Влияние содержания эфира целлюлозы на свойства гипсового раствора

Реферат: Оценено влияние содержания эфира целлюлозы на водоудерживающую способность десульфурированного гипсового раствора тремя методами испытаний водоудерживающей способности гипсового раствора, проведено сравнение и анализ результатов испытаний. Исследовано влияние содержания эфира целлюлозы на водоудержание, прочность на сжатие, прочность на изгиб и прочность сцепления гипсового раствора. Результаты показывают, что введение эфира целлюлозы снизит прочность гипсового раствора на сжатие, значительно улучшит водоудержание и прочность сцепления, но мало повлияет на прочность на изгиб.

Ключевые слова: водоудержание; эфир целлюлозы; гипсовый раствор

Эфир целлюлозы представляет собой водорастворимый полимерный материал, который получают из натуральной целлюлозы путем растворения в щелочи, реакции прививки (этерификации), промывки, сушки, измельчения и других процессов. Эфир целлюлозы можно использовать в качестве водоудерживающего агента, загустителя, связующего вещества, диспергатора, стабилизатора, суспендирующего агента, эмульгатора и пленкообразующей добавки и т. д. Поскольку эфир целлюлозы обладает хорошим водоудерживающим и загущающим действием на раствор, он может значительно улучшить удобоукладываемость. раствора, поэтому эфир целлюлозы является наиболее часто используемым водорастворимым полимером в растворе. Эфир целлюлозы часто используется в качестве водоудерживающего агента в (десульфурации) гипсового раствора. Многолетние исследования показали, что водоудерживающая добавка оказывает очень важное влияние на качество штукатурки и характеристики антиоштукатурного слоя. Хорошая водоудерживающая способность обеспечивает полное увлажнение штукатурки, гарантирует необходимую прочность, улучшает реологические свойства гипсовой лепнины. Поэтому очень важно точно измерить водоудерживающую способность гипса. По этой причине автор сравнил два общепринятых метода испытания водоудерживающей способности строительного раствора, чтобы убедиться в точности результатов эфира целлюлозы по водоудерживающей способности гипса и оценить механические свойства эфира целлюлозы на гипсовом растворе. Влияние , проверено экспериментально.

1. Тест

1.1 Сырье

Гипс для десульфурации: Гипс для десульфурации дымовых газов Шанхайской электростанции Shidongkou No. 2 получают путем сушки при 60°C и прокаливания при 180°C. Эфир целлюлозы: эфир метилгидроксипропилцеллюлозы, поставляемый Hercules Chemical Company, с вязкостью 20000 мПа·с; песок средний песок.

1.2 Метод испытаний

1.2.1 Метод испытания водоудерживающей способности

(1) Метод вакуумного отсоса («Штукатурный гипс» GB/T28627-2012) Отрежьте кусок качественной фильтровальной бумаги средней скорости от внутреннего диаметра воронки Бюхнера, расстелите его на дне воронки Бюхнера и пропитайте вода. Поместите воронку Бюхнера на бутылку с аспирационным фильтром, включите вакуумный насос, фильтруйте в течение 1 мин, снимите воронку Бюхнера, вытрите остатки воды со дна фильтровальной бумагой и взвесьте (G1) с точностью до 0,1 г. Поместите гипсовый раствор со стандартной степенью диффузии и расходом воды в взвешенную воронку Бюхнера и с помощью Т-образного скребка вертикально вращайте в воронке, чтобы выровнять его так, чтобы толщина раствора находилась в пределах (10 ±0,5)мм. Сотрите остатки гипсовой суспензии с внутренней стенки воронки Бюхнера, взвесьте (G2) с точностью до 0,1 г. Интервал времени от окончания перемешивания до завершения взвешивания не должен превышать 5 мин. Поместите взвешенную воронку Бюхнера на колбу с фильтром и включите вакуумный насос. Отрегулируйте отрицательное давление до (53,33 ± 0,67) кПа или (400 ± 5) мм рт.ст. в течение 30 секунд. Фильтрование с отсасыванием в течение 20 минут, затем снимите воронку Бюхнера, вытрите остатки воды в нижней части горловины фильтровальной бумагой, взвесьте (G3) с точностью до 0,1 г.

