC op de waterretentiesnelheid, dichtheid, luchtinhoud en mechanische eigenschappen van mortel vanuit macroscopisch oogpunt, en bestudeerde de invloed van hydroxypropylmethylcellulose HPMC op de L-structuur van de mortel vanuit het microscopische aspect. .
1. Testen
1.1 Grondstoffen
Cement: in de handel verkrijgbaar P.0 42,5 cement, de 28d buig- en druksterkte zijn respectievelijk 6,9 en 48,2 MPa; zand: Chengde fijn rivierzand, 40-100 mesh; cellulose-ether: geproduceerd door Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Hydroxypropylmethylcellulose-ether, wit poeder, nominale viscositeit 40, 100, 150, 200 Pa-s; water: schoon leidingwater.
1.2 Testmethode
Volgens JGJ/T 105-2011 “Bouwvoorschriften voor mechanisch spuiten en pleisteren” is de consistentie van de mortel 80-120 mm en is het waterretentiepercentage groter dan 90%. In dit experiment werd de kalk-zandverhouding ingesteld op 1:5, werd de consistentie gecontroleerd op (93+2) mm, werd de cellulose-ether extern gemengd en werd de menghoeveelheid gebaseerd op de cementmassa. De basiseigenschappen van mortel, zoals natte dichtheid, luchtgehalte, waterretentie en consistentie, worden getest met verwijzing naar JGJ 70-2009 “Testmethoden voor basiseigenschappen van bouwmortel”, en het luchtgehalte wordt getest en berekend op basis van de dichtheid methode. De voorbereidings-, buig- en druksterktetests van de monsters werden uitgevoerd volgens GB/T 17671-1999 "Methoden voor het testen van de sterkte van cementmortelzand (ISO-methode)". De diameter van de larven werd gemeten met kwikporosimetrie. Het model van de kwikporosimeter was AUTOPORE 9500 en het meetbereik was 5,5 nm-360 μm. Er zijn in totaal 4 sets testen uitgevoerd. De cement-zandverhouding was 1:5, de viscositeit van HPMC was 100 Pa-s en de dosering 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (de cijfers zijn respectievelijk A, B, C, D).
2. Resultaten en analyse
2.1 Effect van HPMC op de waterretentiesnelheid van cementmortel
Waterretentie verwijst naar het vermogen van mortel om water vast te houden. In machinaal gespoten mortel kan het toevoegen van cellulose-ether effectief water vasthouden, de bloedingssnelheid verminderen en voldoen aan de eisen van volledige hydratatie van materialen op cementbasis. Effect van HPMC op het vasthouden van water in mortel.
Met de toename van het HPMC-gehalte neemt de waterretentiesnelheid van mortel geleidelijk toe. De curven van hydroxypropylmethylcellulose-ether met viscositeiten van 100, 150 en 200 Pa.s zijn in principe hetzelfde. Wanneer het gehalte 0,05% -0,15% bedraagt, neemt het waterretentiepercentage lineair toe, en wanneer het gehalte 0,15% bedraagt, is het waterretentiepercentage groter dan 93%. ; Wanneer de hoeveelheid grits de 0,20% overschrijdt, wordt de stijgende trend van de waterretentie vlak, wat aangeeft dat de hoeveelheid HPMC bijna verzadiging heeft bereikt. De invloedscurve van de hoeveelheid HPMC met een viscositeit van 40 Pa.s op de waterretentiesnelheid is ongeveer een rechte lijn. Wanneer de hoeveelheid groter is dan 0,15%, is de waterretentiesnelheid van de mortel aanzienlijk lager dan die van de andere drie soorten HPMC met dezelfde viscositeit. Algemeen wordt aangenomen dat het waterretentiemechanisme van cellulose-ether als volgt is: de hydroxylgroep op het cellulose-ethermolecuul en het zuurstofatoom op de etherbinding zullen zich associëren met het watermolecuul om een waterstofbinding te vormen, zodat het vrije water gebonden water wordt. , waardoor een goed waterretentie-effect wordt gespeeld; Er wordt ook aangenomen dat de interdiffusie tussen watermoleculen en moleculaire ketens van cellulose-ether het mogelijk maakt dat watermoleculen het inwendige van de macromoleculaire cellulose-etherketens binnendringen en onderworpen worden aan sterke bindingskrachten, waardoor de waterretentie van cementslurry wordt verbeterd. Uitstekende waterretentie kan de mortel homogeen houden, niet gemakkelijk te scheiden en goede mengprestaties verkrijgen, terwijl de mechanische slijtage wordt verminderd en de levensduur van de mortelspuitmachine wordt verlengd.
