O efeito da hidroxipropilmetilcelulose HPMC nas propriedades da argamassa de jateamento mecânico

Com o progresso contínuo da indústria e o aprimoramento da tecnologia, através da introdução e aprimoramento de máquinas estrangeiras de pulverização de argamassa, a tecnologia mecânica de pulverização e reboco tem se desenvolvido muito em meu país nos últimos anos. A argamassa de pulverização mecânica é diferente da argamassa comum, que requer alto desempenho de retenção de água, fluidez adequada e certo desempenho anti-flacidez. Normalmente é adicionada à argamassa hidroxipropilmetilcelulose, sendo o Éter de Celulose (HPMC) o mais utilizado. As principais funções da hidroxipropilmetilcelulose HPMC em argamassas são: espessamento e viscosificação, ajuste de reologia e excelente capacidade de retenção de água. No entanto, as deficiências do HPMC não podem ser ignoradas. HPMC tem efeito incorporador de ar, o que causará mais defeitos internos e reduzirá seriamente as propriedades mecânicas da argamassa. estudou a influência do HPMC na taxa de retenção de água, densidade, teor de ar e propriedades mecânicas da argamassa do aspecto macroscópico, e estudou a influência da hidroxipropilmetilcelulose HPMC na estrutura L da argamassa de o aspecto microscópico. .

1. Teste

1.1 Matérias-primas

Cimento: cimento P.0 42,5 disponível comercialmente, suas resistências à flexão e compressão 28d são de 6,9 ​​e 48,2 MPa respectivamente; areia: Areia fina de rio Chengde, malha 40-100; éter de celulose: produzido por Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Éter hidroxipropilmetilcelulose, pó branco, viscosidade nominal 40, 100, 150, 200 Pa-s; água: água limpa da torneira.

1.2 Método de teste

De acordo com JGJ/T 105-2011 “Regulamentos de Construção para Pulverização Mecânica e Reboco”, a consistência da argamassa é de 80-120 mm e a taxa de retenção de água é superior a 90%. Neste experimento, a relação cal-areia foi fixada em 1:5, a consistência foi controlada em (93+2) mm, e o éter de celulose foi misturado externamente, e a quantidade de mistura foi baseada na massa de cimento. As propriedades básicas da argamassa, como densidade úmida, teor de ar, retenção de água e consistência, são testadas com referência ao JGJ 70-2009 “Métodos de teste para propriedades básicas de argamassa de construção”, e o teor de ar é testado e calculado de acordo com a densidade método. Os ensaios de preparação, resistência à flexão e compressão dos corpos de prova foram realizados de acordo com GB/T 17671-1999 “Methods for Testing the Strength of Cement Mortar Sand (ISO Method)”. O diâmetro das larvas foi medido por porosimetria de mercúrio. O modelo do porosímetro de mercúrio foi o AUTOPORE 9500 e a faixa de medição foi de 5,5 nm-360 μm. Foram realizados um total de 4 conjuntos de testes. A proporção cimento-areia foi de 1:5, a viscosidade do HPMC foi de 100 Pa-s e a dosagem de 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (os números são A, B, C, D respectivamente).

2. Resultados e análises

2.1 Efeito do HPMC na taxa de retenção de água da argamassa de cimento

A retenção de água refere-se à capacidade da argamassa de reter água. Na argamassa pulverizada à máquina, a adição de éter de celulose pode reter água com eficácia, reduzir a taxa de sangramento e atender aos requisitos de hidratação total de materiais à base de cimento. Efeito do HPMC na retenção de água em argamassas.

