Với sự tiến bộ không ngừng của ngành công nghiệp và sự cải tiến của công nghệ, thông qua việc đưa vào và cải tiến các máy phun vữa nước ngoài, công nghệ phun và trát cơ học đã có sự phát triển vượt bậc ở nước tôi trong những năm gần đây. Vữa phun cơ học khác với vữa thông thường, đòi hỏi hiệu suất giữ nước cao, độ lưu động phù hợp và hiệu suất chống võng nhất định. Thông thường, hydroxypropyl methylcellulose được thêm vào vữa, trong đó cellulose Ether (HPMC) được sử dụng rộng rãi nhất. Các chức năng chính của hydroxypropyl methylcellulose HPMC trong vữa là: làm đặc và nhớt, điều chỉnh lưu biến và khả năng giữ nước tuyệt vời. Tuy nhiên, không thể bỏ qua những thiếu sót của HPMC. HPMC có tác dụng cuốn khí, sẽ gây ra nhiều khuyết tật bên trong hơn và làm giảm nghiêm trọng các tính chất cơ học của vữa. Công ty TNHH Hóa chất tinh khiết Shandong Chenbang đã nghiên cứu ảnh hưởng của HPMC đến tỷ lệ giữ nước, mật độ, hàm lượng khí và các tính chất cơ học của vữa từ khía cạnh vĩ mô và nghiên cứu ảnh hưởng của hydroxypropyl methylcellulose HPMC đến cấu trúc L của vữa từ khía cạnh vi mô. .
1. Kiểm tra
1.1 Nguyên liệu thô
Xi măng: Xi măng P.0 42.5 có bán trên thị trường, cường độ uốn và nén 28d lần lượt là 6,9 và 48,2 MPa; cát: Cát sông mịn Thừa Đức, lưới 40-100; ete xenlulo: do Công ty TNHH Hóa chất tinh khiết Sơn Đông Chenbang sản xuất. ete hydroxypropyl methylcellulose, bột màu trắng, độ nhớt danh nghĩa 40, 100, 150, 200 Pa-s; nước: nước máy sạch.
1.2 Phương pháp thử nghiệm
Theo JGJ/T 105-2011 “Quy định xây dựng về phun và trát cơ học”, độ đặc của vữa là 80-120 mm và tỷ lệ giữ nước lớn hơn 90%. Trong thí nghiệm này, tỷ lệ vôi-cát được đặt ở mức 1:5, độ đặc được kiểm soát ở mức (93+2) mm và ete xenlulo được trộn bên ngoài và lượng trộn dựa trên khối lượng xi măng. Các tính chất cơ bản của vữa như khối lượng riêng ướt, hàm lượng khí, độ giữ nước và độ đặc được thử nghiệm theo JGJ 70-2009 “Phương pháp thử các tính chất cơ bản của vữa xây dựng”, và hàm lượng khí được thử nghiệm và tính toán theo phương pháp khối lượng riêng. Các thử nghiệm về chế tạo, cường độ uốn và nén của mẫu được thực hiện theo GB/T 17671-1999 “Phương pháp thử cường độ của vữa xi măng cát (Phương pháp ISO)”. Đường kính của ấu trùng được đo bằng phương pháp đo độ xốp thủy ngân. Mẫu máy đo độ xốp thủy ngân là AUTOPORE 9500, phạm vi đo là 5,5 nm-360 μm. Tổng cộng đã thực hiện 4 bộ thử nghiệm. Tỷ lệ xi măng-cát là 1:5, độ nhớt của HPMC là 100 Pa-s và liều lượng là 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (lần lượt là các số A, B, C, D).
2. Kết quả và phân tích
2.1 Ảnh hưởng của HPMC đến khả năng giữ nước của vữa xi măng
Giữ nước là khả năng giữ nước của vữa. Trong vữa phun bằng máy, thêm ete xenlulo có thể giữ nước hiệu quả, giảm tỷ lệ chảy máu và đáp ứng yêu cầu hydrat hóa hoàn toàn của vật liệu gốc xi măng. Tác dụng của HPMC đối với khả năng giữ nước của vữa.
