Ảnh hưởng của Hydroxypropyl Methyl Cellulose HPMC đến tính chất của vữa nổ máy

Với sự phát triển không ngừng của ngành và sự cải tiến của công nghệ, thông qua sự du nhập và cải tiến của các máy phun vữa nước ngoài, công nghệ phun trát cơ học ở nước ta đã phát triển vượt bậc trong những năm gần đây. Vữa phun cơ học khác với vữa thông thường, đòi hỏi khả năng giữ nước cao, độ lưu động phù hợp và khả năng chống chảy xệ nhất định. Thông thường, hydroxypropyl methylcellulose được thêm vào vữa, trong đó Ether cellulose (HPMC) được sử dụng rộng rãi nhất. Các chức năng chính của hydroxypropyl methylcellulose HPMC trong vữa là: làm dày và nhớt, điều chỉnh lưu biến và khả năng giữ nước tuyệt vời. Tuy nhiên, không thể bỏ qua những hạn chế của HPMC. HPMC có tác dụng cuốn khí sẽ gây ra nhiều khuyết tật bên trong hơn và làm giảm nghiêm trọng tính chất cơ lý của vữa. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. đã nghiên cứu ảnh hưởng của HPMC đến tốc độ giữ nước, mật độ, hàm lượng không khí và 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 mịn sông Thừa Đức, cỡ 40-100; ete cellulose: được sản xuất bởi Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Hydroxypropyl methylcellulose ether, bột màu trắng, độ nhớt danh nghĩa 40, 100, 150, 200 Pa-s; Nước: nước máy sạch.

1.2 Phương pháp thử

Theo JGJ/T 105-2011 “Quy định thi công 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 đặc tính cơ bản của vữa như mật độ ướt, hàm lượng không khí, khả năng giữ nước và độ đặc được kiểm tra theo tham chiếu đến “Phương pháp thử nghiệm các đặc tính cơ bản của vữa xây dựng” JGJ 70-2009, và hàm lượng không khí được kiểm tra và tính toán theo mật độ phương pháp. Các thử nghiệm chuẩn bị, cường độ uốn và cường độ nén của mẫu thử được thực hiện theo GB/T 17671-1999 “Phương pháp kiểm tra cường độ của cát vữa xi măng (Phương pháp ISO)”. Đường kính của ấu trùng được đo bằng phép đo độ xốp thủy ngân. Model máy đo độ xốp thủy ngân là AUTOPORE 9500 và phạm vi đo là 5,5 nm-360 μm. Tổng cộng có 4 bộ thử nghiệm đã được thực hiện. Tỷ lệ xi măng-cát là 1:5, độ nhớt của HPMC là 100 Pa-s và liều lượng 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (các số lần lượt là 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

Khả năng giữ nước đề cập đến khả năng giữ nước của vữa. Trong vữa phun bằng máy, việc bổ sung ete xenlulo có thể giữ nước hiệu quả, giảm tốc độ chảy máu và đáp ứng yêu cầu hydrat hóa hoàn toàn của vật liệu gốc xi măng. Ảnh hưởng của HPMC đến khả năng giữ nước của vữa.

Với sự gia tăng hàm lượng HPMC, tỷ lệ giữ nước của vữa tăng dần. Các đường cong của ete hydroxypropyl methylcellulose có độ nhớt 100, 150 và 200 Pa.s về cơ bản là giống nhau. Khi hàm lượng 0,05% -0,15%, tỷ lệ giữ nước tăng tuyến tính và khi hàm lượng 0,15%, tỷ lệ giữ nước lớn hơn 93%. ; Khi lượng hạt sạn vượt quá 0,20%, xu hướng giữ nước ngày càng tăng trở nên không thay đổi, cho thấy lượng HPMC gần với mức bão hòa. Đường cong ảnh hưởng của lượng HPMC có độ nhớt 40 Pa.s đến tốc độ 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 còn lại có cùng độ nhớt. Người ta thường tin rằng cơ chế giữ nước của ether cellulose là: nhóm hydroxyl trên phân tử ether cellulose và nguyên tử oxy trên liên kết ether 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 có tác dụng giữ nước tốt; Người ta cũng tin rằng sự khuếch tán xen kẽ 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 cellulose ether và chịu lực liên kết mạnh, từ 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 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 tỷ trọng và hàm lượng khí của vữa xi măng

Khi lượng HPMC ở mức 0-0,20%, tỷ trọng của vữa giảm mạnh khi tăng lượng HPMC, từ 2050 kg/m3 lên khoảng 1650kg/m3, tức là thấp hơn khoảng 20%; khi lượng HPMC vượt quá 0,20% thì mật độ giảm. trong sự bình tĩnh. So sánh 4 loại HPMC có độ nhớt khác nhau, độ nhớt càng cao thì tỷ trọng của vữa càng thấp; các đường cong mật độ của vữa có độ nhớt hỗn hợp 150 và 200 Pa.s HPMC về cơ bản trùng nhau, cho thấy rằng khi độ nhớt của HPMC tiếp tục tăng thì Mật độ không còn giảm nữa.

