L'effetto dell'idrossipropilmetilcellulosa HPMC sulle proprietà della malta per sabbiatura meccanica

Con il continuo progresso del settore e il miglioramento della tecnologia, attraverso l'introduzione e il miglioramento di macchine per spruzzatura di malta straniere, la tecnologia di spruzzatura meccanica e intonacatura è stata notevolmente sviluppata nel mio paese negli ultimi anni. La malta a spruzzatura meccanica è diversa dalla malta ordinaria, che richiede elevate prestazioni di ritenzione d'acqua, adeguata fluidità e determinate prestazioni anti-cedimento. Solitamente alla malta viene aggiunta idrossipropilmetilcellulosa, di cui l'etere di cellulosa (HPMC) è il più utilizzato. Le principali funzioni dell'idrossipropilmetilcellulosa HPMC nella malta sono: addensamento e viscosizzazione, regolazione della reologia ed eccellente capacità di ritenzione idrica. Tuttavia, le carenze dell’HPMC non possono essere ignorate. L'HPMC ha un effetto d'aerazione, che causerà più difetti interni e ridurrà seriamente le proprietà meccaniche della malta. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. ha studiato l'influenza dell'HPMC sul tasso di ritenzione idrica, sulla densità, sul contenuto d'aria e sulle proprietà meccaniche della malta dall'aspetto macroscopico e ha studiato l'influenza dell'idrossipropilmetilcellulosa HPMC sulla struttura a L della malta da l'aspetto microscopico. .

1. Prova

1.1 Materie prime

Cemento: cemento P.0 42,5 disponibile in commercio, le sue resistenze a flessione e compressione 28d sono rispettivamente 6,9 ​​e 48,2 MPa; sabbia: sabbia fine del fiume Chengde, 40-100 mesh; etere di cellulosa: prodotto da Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Etere di idrossipropilmetilcellulosa, polvere bianca, viscosità nominale 40, 100, 150, 200 Pa-s; acqua: acqua di rubinetto pulita.

1.2 Metodo di prova

Secondo JGJ/T 105-2011 “Norme di costruzione per spruzzatura meccanica e intonacatura”, la consistenza della malta è 80-120 mm e il tasso di ritenzione d'acqua è superiore al 90%. In questo esperimento, il rapporto calce-sabbia è stato fissato a 1:5, la consistenza è stata controllata a (93+2) mm e l'etere di cellulosa è stato miscelato esternamente e la quantità di miscelazione è stata basata sulla massa di cemento. Le proprietà di base della malta come densità umida, contenuto d'aria, ritenzione d'acqua e consistenza vengono testate con riferimento a JGJ 70-2009 "Metodi di prova per le proprietà di base della malta da costruzione" e il contenuto d'aria viene testato e calcolato in base alla densità metodo. Le prove di preparazione, resistenza alla flessione e alla compressione dei provini sono state eseguite secondo GB/T 17671-1999 “Metodi per testare la resistenza della sabbia di malta cementizia (metodo ISO)”. Il diametro delle larve è stato misurato mediante porosimetria a mercurio. Il modello del porosimetro a mercurio era AUTOPORE 9500 e il campo di misurazione era 5,5 nm-360 μm. Sono stati effettuati complessivamente 4 set di test. Il rapporto cemento-sabbia era 1:5, la viscosità dell'HPMC era 100 Pa-s e il dosaggio 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (i numeri sono rispettivamente A, B, C, D).

2. Risultati e analisi

2.1 Effetto dell'HPMC sul tasso di ritenzione idrica della malta cementizia

La ritenzione idrica si riferisce alla capacità della malta di trattenere l'acqua. Nella malta spruzzata a macchina, l'aggiunta di etere di cellulosa può trattenere efficacemente l'acqua, ridurre la velocità di sanguinamento e soddisfare i requisiti di completa idratazione dei materiali a base di cemento. Effetto dell'HPMC sulla ritenzione idrica della malta.