2.2 Het effect van hydroxypropylmethylcellulose HPMC op de dichtheid en het luchtgehalte van cementmortel
Wanneer de hoeveelheid HPMC 0-0,20% bedraagt, neemt de dichtheid van de mortel scherp af met de toename van de hoeveelheid HPMC, van 2050 kg/m3 naar ongeveer 1650 kg/m3, wat ongeveer 20% lager is; wanneer de hoeveelheid HPMC 0,20% overschrijdt, neemt de dichtheid af. in rust. Als we de 4 soorten HPMC met verschillende viscositeiten vergelijken: hoe hoger de viscositeit, hoe lager de dichtheid van de mortel; de dichtheidskrommen van de mortels met de gemengde viscositeiten van 150 en 200 Pa.s HPMC overlappen elkaar feitelijk, wat aangeeft dat naarmate de viscositeit van HPMC blijft toenemen, de dichtheid niet langer afneemt.
De veranderingswet van het luchtgehalte van mortel is tegengesteld aan de verandering van de dichtheid van mortel. Wanneer het gehalte aan hydroxypropylmethylcellulose HPMC 0-0,20% bedraagt, neemt met de toename van het HPMC-gehalte het luchtgehalte van de mortel vrijwel lineair toe; het gehalte aan HPMC overschrijdt. Na 0,20% verandert het luchtgehalte nauwelijks, wat aangeeft dat het luchtbelemmerende effect van de mortel bijna verzadigt is. Het luchtmeeslepende effect van HPMC met een viscositeit van 150 en 200 Pa.s is groter dan dat van HPMC met een viscositeit van 40 en 100 Pa.s.
Het luchtmeeslepende effect van cellulose-ether wordt voornamelijk bepaald door de moleculaire structuur ervan. Cellulose-ether heeft zowel hydrofiele groepen (hydroxyl, ether) als hydrofobe groepen (methyl, glucosering) en is een oppervlakteactieve stof. , heeft oppervlakteactiviteit en heeft dus een luchtbelemmerend effect. Enerzijds kan het geïntroduceerde gas als kogellager in de mortel fungeren, de werkprestaties van de mortel verbeteren, het volume vergroten en de output verhogen, wat gunstig is voor de fabrikant. Maar aan de andere kant verhoogt het luchtbelemmerende effect het luchtgehalte van de mortel en de porositeit na uitharding, wat resulteert in een toename van schadelijke poriën en een sterke vermindering van de mechanische eigenschappen. Hoewel HPMC een zeker luchtbelemmerende werking heeft, kan het het luchtbelemmerende middel niet vervangen. Bovendien kan het luchtbelemmerende middel falen als HPMC en luchtbelemmeringsmiddel tegelijkertijd worden gebruikt.