Quy luật thay đổi hàm lượng không khí trong vữa ngược với sự thay đổi khối lượng riêng của vữa. Khi hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose HPMC là 0-0,20%, khi hàm lượng HPMC tăng thì hàm lượng khí trong vữa tăng gần như tuyến tính; hàm lượng HPMC vượt quá 0,20%, hàm lượng không khí hầu như không thay đổi, cho thấy tác dụng cuốn khí của vữa gần bão hòa. Hiệu quả cuốn khí của HPMC có độ nhớt 150 và 200 Pa.s lớn hơn so với HPMC có độ nhớt 40 và 100 Pa.s.

Tác dụng cuốn khí của ete cellulose chủ yếu được xác định bởi cấu trúc phân tử của nó. Cellulose ether 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 tác dụng 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, điều này có lợi cho nhà sản xuất. Nhưng mặt khác, hiệu ứng cuốn khí làm tăng hàm lượng không khí trong vữa và độ xốp sau khi đông cứng dẫn đến tăng các lỗ rỗng có hại và làm giảm đáng kể tính chất cơ học. Mặc dù HPMC có tác dụng cuốn khí nhất định nhưng nó không thể thay thế tác nhân cuốn khí. Ngoài ra, khi sử dụng HPMC và chất cuốn khí cùng lúc, chất cuốn khí có thể bị hỏng.

2.3 Ảnh hưởng của HPMC đến tính chất cơ lý của vữa xi măng

Khi lượng HPMC chỉ 0,05%, cường độ uốn của vữa giảm đáng kể, thấp hơn khoảng 25% so với mẫu trắng không có hydroxypropyl methylcellulose HPMC và cường độ nén chỉ có thể đạt 65% mẫu trắng - 80%. Khi lượng HPMC vượt quá 0,20% thì cường độ uốn và cường độ nén của vữa giảm đi là không rõ ràng. Độ nhớt của HPMC ít ảnh hưởng đến tính chất cơ học của vữa. HPMC tạo ra nhiều bọt khí nhỏ, tác dụng cuốn khí lên 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 nguyên nhân khác làm giảm cường độ vữa là do tác dụng giữ nước của ete xenlulo giữ nước trong vữa 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 nó, nhưng nếu liều lượng quá lớn sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính chất cơ học của vữa, vì vậy cần cân nhắc mối quan hệ giữa hai yếu tố này một cách hợp lý.

Với sự gia tăng hàm lượng hydroxypropyl methylcellulose HPMC, tỷ lệ gấp của vữa cho thấy xu hướng tăng tổng thể, về cơ bản là mối quan hệ tuyến tính. Điều này là do ete xenlulo được thêm vào tạo ra một số lượng lớn bọt khí, gây ra nhiều khuyết tật bên trong vữa hơn, 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 ete cellulose có thể cải thiện tính linh hoạt của vữa, có lợi cho độ bền uốn, khiến tốc độ giảm chậm lại. Xem xét một cách toàn diện, tác động kết hợp của cả hai dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ gấp.

2.4 Ảnh hưởng của HPMC đến đường kính L của vữa

Từ đường cong phân bố kích thước lỗ rỗng, số liệu phân bố kích thước lỗ rỗng và các thông số thống kê khác nhau của mẫu AD, có thể thấy HPMC có ảnh hưởng rất 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 hình ảnh di chuyển sang phải và giá trị lỗ rỗng tương ứng với giá trị cực đại 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 với liều lượng 0,3% tăng 2 bậc độ lớn so với mẫu trắng.

(2) Chia lỗ chân lông trong bê tông thành bốn loại, đó là lỗ chân lông vô hại (<20 nm), lỗ rỗng ít gây hại (20-100 nm), lỗ chân lông có hại (100-200 nm) và nhiều lỗ chân lông có hại (>200 nm). Có thể thấy từ Bảng 1, số lượng lỗ vô hại hoặc lỗ ít độc hại hơn giảm đáng kể sau khi thêm HPMC, và số lượng lỗ có hại hoặc lỗ có hại nhiều hơn sẽ tăng lên. Lỗ rỗng vô hại hoặc lỗ chân lông ít độc hại của mẫu không trộn HPMC là khoảng 49,4%. Sau khi bổ sung HPMC, các lỗ chân lông vô hại hoặc ít gây hại sẽ giảm đi đáng kể. Lấy liều lượng 0,1% làm ví dụ, lỗ chân lông vô hại hoặc lỗ chân lông ít gây hại sẽ giảm khoảng 45%. %, số lượng lỗ có hại lớn hơn 10um tăng khoảng 9 lần.

(3) Đường kính lỗ rỗng trung bình, đường kính lỗ rỗng trung bình, thể tích lỗ rỗng riêng và diện tích bề mặt riêng không tuân theo quy tắc thay đổi rất nghiêm ngặt với sự gia tăng hàm lượng HPMC hydroxypropyl methylcellulose, có thể liên quan đến việc chọn mẫu trong thử nghiệm tiêm thủy ngân. liên quan đến độ phân tán lớn. Nhưng nhìn chung, đường kính lỗ rỗng trung bình, đường kính lỗ trung bình và thể tích lỗ rỗng riêng của mẫu trộn HPMC có xu hướng tăng so với mẫu trắng, trong khi diện tích bề mặt riêng giảm.


Thời gian đăng: Apr-03-2023