(2) Метод поглощения воды фильтровальной бумагой (1) (французский стандарт) Сложите смешанную суспензию на несколько слоев фильтровальной бумаги. Используемые типы фильтровальной бумаги: (a) 1 слой фильтровальной бумаги для быстрой фильтрации, непосредственно контактирующий с суспензией; (b) 5 слоев фильтровальной бумаги для медленной фильтрации. Пластиковая круглая тарелка выступает в роли поддона и стоит прямо на столе. Вычтите вес пластикового диска и фильтровальной бумаги для медленной фильтрации (масса М0). После смешивания гипса с водой с образованием суспензии его немедленно выливают в цилиндр (внутренний диаметр 56 мм, высота 55 мм), покрытый фильтровальной бумагой. После контакта суспензии с фильтровальной бумагой в течение 15 минут повторно взвесьте фильтровальную бумагу и поддон для медленной фильтрации (масса М1). Водоудержание гипса выражается массой воды, поглощенной на квадратный сантиметр площади поглощения хронической фильтровальной бумаги, то есть: водопоглощение фильтровальной бумаги = (M1-M0)/24,63.

(3) Метод водопоглощения фильтровальной бумаги (2) («Стандарты для основных методов испытаний строительных растворов» JGJ/T70) Взвесьте массу m1 непроницаемого листа и сухой испытательной формы и массу m2 15 кусков скоростной качественный бумажный фильтр. Залейте растворную смесь в пробную форму за один раз, вставьте ее и утрамбуйте несколько раз шпателем. Когда заполняющий раствор будет немного выше края пробной формы, используйте шпатель, чтобы соскоблить излишки раствора с поверхности пробной формы под углом 450 градусов, а затем используйте шпатель, чтобы соскоблить раствор ровно по поверхность испытательной формы под относительно плоским углом. Сотрите раствор с края испытательной формы и взвесьте общую массу m3 испытательной формы, нижнего непроницаемого листа и раствора. Покройте поверхность ступки фильтрующей сеткой, положите 15 кусков фильтровальной бумаги на поверхность фильтрующей сетки, накройте поверхность фильтровальной бумаги непроницаемым листом и прижмите непроницаемый лист весом 2 кг. Постояв неподвижно в течение 2 минут, уберите тяжелые предметы и непроницаемые листы, выньте фильтровальную бумагу (исключая фильтровальную сетку) и быстро взвесьте массу фильтровальной бумаги m4. Рассчитайте влажность строительного раствора по соотношению строительного раствора и количества добавленной воды.

1.2.2 Методы испытаний на прочность на сжатие, прочность на изгиб и прочность сцепления

Прочность на сжатие гипсового раствора, прочность на изгиб, испытание на прочность сцепления и соответствующие условия испытаний выполняются в соответствии с этапами работы в «Гипсовой штукатурке» GB/T 28627-2012.

2. Результаты испытаний и анализ

2.1 Влияние эфира целлюлозы на водоудержание строительного раствора – сравнение различных методов испытаний

Чтобы сравнить различия различных методов испытаний на водоудержание, были испытаны три разных метода для одной и той же формулы гипса.

Из результатов сравнения испытаний трех различных методов видно, что при увеличении количества водоудерживающего агента с 0 до 0,1% результат испытания с использованием метода водопоглощения фильтровальной бумаги (1) падает со 150,0 мг/см² до 8,1 мг/см², снижение на 94,6%; степень водоудерживающей способности строительного раствора, измеренная методом водопоглощения через фильтровальную бумагу (2), увеличилась с 95,9% до 99,9%, а степень водоудерживающей способности увеличилась только на 4%; результат испытания метода вакуумного всасывания увеличился на 69%, 8% увеличился до 96,0%, скорость удержания воды увеличилась на 37,5%.