Com o aumento do teor de HPMC, a taxa de retenção de água da argamassa aumenta gradativamente. As curvas do éter hidroxipropilmetilcelulose com viscosidades de 100, 150 e 200 Pa.s são basicamente as mesmas. Quando o conteúdo é de 0,05% a 0,15%, a taxa de retenção de água aumenta linearmente e quando o conteúdo é de 0,15%, a taxa de retenção de água é superior a 93%. ; Quando a quantidade de grãos excede 0,20%, a tendência crescente da taxa de retenção de água torna-se plana, indicando que a quantidade de HPMC está próxima da saturação. A curva de influência da quantidade de HPMC com viscosidade de 40 Pa.s na taxa de retenção de água é aproximadamente uma linha reta. Quando a quantidade é superior a 0,15%, a taxa de retenção de água da argamassa é significativamente inferior à dos outros três tipos de HPMC com a mesma quantidade de viscosidade. Acredita-se geralmente que o mecanismo de retenção de água do éter de celulose é: o grupo hidroxila na molécula de éter de celulose e o átomo de oxigênio na ligação éter se associarão à molécula de água para formar uma ligação de hidrogênio, de modo que a água livre se torne água ligada. , desempenhando assim um bom efeito de retenção de água; Acredita-se também que a interdifusão entre as moléculas de água e as cadeias moleculares do éter de celulose permite que as moléculas de água entrem no interior das cadeias macromoleculares do éter de celulose e sejam sujeitas a fortes forças de ligação, melhorando assim a retenção de água da pasta de cimento. A excelente retenção de água pode manter a argamassa homogênea, difícil de segregar e obter bom desempenho de mistura, ao mesmo tempo que reduz o desgaste mecânico e aumenta a vida útil da máquina de pulverização de argamassa.

2.2 O efeito da hidroxipropilmetilcelulose HPMC na densidade e no teor de ar da argamassa de cimento

Quando a quantidade de HPMC é de 0-0,20%, a densidade da argamassa diminui acentuadamente com o aumento da quantidade de HPMC, de 2.050 kg/m3 para cerca de 1.650 kg/m3, o que é cerca de 20% menor; quando a quantidade de HPMC excede 0,20%, a densidade diminui. com calma. Comparando os 4 tipos de HPMC com diferentes viscosidades, quanto maior a viscosidade, menor a densidade da argamassa; as curvas de densidade das argamassas com viscosidades mistas de 150 e 200 Pa.s HPMC basicamente se sobrepõem, indicando que à medida que a viscosidade do HPMC continua a aumentar, a Densidade não diminui mais.

A lei de mudança do teor de ar da argamassa é oposta à mudança da densidade da argamassa. Quando o teor de hidroxipropilmetilcelulose HPMC é de 0-0,20%, com o aumento do teor de HPMC, o teor de ar da argamassa aumenta quase linearmente; o teor de HPMC ultrapassa 0,20%, o teor de ar quase não muda, indicando que o efeito incorporador de ar da argamassa está próximo da saturação. O efeito de incorporação de ar do HPMC com viscosidade de 150 e 200 Pa.s é maior do que o do HPMC com viscosidade de 40 e 100 Pa.s.

O efeito de incorporação de ar do éter de celulose é determinado principalmente pela sua estrutura molecular. O éter de celulose possui grupos hidrofílicos (hidroxila, éter) e grupos hidrofóbicos (metil, anel de glicose) e é um surfactante. , tem atividade superficial, tendo assim um efeito de incorporação de ar. Por um lado, o gás introduzido pode atuar como rolamento de esferas na argamassa, melhorar o desempenho de trabalho da argamassa, aumentar o volume e aumentar o rendimento, o que é benéfico para o fabricante. Mas, por outro lado, o efeito incorporador de ar aumenta o teor de ar da argamassa e a porosidade após o endurecimento, resultando no aumento de poros nocivos e reduzindo bastante as propriedades mecânicas. Embora o HPMC tenha um certo efeito incorporador de ar, ele não pode substituir o agente incorporador de ar. Além disso, quando HPMC e agente incorporador de ar são usados ​​ao mesmo tempo, o agente incorporador de ar pode falhar.