Con l'aumento del contenuto di HPMC, il tasso di ritenzione idrica della malta aumenta gradualmente. Le curve dell'etere idrossipropilmetilcellulosa con viscosità di 100, 150 e 200 Pa.s sono sostanzialmente le stesse. Quando il contenuto è compreso tra 0,05% e 0,15%, il tasso di ritenzione idrica aumenta in modo lineare e quando il contenuto è pari a 0,15%, il tasso di ritenzione idrica è superiore al 93%. ; Quando la quantità di graniglie supera lo 0,20%, la tendenza crescente del tasso di ritenzione idrica diventa piatta, indicando che la quantità di HPMC è vicina alla saturazione. La curva di influenza della quantità di HPMC con una viscosità di 40 Pa.s sul tasso di ritenzione idrica è approssimativamente una linea retta. Quando la quantità è superiore allo 0,15%, il tasso di ritenzione d'acqua della malta è significativamente inferiore a quello degli altri tre tipi di HPMC con la stessa quantità di viscosità. Si ritiene generalmente che il meccanismo di ritenzione dell'acqua dell'etere di cellulosa sia: il gruppo ossidrile sulla molecola dell'etere di cellulosa e l'atomo di ossigeno sul legame etereo si assoceranno alla molecola d'acqua per formare un legame idrogeno, in modo che l'acqua libera diventi acqua legata , svolgendo così un buon effetto di ritenzione idrica; Si ritiene inoltre che l'interdiffusione tra le molecole d'acqua e le catene molecolari dell'etere di cellulosa consenta alle molecole d'acqua di entrare all'interno delle catene macromolecolari dell'etere di cellulosa e di essere soggette a forti forze leganti, migliorando così la ritenzione idrica dell'impasto liquido di cemento. Un'eccellente ritenzione d'acqua può mantenere la malta omogenea, non facile da segregare e ottenere buone prestazioni di miscelazione, riducendo l'usura meccanica e aumentando la durata della macchina spruzzatrice.

2.2 L'effetto dell'idrossipropilmetilcellulosa HPMC sulla densità e sul contenuto d'aria della malta cementizia

Quando la quantità di HPMC è pari a 0-0,20%, la densità della malta diminuisce bruscamente all'aumentare della quantità di HPMC, da 2050 kg/m3 a circa 1650 kg/m3, che è inferiore di circa il 20%; quando la quantità di HPMC supera lo 0,20%, la densità diminuisce. con calma. Confrontando i 4 tipi di HPMC con viscosità diverse, maggiore è la viscosità, minore è la densità della malta; le curve di densità delle malte con viscosità miste di 150 e 200 Pa.s HPMC sostanzialmente si sovrappongono, indicando che man mano che la viscosità di HPMC continua ad aumentare, la densità non diminuisce più.

La legge di variazione del contenuto d'aria della malta è opposta alla variazione di densità della malta. Quando il contenuto di idrossipropilmetilcellulosa HPMC è pari allo 0-0,20%, con l'aumento del contenuto di HPMC, il contenuto di aria della malta aumenta quasi linearmente; il contenuto di HPMC supera lo 0,20%, il contenuto di aria difficilmente cambia, indicando che l'effetto aerante della malta è vicino alla saturazione. L'effetto aerante dell'HPMC con una viscosità di 150 e 200 Pa.s è maggiore di quello dell'HPMC con una viscosità di 40 e 100 Pa.s.

L'effetto aerante dell'etere di cellulosa è determinato principalmente dalla sua struttura molecolare. L'etere di cellulosa ha sia gruppi idrofili (idrossile, etere) che gruppi idrofobici (anello metilico, glucosio) ed è un tensioattivo. , ha attività superficiale, avendo quindi un effetto di trascinamento dell'aria. Da un lato, il gas introdotto può agire come un cuscinetto a sfere nella malta, migliorare le prestazioni di lavorazione della malta, aumentare il volume e aumentare la resa, il che è vantaggioso per il produttore. D'altro canto, l'effetto aerante aumenta il contenuto di aria della malta e la porosità dopo l'indurimento, con conseguente aumento dei pori dannosi e riduzione notevole delle proprietà meccaniche. Sebbene HPMC abbia un certo effetto di aeratura, non può sostituire l'agente aerante. Inoltre, quando HPMC e un agente aerante vengono utilizzati contemporaneamente, l'agente aerante potrebbe non funzionare correttamente.

