Исследование строительного раствора для летучей золы, модифицированного эфиром целлюлозы

Реферат: Изучено влияние эфира гидроксипропилметилцеллюлозы на свойства зольного раствора, а также проанализирована взаимосвязь между плотностью во влажном состоянии и прочностью на сжатие. Результаты испытаний показывают, что добавление эфира гидроксипропилметилцеллюлозы в строительный раствор с летучей золой может значительно улучшить водоудерживающую способность строительного раствора, продлить время схватывания строительного раствора и снизить плотность во влажном состоянии и прочность на сжатие строительного раствора. Существует хорошая корреляция между плотностью во влажном состоянии и прочностью на сжатие 28d. При условии известной плотности во влажном состоянии прочность на сжатие 28d можно рассчитать, используя формулу подбора.

Ключевые слова: зола-унос; эфир целлюлозы; задержка воды; прочность на сжатие; корреляция

В настоящее время зола-уноса широко используется в строительстве. Добавление определенного количества летучей золы в раствор может не только улучшить механические свойства и долговечность раствора, но и снизить стоимость раствора. Тем не менее, строительный раствор с летучей золой показывает недостаточное водоудержание, поэтому вопрос о том, как улучшить водоудержание строительного раствора, стал актуальной проблемой, которую необходимо решить. Эфир целлюлозы является высокоэффективной добавкой, широко используемой в стране и за рубежом. Его нужно добавлять только в небольшом количестве, чтобы оказать большое влияние на такие эксплуатационные показатели, как водоудержание и прочность раствора на сжатие.

1. Сырье и методы испытаний

1.1 Сырье

Цемент представляет собой обычный портландцемент марки P·O 42,5 производства цементного завода Hangzhou Meiya; летучая зола - зола класса Ⅱ; песок обычный средний с модулем крупности 2,3, насыпной массой 1499 кг·м-3, влажностью 0,14 %, содержанием грязи 0,72 %; эфир гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) производства Shandong Heda Co., Ltd., марка 75HD100000; вода для смешивания – водопроводная.

1.2 Подготовка раствора

При смешивании раствора, модифицированного эфиром целлюлозы, сначала тщательно перемешайте ГПМЦ с цементом и летучей золой, затем сухую смесь с песком в течение 30 секунд, затем добавьте воду и перемешивайте не менее 180 секунд.

1.3 Метод испытаний

Консистенция, плотность во влажном состоянии, расслоение и время схватывания свежезамешанного раствора должны быть измерены в соответствии с соответствующими правилами в JGJ70-90 «Основные методы испытаний строительных растворов». Водоудержание строительного раствора определяется в соответствии с методом испытаний на водоудержание строительного раствора в Приложении А JG/T 230-2007 «Готовый растворный раствор». Для испытания прочности на сжатие используется испытательная форма с кубическим дном размерами 70,7 мм x 70,7 мм x 70,7 мм. Сформированный тестовый блок отверждают при температуре (20±2)°С в течение 24 часов, а после извлечения из формы продолжают отверждение в среде с температурой (20±2)°С и относительной влажностью выше 90% до заданного возраста, в соответствии с JGJ70-90 «Основной метод испытаний строительных растворов» определение его прочности на сжатие.

2. Результаты испытаний и анализ

2.1 Плотность во влажном состоянии

Из взаимосвязи между плотностью и количеством ГПМЦ видно, что плотность во влажном состоянии постепенно уменьшается с увеличением количества ГПМЦ. Когда количество ГПМЦ составляет 0,05%, плотность строительного раствора во влажном состоянии составляет 96,8% от эталонного строительного раствора. Когда количество ГПМЦ продолжает увеличиваться, скорость уменьшения плотности во влажном состоянии увеличивается. Когда содержание ГПМЦ составляет 0,20%, плотность строительного раствора во влажном состоянии составляет всего 81,5% от эталонного строительного раствора. Это в основном связано с воздухововлекающим эффектом ГПМЦ. Введенные пузырьки воздуха увеличивают пористость раствора и снижают плотность, что приводит к уменьшению объемной плотности раствора.

2.2 Время установки

Из соотношения между временем коагуляции и количеством ГПМЦ видно, что время коагуляции постепенно увеличивается. При дозировке 0,20% время схватывания увеличивается на 29,8% по сравнению с эталонным раствором, достигая примерно 300 мин. Можно видеть, что при дозировке 0,20% время схватывания сильно меняется. Причина в том, что L Schmitz et al. считают, что молекулы эфира целлюлозы в основном адсорбируются на продуктах гидратации, таких как c-S-H и гидроксид кальция, и редко адсорбируются на исходной минеральной фазе клинкера. Кроме того, из-за увеличения вязкости порового раствора снижается содержание эфира целлюлозы. Подвижность ионов (Ca2+, so42-...) в поровом растворе еще больше задерживает процесс гидратации.