2.3 O efeito do HPMC nas propriedades mecânicas da argamassa de cimento

Quando a quantidade de HPMC é de apenas 0,05%, a resistência à flexão da argamassa diminui significativamente, o que é cerca de 25% menor que a da amostra em branco sem hidroxipropilmetilcelulose HPMC, e a resistência à compressão só pode atingir 65% da amostra em branco - 80%. Quando a quantidade de HPMC ultrapassa 0,20%, a diminuição da resistência à flexão e à compressão da argamassa não é óbvia. A viscosidade do HPMC tem pouco efeito nas propriedades mecânicas da argamassa. HPMC introduz muitas pequenas bolhas de ar, e o efeito de incorporação de ar na argamassa aumenta a porosidade interna e os poros prejudiciais da argamassa, resultando em uma diminuição significativa na resistência à compressão e à flexão. Outra razão para a diminuição da resistência da argamassa é o efeito de retenção de água do éter de celulose, que mantém a água na argamassa endurecida, e a grande relação água-aglutinante leva à diminuição da resistência do bloco de teste. Para argamassas de construção mecânica, embora o éter de celulose possa aumentar significativamente a taxa de retenção de água da argamassa e melhorar a sua trabalhabilidade, se a dosagem for demasiado grande, afectará seriamente as propriedades mecânicas da argamassa, pelo que a relação entre os dois deve ser ponderada razoavelmente.

Com o aumento do teor de hidroxipropilmetilcelulose HPMC, a taxa de dobramento da argamassa apresentou uma tendência geral de aumento, que era basicamente uma relação linear. Isso ocorre porque o éter de celulose adicionado introduz um grande número de bolhas de ar, o que causa mais defeitos no interior da argamassa, e a resistência à compressão da argamassa rosa guia diminui drasticamente, embora a resistência à flexão também diminua até certo ponto; mas o éter de celulose pode melhorar a flexibilidade da argamassa. É benéfico para a resistência à flexão, o que faz com que a taxa de diminuição diminua. Considerando de forma abrangente, o efeito combinado dos dois leva a um aumento na taxa de dobramento.

2.4 O efeito do HPMC no diâmetro L da argamassa

A partir da curva de distribuição do tamanho dos poros, dos dados de distribuição do tamanho dos poros e de vários parâmetros estatísticos das amostras AD, pode-se observar que o HPMC tem uma grande influência na estrutura dos poros da argamassa de cimento:

(1) Após a adição de HPMC, o tamanho dos poros da argamassa de cimento aumenta significativamente. Na curva de distribuição do tamanho dos poros, a área da imagem se move para a direita e o valor dos poros correspondente ao valor do pico torna-se maior. Após a adição de HPMC, o diâmetro médio dos poros da argamassa de cimento é significativamente maior do que o da amostra em branco, e o diâmetro médio dos poros da amostra com dosagem de 0,3% é aumentado em 2 ordens de grandeza em comparação com a amostra em branco.

(2) Divida os poros do concreto em quatro tipos, nomeadamente poros inofensivos (≤20 nm), poros menos prejudiciais (20-100 nm), poros prejudiciais (100-200 nm) e muitos poros prejudiciais (≥200 nm). Pode-se observar na Tabela 1 que o número de orifícios inofensivos ou menos prejudiciais é significativamente reduzido após a adição de HPMC, e o número de orifícios prejudiciais ou mais prejudiciais é aumentado. Os poros inofensivos ou menos nocivos das amostras não misturadas com HPMC são de cerca de 49,4%. Depois de adicionar HPMC, os poros inofensivos ou menos prejudiciais são significativamente reduzidos. Tomando como exemplo a dosagem de 0,1%, os poros inofensivos ou menos nocivos são reduzidos em cerca de 45%. %, o número de buracos prejudiciais maiores que 10um aumentou cerca de 9 vezes.

(3) O diâmetro médio dos poros, o diâmetro médio dos poros, o volume específico dos poros e a área superficial específica não seguem uma regra de mudança muito rígida com o aumento do teor de hidroxipropilmetilcelulose HPMC, o que pode estar relacionado à seleção da amostra no teste de injeção de mercúrio. relacionado à grande dispersão. Mas, no geral, o diâmetro médio dos poros, o diâmetro médio dos poros e o volume específico dos poros da amostra misturada com HPMC tendem a aumentar em comparação com a amostra em branco, enquanto a área superficial específica diminui.


Horário da postagem: 03/04/2023