Из этого видно, что скорость удерживания воды, измеренная методом водопоглощения через фильтровальную бумагу (2), не может выявить разницу в эффективности и дозировке водоудерживающего агента, что не способствует точному тестированию и оценке Коэффициент водоудержания гипсового коммерческого раствора и метод вакуумной фильтрации из-за принудительного всасывания, поэтому разница в данных может быть принудительно открыта, чтобы отразить разницу в удерживании воды. В то же время результаты испытаний с использованием метода водопоглощения фильтровальной бумаги (1) сильно колеблются в зависимости от количества водоудерживающего агента, что может лучше увеличить разницу между количеством водоудерживающего агента и разнообразием. Однако, поскольку коэффициент водопоглощения фильтровальной бумаги, измеренный этим методом, представляет собой количество воды, поглощенной фильтровальной бумагой на единицу площади, когда расход воды при стандартной диффузионной способности строительного раствора зависит от типа, дозировки и вязкости раствора. смешанный водоудерживающий агент, результаты испытаний не могут точно отражать истинную водоудерживающую способность раствора. Ставка.

Подводя итог, можно сказать, что метод вакуумного всасывания может эффективно отличать отличные водоудерживающие свойства раствора, и на него не влияет водопотребление раствора. Хотя на результаты испытаний метода водопоглощения с помощью фильтровальной бумаги (1) влияет водопотребление строительного раствора, из-за простых этапов экспериментальной работы водоудерживающую способность строительного раствора можно сравнить по той же формуле.

Соотношение несъемного гипсокомпозитного вяжущего материала к среднему песку составляет 1:2,5. Отрегулируйте количество воды, изменив количество эфира целлюлозы. Исследовано влияние содержания эфира целлюлозы на водоудерживающую способность гипсового раствора. Из результатов испытаний видно, что с увеличением содержания эфира целлюлозы значительно улучшается водоудерживающая способность строительного раствора; когда содержание эфира целлюлозы достигает 0 % от общего количества строительного раствора. При содержании около 10 % кривая водопоглощения фильтровальной бумаги имеет тенденцию быть пологой.

Структура эфира целлюлозы содержит гидроксильные группы и эфирные связи. Атомы этих групп связываются с молекулами воды, образуя водородные связи, так что свободные молекулы воды становятся связанной водой, таким образом играя хорошую роль в удержании воды. В растворе для коагуляции гипсу нужна вода. Разумное количество эфира целлюлозы может удерживать влагу в растворе в течение достаточно долгого времени, так что процесс схватывания и отверждения может продолжаться. Когда его дозировка слишком велика, не только эффект улучшения не очевиден, но и стоимость увеличится, поэтому разумная дозировка очень важна. Учитывая разницу в эффективности и вязкости различных водоудерживающих агентов, содержание эфира целлюлозы определено равным 0,10% от общего количества строительного раствора.

2.2 Влияние содержания эфира целлюлозы на механические свойства гипса

2.2.1 Влияние на прочность на сжатие и прочность на изгиб

Соотношение несъемного гипсокомпозитного вяжущего материала к среднему песку составляет 1:2,5. Измените количество эфира целлюлозы и отрегулируйте количество воды. Из экспериментальных результатов видно, что с увеличением содержания эфира целлюлозы прочность на сжатие имеет тенденцию к значительному снижению, а прочность на изгиб не имеет очевидных изменений.

С увеличением содержания эфира целлюлозы прочность раствора на сжатие 7d снижается. В литературе [6] считается, что это происходит главным образом потому, что: (1) при добавлении в раствор эфира целлюлозы количество гибких полимеров в порах раствора увеличивается, и эти гибкие полимеры не могут обеспечить жесткую опору при сжатии композитной матрицы. эффект, так что прочность раствора на сжатие снижается (автор этой статьи считает, что объем полимера эфира целлюлозы очень мал, и влиянием давления можно пренебречь); (2) с увеличением содержания эфира целлюлозы его водоудерживающий эффект становится все лучше и лучше, так что после формирования тестового блока строительного раствора пористость в тестовом блоке строительного раствора увеличивается, что снижает плотность затвердевшего тела. и ослабляет способность затвердевшего тела сопротивляться внешним силам, тем самым снижая прочность раствора на сжатие (3) Когда сухой раствор смешивается с водой, частицы эфира целлюлозы сначала адсорбируются на поверхности частиц цемента до образуют латексную пленку, которая уменьшает гидратацию гипса, тем самым снижая прочность раствора. С увеличением содержания эфира целлюлозы степень складывания материала уменьшалась. Однако при слишком большом количестве снижается эффективность раствора, что проявляется в том, что раствор становится слишком вязким, легко прилипает к ножу и с трудом распределяется при строительстве. При этом, учитывая, что водоудерживающая способность также должна соответствовать условиям, количество эфира целлюлозы определяют в пределах 0,05-0,10% от общего количества строительного раствора.