Khi hàm lượng HPMC tăng, tỷ lệ giữ nước của vữa tăng dần. Đường cong của hydroxypropyl methylcellulose ether có độ nhớt 100, 150 và 200 Pa.s về cơ bản là giống nhau. Khi hàm lượng là 0,05%-0,15%, tỷ lệ giữ nước tăng tuyến tính và khi hàm lượng là 0,15%, tỷ lệ giữ nước lớn hơn 93%. ; Khi lượng grits vượt quá 0,20%, xu hướng tăng của tỷ lệ giữ nước trở nên phẳng, cho thấy lượng HPMC gần bão hòa. Đường cong ảnh hưởng của lượng HPMC có độ nhớt 40 Pa.s đến tỷ lệ giữ nước gần như là một đường thẳng. Khi lượng lớn hơn 0,15%, tỷ lệ giữ nước của vữa thấp hơn đáng kể so với ba loại HPMC khác có cùng độ nhớt. Người ta thường cho rằng cơ chế giữ nước của ete cellulose là: nhóm hydroxyl trên phân tử ete cellulose và nguyên tử oxy trên liên kết ete sẽ liên kết với phân tử nước để tạo thành liên kết hydro, do đó nước tự do trở thành nước liên kết, do đó phát huy tác dụng giữ nước tốt; Người ta cũng cho rằng sự khuếch tán giữa các phân tử nước và chuỗi phân tử ete cellulose cho phép các phân tử nước đi vào bên trong chuỗi đại phân tử ete cellulose và chịu lực liên kết mạnh, do đó cải thiện khả năng giữ nước của vữa xi măng. Khả năng giữ nước tuyệt vời có thể giữ cho vữa đồng nhất, không dễ phân tách và đạt được hiệu suất trộn tốt, đồng thời giảm mài mòn cơ học và tăng tuổi thọ của máy phun vữa.
2.2 Ảnh hưởng của hydroxypropyl methylcellulose HPMC đến khối lượng riêng và hàm lượng khí của vữa xi măng
Khi lượng HPMC là 0-0,20%, mật độ của vữa giảm mạnh theo lượng HPMC tăng, từ 2050 kg/m3 đến khoảng 1650kg/m3, thấp hơn khoảng 20%; khi lượng HPMC vượt quá 0,20%, mật độ giảm. trong bình tĩnh. So sánh 4 loại HPMC có độ nhớt khác nhau, độ nhớt càng cao, mật độ của vữa càng thấp; đường cong mật độ của vữa có độ nhớt hỗn hợp 150 và 200 Pa.s HPMC về cơ bản chồng lên nhau, cho thấy khi độ nhớt của HPMC tiếp tục tăng, Mật độ không còn giảm nữa.
Quy luật thay đổi hàm lượng khí trong vữa ngược với quy luật thay đổi mật độ của vữa. Khi hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose HPMC là 0-0,20%, khi hàm lượng HPMC tăng, hàm lượng khí trong vữa tăng gần như tuyến tính; hàm lượng HPMC vượt quá Sau 0,20%, hàm lượng khí hầu như không thay đổi, cho thấy hiệu ứng cuốn khí của vữa gần đạt đến trạng thái bão hòa. Hiệu ứng cuốn khí của HPMC có độ nhớt 150 và 200 Pa.s lớn hơn hiệu ứng cuốn khí của HPMC có độ nhớt 40 và 100 Pa.s.
Hiệu ứng cuốn khí của ete cellulose chủ yếu được xác định bởi cấu trúc phân tử của nó. Ether cellulose có cả nhóm ưa nước (hydroxyl, ether) và nhóm kỵ nước (methyl, vòng glucose), và là chất hoạt động bề mặt. , có hoạt động bề mặt, do đó có hiệu ứng cuốn khí. Một mặt, khí được đưa vào có thể hoạt động như một ổ bi trong vữa, cải thiện hiệu suất làm việc của vữa, tăng thể tích và tăng sản lượng, có lợi cho nhà sản xuất. Nhưng mặt khác, hiệu ứng cuốn khí làm tăng hàm lượng khí của vữa và độ xốp sau khi đông cứng, dẫn đến tăng các lỗ rỗng có hại và làm giảm đáng kể các tính chất cơ học. Mặc dù HPMC có hiệu ứng cuốn khí nhất định, nhưng nó không thể thay thế tác nhân cuốn khí. Ngoài ra, khi sử dụng HPMC và tác nhân cuốn khí cùng một lúc, tác nhân cuốn khí có thể bị hỏng.