2.3 Наслоение и удержание воды

Как степень расслоения, так и водоудерживающая способность строительного раствора могут быть охарактеризованы. Из взаимосвязи между степенью расслаивания и количеством ГПМЦ видно, что степень расслаивания имеет тенденцию к снижению по мере увеличения количества ГПМЦ. Когда содержание ГПМЦ составляет 0,05%, степень расслоения очень значительно снижается, что указывает на то, что при малом содержании эфира волокна можно значительно уменьшить степень расслоения, можно улучшить эффект удерживания воды, а также обрабатываемость и удобоукладываемость раствора может быть улучшена. Судя по взаимосвязи между свойством воды и количеством ГПМЦ, по мере увеличения количества ГПМЦ водоудержание также постепенно улучшается. Когда дозировка составляет менее 0,15%, эффект удержания воды увеличивается очень медленно, но когда дозировка достигает 0,20%, эффект удержания воды значительно улучшается: с 90,1% при дозировке 0,15% до 95%. Количество ГПМЦ продолжает увеличиваться, и строительные характеристики раствора начинают ухудшаться. Таким образом, принимая во внимание водоудерживающую способность и характеристики конструкции, подходящее количество ГПМЦ составляет 0,10–0,20 %. Анализ механизма удержания воды: Эфир целлюлозы представляет собой водорастворимый органический полимер, который делится на ионогенный и неионогенный. ГПМЦ представляет собой неионогенный эфир целлюлозы с гидрофильной группой, гидроксильной группой (-ОН) и эфирной связью (-0-1) в своей структурной формуле. При растворении в воде атомы кислорода в гидроксильной группе и эфирная связь и молекулы воды связываются с образованием водородных связей, в результате чего вода теряет свою текучесть, а свободная вода больше не является свободной, благодаря чему достигается эффект удержания воды и сгущения.

2.4 Прочность на сжатие

Из взаимосвязи между прочностью на сжатие и количеством ГПМЦ видно, что с увеличением количества ГПМЦ прочность на сжатие 7d и 28d имеет тенденцию к снижению, что в основном связано с введением большого количества пузырьков воздуха ГПМЦ, что значительно увеличило пористость раствора. увеличиваются, что приводит к снижению прочности. При содержании 0,05% прочность на сжатие 7d падает очень значительно, прочность падает на 21,0%, а прочность на сжатие 28d падает на 26,6%. Из кривой видно, что влияние ГПМЦ на прочность на сжатие весьма очевидно. Когда дозировка очень мала, она будет значительно уменьшена. Поэтому в практических применениях его дозировку следует контролировать и использовать в сочетании с пеногасителем. Исследуя причину, Guan Xuemao et al. считают, что, во-первых, при добавлении в строительный раствор эфира целлюлозы увеличивается содержание гибкого полимера в порах строительного раствора, и эти гибкие полимеры и поры не могут обеспечить жесткую опору при сжатии тестового блока. Композитная матрица относительно ослаблена, что снижает прочность раствора на сжатие; во-вторых, из-за водоудерживающего эффекта эфира целлюлозы после формирования испытательного блока раствора большая часть воды остается в растворе, а фактическое водоцементное отношение ниже, чем без него. Они намного больше, поэтому прочность на сжатие раствора значительно уменьшится.

2.5 Корреляция между прочностью на сжатие и плотностью во влажном состоянии

Из кривой зависимости между прочностью на сжатие и плотностью во влажном состоянии видно, что после линейной подгонки всех точек на рисунке соответствующие точки хорошо распределяются по обе стороны от линии подгонки, и существует хорошая корреляция между плотностью во влажном состоянии и плотностью при сжатии. прочностные свойства, а плотность во влажном состоянии легко и просто измерить, поэтому прочность на сжатие строительного раствора 28d можно рассчитать с помощью установленного уравнения линейной подгонки. Уравнение линейной подгонки представлено в формуле (1), R²=0,9704. Y=0,0195X-27,3 (1), где y - предел прочности раствора при сжатии 28d, МПа; Х - плотность во влажном состоянии, кг м-3.

3. Заключение

ГПМЦ может улучшить водоудерживающий эффект раствора с летучей золой и продлить срок службы раствора. При этом из-за увеличения пористости раствора его насыпная плотность и прочность на сжатие значительно снизятся, поэтому при применении следует подбирать соответствующую дозировку. Прочность раствора на сжатие 28d имеет хорошую корреляцию с плотностью во влажном состоянии, а прочность на сжатие 28d можно рассчитать путем измерения плотности во влажном состоянии, которая имеет важное значение для контроля качества раствора во время строительства.