2.3 L'effetto dell'HPMC sulle proprietà meccaniche della malta cementizia

Quando la quantità di HPMC è solo dello 0,05%, la resistenza alla flessione della malta diminuisce significativamente, che è circa il 25% inferiore a quella del campione bianco senza idrossipropilmetilcellulosa HPMC, e la resistenza alla compressione può raggiungere solo il 65% del campione bianco - 80%. Quando la quantità di HPMC supera lo 0,20%, la diminuzione della resistenza alla flessione e alla compressione della malta non è evidente. La viscosità dell'HPMC ha scarso effetto sulle proprietà meccaniche della malta. L'HPMC introduce molte minuscole bolle d'aria e l'effetto di trascinamento dell'aria sulla malta aumenta la porosità interna e i pori dannosi della malta, determinando una significativa diminuzione della resistenza alla compressione e alla flessione. Un altro motivo per la diminuzione della resistenza della malta è l'effetto di ritenzione idrica dell'etere di cellulosa, che trattiene l'acqua nella malta indurita, e l'elevato rapporto acqua-legante porta ad una diminuzione della resistenza del blocco di prova. Per la malta da costruzione meccanica, sebbene l'etere di cellulosa possa aumentare significativamente il tasso di ritenzione idrica della malta e migliorarne la lavorabilità, se il dosaggio è troppo elevato, influenzerà seriamente le proprietà meccaniche della malta, quindi il rapporto tra i due dovrebbe essere ponderato ragionevolmente.

Con l'aumento del contenuto di idrossipropilmetilcellulosa HPMC, il rapporto di piegatura della malta ha mostrato un andamento complessivamente crescente, che era sostanzialmente un rapporto lineare. Questo perché l'etere di cellulosa aggiunto introduce un gran numero di bolle d'aria, che causano più difetti all'interno della malta, e la resistenza alla compressione della malta della rosa guida diminuisce drasticamente, sebbene anche la resistenza alla flessione diminuisca in una certa misura; ma l'etere di cellulosa può migliorare la flessibilità della malta, è benefico per la resistenza alla flessione, che rallenta la velocità di diminuzione. Considerando nel complesso, l’effetto combinato dei due porta ad un aumento del rapporto di piegatura.

2.4 L'effetto dell'HPMC sul diametro L della malta

Dalla curva di distribuzione della dimensione dei pori, dai dati sulla distribuzione della dimensione dei pori e da vari parametri statistici dei campioni AD, si può vedere che HPMC ha una grande influenza sulla struttura dei pori della malta cementizia:

(1) Dopo l'aggiunta di HPMC, la dimensione dei pori della malta cementizia aumenta in modo significativo. Sulla curva di distribuzione della dimensione dei pori, l'area dell'immagine si sposta verso destra e il valore dei pori corrispondente al valore di picco diventa più grande. Dopo l'aggiunta di HPMC, il diametro medio dei pori della malta cementizia è significativamente maggiore di quello del campione bianco e il diametro medio dei pori del campione con dosaggio dello 0,3% è aumentato di 2 ordini di grandezza rispetto al campione bianco.

(2) Dividere i pori del calcestruzzo in quattro tipi, vale a dire pori innocui (≤20 nm), pori meno dannosi (20-100 nm), pori dannosi (100-200 nm) e molti pori dannosi (≥200 nm). Dalla Tabella 1 si può vedere che il numero di buchi innocui o di buchi meno dannosi viene significativamente ridotto dopo l'aggiunta di HPMC, e il numero di buchi dannosi o di buchi più dannosi aumenta. I pori innocui o meno dannosi dei campioni non miscelati con HPMC sono circa il 49,4%. Dopo l'aggiunta di HPMC, i pori innocui o i pori meno dannosi vengono significativamente ridotti. Prendendo come esempio il dosaggio dello 0,1%, i pori innocui o meno dannosi si riducono di circa il 45%. %, il numero di fori dannosi più grandi di 10um è aumentato di circa 9 volte.

(3) Il diametro medio dei pori, il diametro medio dei pori, il volume specifico dei pori e l'area superficiale specifica non seguono una regola di modifica molto rigida con l'aumento del contenuto di idrossipropilmetilcellulosa HPMC, che può essere correlato alla selezione del campione nel test di iniezione di mercurio. legati alla grande dispersione. Ma nel complesso, il diametro medio dei pori, il diametro medio dei pori e il volume specifico dei pori del campione miscelato con HPMC tendono ad aumentare rispetto al campione bianco, mentre l'area superficiale specifica diminuisce.


Orario di pubblicazione: 03-apr-2023