2.3 Ảnh hưởng của HPMC đến tính chất cơ học của vữa xi măng
Khi lượng HPMC chỉ còn 0,05%, cường độ uốn của vữa giảm đáng kể, thấp hơn khoảng 25% so với mẫu trắng không có hydroxypropyl methylcellulose HPMC, cường độ nén chỉ đạt 65% mẫu trắng -80%. Khi lượng HPMC vượt quá 0,20%, cường độ uốn và cường độ nén của vữa giảm không rõ ràng. Độ nhớt của HPMC ít ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vữa. HPMC đưa vào rất nhiều bọt khí nhỏ, hiệu ứng cuốn khí vào vữa làm tăng độ xốp bên trong và các lỗ rỗng có hại của vữa, dẫn đến cường độ nén và cường độ uốn giảm đáng kể. Một lý do khác khiến cường độ vữa giảm là hiệu ứng giữ nước của ete xenlulo, giữ nước trong vữa đã đông cứng và tỷ lệ chất kết dính nước lớn dẫn đến giảm cường độ của khối thử nghiệm. Đối với vữa xây dựng cơ học, mặc dù ete xenlulo có thể làm tăng đáng kể tỷ lệ giữ nước của vữa và cải thiện khả năng thi công của vữa, nhưng nếu liều lượng quá lớn sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính chất cơ học của vữa, do đó cần cân nhắc hợp lý mối quan hệ giữa hai yếu tố này.
Với sự gia tăng hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose HPMC, tỷ lệ gấp nếp của vữa cho thấy xu hướng tăng tổng thể, về cơ bản là mối quan hệ tuyến tính. Điều này là do ether cellulose bổ sung tạo ra một lượng lớn bọt khí, gây ra nhiều khuyết tật hơn bên trong vữa và cường độ nén của vữa hoa hồng dẫn hướng giảm mạnh, mặc dù cường độ uốn cũng giảm ở một mức độ nhất định; nhưng ether cellulose có thể cải thiện độ linh hoạt của vữa, có lợi cho cường độ uốn, làm cho tốc độ giảm chậm lại. Xem xét toàn diện, hiệu ứng kết hợp của cả hai dẫn đến tăng tỷ lệ gấp nếp.
2.4 Ảnh hưởng của HPMC đến đường kính L của vữa
Từ đường cong phân bố kích thước lỗ rỗng, dữ liệu phân bố kích thước lỗ rỗng và các thông số thống kê khác nhau của mẫu AD, có thể thấy rằng HPMC có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc lỗ rỗng của vữa xi măng:
(1) Sau khi thêm HPMC, kích thước lỗ rỗng của vữa xi măng tăng lên đáng kể. Trên đường cong phân bố kích thước lỗ rỗng, diện tích của hình ảnh di chuyển sang phải và giá trị lỗ rỗng tương ứng với giá trị đỉnh trở nên lớn hơn. Sau khi thêm HPMC, đường kính lỗ rỗng trung bình của vữa xi măng lớn hơn đáng kể so với mẫu trắng và đường kính lỗ rỗng trung bình của mẫu có liều lượng 0,3% tăng lên 2 bậc độ lớn so với mẫu trắng.
(2) Chia các lỗ rỗng trong bê tông thành bốn loại, cụ thể là các lỗ rỗng vô hại (≤20 nm), các lỗ rỗng ít gây hại (20-100 nm), các lỗ rỗng có hại (100-200 nm) và nhiều lỗ rỗng có hại (≥200 nm). Có thể thấy từ Bảng 1, số lượng các lỗ rỗng vô hại hoặc các lỗ rỗng ít gây hại giảm đáng kể sau khi thêm HPMC, và số lượng các lỗ rỗng có hại hoặc các lỗ rỗng có hại nhiều hơn tăng lên. Các lỗ rỗng vô hại hoặc các lỗ rỗng ít gây hại của các mẫu không trộn với HPMC là khoảng 49,4%. Sau khi thêm HPMC, các lỗ rỗng vô hại hoặc các lỗ rỗng ít gây hại giảm đáng kể. Lấy liều lượng 0,1% làm ví dụ, các lỗ rỗng vô hại hoặc các lỗ rỗng ít gây hại giảm khoảng 45%. %, số lượng các lỗ rỗng có hại lớn hơn 10um tăng khoảng 9 lần.
(3) Đường kính lỗ trung bình, đường kính lỗ trung bình, thể tích lỗ riêng và diện tích bề mặt riêng không tuân theo quy tắc thay đổi rất nghiêm ngặt khi hàm lượng HPMC hydroxypropyl methylcellulose tăng, có thể liên quan đến việc lựa chọn mẫu trong thử nghiệm tiêm thủy ngân. liên quan đến độ phân tán lớn. Nhưng nhìn chung, đường kính lỗ trung bình, đường kính lỗ trung bình và thể tích lỗ riêng của mẫu trộn với HPMC có xu hướng tăng so với mẫu trắng, trong khi diện tích bề mặt riêng giảm.
Thời gian đăng: 03-04-2023