2.3 Het effect van HPMC op de mechanische eigenschappen van cementmortel
Wanneer de hoeveelheid HPMC slechts 0,05% bedraagt, neemt de buigsterkte van de mortel aanzienlijk af, wat ongeveer 25% lager is dan die van het blanco monster zonder hydroxypropylmethylcellulose HPMC, en de druksterkte kan slechts 65% van het blanco monster bereiken - 80%. Wanneer de hoeveelheid HPMC groter is dan 0,20%, is de afname van de buigsterkte en druksterkte van de mortel niet duidelijk. De viscositeit van HPMC heeft weinig invloed op de mechanische eigenschappen van mortel. HPMC introduceert veel kleine luchtbelletjes en het luchtmeeslepende effect op de mortel verhoogt de interne porositeit en schadelijke poriën van de mortel, wat resulteert in een aanzienlijke afname van de druksterkte en buigsterkte. Een andere reden voor de afname van de mortelsterkte is het waterretentie-effect van cellulose-ether, dat water in de uitgeharde mortel houdt, en de grote water-bindmiddelverhouding leidt tot een afname van de sterkte van het testblok. Voor mechanische bouwmortel geldt dat, hoewel cellulose-ether de waterretentiesnelheid van de mortel aanzienlijk kan verhogen en de verwerkbaarheid ervan kan verbeteren, een te grote dosering de mechanische eigenschappen van de mortel ernstig zal beïnvloeden, dus de relatie tussen beide moet redelijk worden afgewogen.
Met de toename van het gehalte aan hydroxypropylmethylcellulose HPMC vertoonde de vouwverhouding van de mortel een algemeen stijgende trend, die in wezen een lineair verband was. Dit komt omdat de toegevoegde cellulose-ether een groot aantal luchtbellen introduceert, wat meer defecten in de mortel veroorzaakt, en de druksterkte van de geleiderozetmortel sterk afneemt, hoewel de buigsterkte ook tot op zekere hoogte afneemt; maar de cellulose-ether kan de flexibiliteit van de mortel verbeteren. Het is gunstig voor de buigsterkte, waardoor de afnamesnelheid afneemt. Allesomvattend beschouwd leidt het gecombineerde effect van de twee tot een toename van de vouwverhouding.
2.4 Het effect van HPMC op de L-diameter van de mortel
Uit de poriegrootteverdelingscurve, de poriegrootteverdelingsgegevens en verschillende statistische parameters van AD-monsters blijkt dat HPMC een grote invloed heeft op de poriestructuur van cementmortel:
(1) Na toevoeging van HPMC neemt de poriegrootte van cementmortel aanzienlijk toe. Op de poriegrootteverdelingscurve beweegt het gebied van het beeld naar rechts en wordt de poriewaarde die overeenkomt met de piekwaarde groter. Na toevoeging van HPMC is de gemiddelde poriediameter van de cementmortel aanzienlijk groter dan die van het blanco monster, en de mediane poriediameter van het monster met een dosering van 0,3% wordt met 2 orden van grootte vergroot vergeleken met het blanco monster.
(2) Verdeel de poriën in beton in vier typen, namelijk onschadelijke poriën (≤20 nm), minder schadelijke poriën (20-100 nm), schadelijke poriën (100-200 nm) en veel schadelijke poriën (≥200 nm). Uit Tabel 1 blijkt dat het aantal onschadelijke gaten of minder schadelijke gaten aanzienlijk wordt verminderd na toevoeging van HPMC, en dat het aantal schadelijke gaten of meer schadelijke gaten toeneemt. De onschadelijke poriën of minder schadelijke poriën van de monsters die niet met HPMC zijn gemengd, bedragen ongeveer 49,4%. Na toevoeging van HPMC worden de onschadelijke of minder schadelijke poriën aanzienlijk verkleind. Als we de dosering van 0,1% als voorbeeld nemen, worden de onschadelijke of minder schadelijke poriën met ongeveer 45% verminderd. % is het aantal schadelijke gaten groter dan 10 µm met ongeveer 9 keer toegenomen.
(3) De mediane poriediameter, gemiddelde poriediameter, specifiek porievolume en specifiek oppervlak volgen niet een zeer strikte veranderingsregel met de toename van het hydroxypropylmethylcellulose-HPMC-gehalte, wat verband kan houden met de monsterselectie in de kwikinjectietest. gerelateerd aan grote spreiding. Maar over het geheel genomen hebben de gemiddelde poriediameter, de gemiddelde poriediameter en het specifieke porievolume van het monster gemengd met HPMC de neiging toe te nemen in vergelijking met het blanco monster, terwijl het specifieke oppervlak afneemt.
Posttijd: 03 april 2023