2.2.2 Влияние на прочность сцепления при растяжении

Эфир целлюлозы называют водоудерживающим агентом, и его функция заключается в повышении скорости удерживания воды. Цель состоит в том, чтобы поддерживать влажность, содержащуюся в гипсовом растворе, особенно после нанесения гипсового раствора на стену, влага не будет поглощаться материалом стены, чтобы обеспечить удержание влаги гипсовым раствором на границе раздела. Реакция гидратации, чтобы обеспечить прочность сцепления интерфейса. Соотношение гипсокомпозитного вяжущего материала и среднего песка соблюдайте 1:2,5. Измените количество эфира целлюлозы и отрегулируйте количество воды.

Из результатов испытаний видно, что с увеличением содержания эфира целлюлозы, хотя прочность на сжатие снижается, прочность его связи при растяжении постепенно увеличивается. Добавление эфира целлюлозы может образовать тонкую полимерную пленку между эфиром целлюлозы и частицами гидратации. Полимерная пленка на основе эфира целлюлозы растворяется в воде, но в сухих условиях благодаря своей компактности она способна предотвращать испарение влаги. Пленка обладает уплотняющим эффектом, что улучшает сухость раствора. Благодаря хорошей водоудерживающей способности эфира целлюлозы внутри строительного раствора сохраняется достаточное количество воды, что обеспечивает полное развитие гидратационного твердения и прочности, а также повышает прочность сцепления строительного раствора. Кроме того, добавление эфира целлюлозы улучшает сцепление строительного раствора и придает строительному раствору хорошую пластичность и гибкость, что также позволяет строительному раствору хорошо адаптироваться к усадочной деформации основания, тем самым повышая прочность сцепления строительного раствора. . С увеличением содержания эфира целлюлозы увеличивается адгезия гипсового раствора к основному материалу. Когда прочность сцепления при растяжении штукатурного гипса нижнего слоя составляет> 0,4 МПа, прочность сцепления при растяжении считается квалифицированной и соответствует стандарту «Гипс для оштукатуривания» GB / T2827.2012. Однако, учитывая, что содержание эфира целлюлозы составляет 0,10% B дюйм, прочность не соответствует требованиям, поэтому содержание целлюлозы определено равным 0,15% от общего количества строительного раствора.

3. Заключение

(1) Степень удерживания воды, измеренная методом водопоглощения с помощью фильтровальной бумаги (2), не может выявить разницу в характеристиках и дозировке водоудерживающего агента, что не способствует точному тестированию и оценке степени удерживания воды. строительный гипсовый раствор. Метод вакуумного всасывания может эффективно отличить отличные водоудерживающие свойства раствора и не зависит от водопотребления раствора. Хотя на результаты испытаний метода водопоглощения с помощью фильтровальной бумаги (1) влияет водопотребление строительного раствора, из-за простых этапов экспериментальной работы водоудерживающую способность строительного раствора можно сравнить по той же формуле.

(2) Увеличение содержания эфира целлюлозы улучшает водоудерживающую способность гипсового раствора.

(3) Включение эфира целлюлозы снижает прочность строительного раствора на сжатие и улучшает прочность сцепления с подложкой. Эфир целлюлозы мало влияет на прочность раствора на изгиб, поэтому степень складывания раствора снижается.