Efecto del contenido de éter de celulosa sobre las propiedades del mortero de yeso

Resumen: Se evaluó la influencia del contenido de éter de celulosa en la retención de agua del mortero de yeso desulfurado mediante tres métodos de prueba de retención de agua del mortero de yeso, y se compararon y analizaron los resultados de la prueba. Se estudió el efecto del contenido de éter de celulosa sobre la retención de agua, la resistencia a la compresión, la resistencia a la flexión y la resistencia a la adherencia del mortero de yeso. Los resultados muestran que la incorporación de éter de celulosa reducirá la resistencia a la compresión del mortero de yeso, mejorará en gran medida la retención de agua y la fuerza de unión, pero tendrá poco efecto sobre la resistencia a la flexión.

Palabras clave: retención de agua; éter de celulosa; mortero de yeso

El éter de celulosa es un material polimérico soluble en agua, que se procesa a partir de celulosa natural mediante disolución alcalina, reacción de injerto (eterificación), lavado, secado, molienda y otros procesos. El éter de celulosa se puede utilizar como agente de retención de agua, espesante, aglutinante, dispersante, estabilizador, agente de suspensión, emulsionante y ayuda para la formación de películas, etc. Debido a que el éter de celulosa tiene una buena retención de agua y efecto espesante en el mortero, puede mejorar significativamente la trabajabilidad de mortero, por lo que el éter de celulosa es el polímero soluble en agua más utilizado en morteros. El éter de celulosa se utiliza a menudo como agente de retención de agua en morteros de yeso (desulfuración). Años de investigación han demostrado que el agente retenedor de agua tiene una influencia muy importante en la calidad del revoque y el rendimiento de la capa antirrevoque. Una buena retención de agua puede asegurar que el yeso esté completamente hidratado, garantiza la resistencia necesaria, mejora las propiedades reológicas del yeso de estuco. Por lo tanto, es muy importante medir con precisión el rendimiento de retención de agua del yeso. Por esta razón, el autor comparó dos métodos comunes de prueba de retención de agua de mortero para garantizar la precisión de los resultados del éter de celulosa en el rendimiento de retención de agua del yeso y para evaluar las propiedades mecánicas del éter de celulosa en el mortero de yeso. La influencia de , fue probada experimentalmente.

1. Prueba

1.1 Materias primas

Yeso de desulfuración: El yeso de desulfuración de gases de combustión de la planta de energía n.° 2 de Shanghai Shidongkou se obtiene secándolo a 60 °C y calcinándolo a 180 °C. Éter de celulosa: éter de metil hidroxipropil celulosa proporcionado por Hercules Chemical Company, con una viscosidad de 20000 mPa·S; la arena es arena media.

1.2 Método de prueba

1.2.1 Método de prueba de la tasa de retención de agua

(1) Método de succión al vacío ("Enyesado de yeso" GB/T28627-2012) Corte un trozo de papel de filtro cualitativo de velocidad media del diámetro interior del embudo Buchner, extiéndalo en el fondo del embudo Buchner y empápelo con agua. Coloque el embudo Buchner en la botella de filtro de succión, encienda la bomba de vacío, filtre durante 1 min, retire el embudo Buchner, limpie el agua residual en el fondo con papel de filtro y pese (G1), con una precisión de 0,1 g. Coloque la lechada de yeso con un grado de difusión y consumo de agua estándar en el embudo Buchner pesado, y use un raspador en forma de T para rotar verticalmente en el embudo para nivelarlo, de modo que el espesor de la lechada se mantenga dentro del rango de (10 ±0,5)mm . Limpie la lechada de yeso residual en la pared interna del embudo Buchner, pese (G2), con una precisión de 0,1 g. El intervalo de tiempo desde la finalización de la agitación hasta la finalización del pesaje no debe ser superior a 5 min. Coloque el embudo Buchner pesado en el matraz de filtración y encienda la bomba de vacío. Ajuste la presión negativa a (53,33±0,67) kPa o (400±5) mm Hg en 30 segundos. Filtración por succión durante 20 minutos, luego retire el embudo Buchner, limpie el agua residual en la boca inferior con papel de filtro, pese (G3), con una precisión de 0,1 g.

(2) Método de absorción de agua con papel de filtro (1) (estándar francés) Apile la suspensión mezclada en varias capas de papel de filtro. Los tipos de papel de filtro utilizados son: (a) 1 capa de papel de filtro de filtración rápida que está directamente en contacto con la suspensión; (b) 5 capas de papel de filtro para filtración lenta. Una placa redonda de plástico actúa como un palé y se coloca directamente sobre la mesa. Deduzca el peso del disco de plástico y el papel de filtro para la filtración lenta (la masa es M0). Después de que el yeso de París se mezcle con agua para formar una suspensión, se vierte inmediatamente en un cilindro (diámetro interior 56 mm, altura 55 mm) cubierto con papel de filtro. Después de que la lechada esté en contacto con el papel de filtro durante 15 minutos, vuelva a pesar el papel de filtro filtrado lentamente y la paleta (masa M1). La retención de agua del yeso se expresa por el peso del agua absorbida por centímetro cuadrado de área de absorción del papel filtro crónico, es decir: absorción de agua del papel filtro = (M1-M0)/24,63

(3) Método de absorción de agua con papel de filtro (2) ("Estándares para los métodos básicos de prueba de rendimiento de mortero de construcción" JGJ/T70) Pesar la masa m1 de la lámina impermeable y el molde de prueba seco y la masa m2 de 15 piezas de medio papel de filtro cualitativo de velocidad. Llene la mezcla de mortero en el molde de prueba de una sola vez, e insértela y golpéela varias veces con una espátula. Cuando el mortero de relleno esté ligeramente más alto que el borde del molde de prueba, use la espátula para raspar el exceso de mortero en la superficie del molde de prueba en un ángulo de 450 grados, y luego use una espátula para raspar el mortero plano contra la superficie del molde de prueba en un ángulo relativamente plano. Borrar el mortero en el borde del molde de ensayo, y pesar la masa total m3 del molde de ensayo, la lámina impermeable inferior y el mortero. Cubra la superficie del mortero con una malla de filtro, coloque 15 piezas de papel de filtro en la superficie de la malla de filtro, cubra la superficie del papel de filtro con una lámina impermeable y presione la lámina impermeable con un peso de 2 kg. Después de permanecer inmóvil durante 2 minutos, retire los objetos pesados y las láminas impermeables, saque el papel de filtro (excluyendo la malla del filtro) y pese rápidamente la masa del papel de filtro m4. Calcule el contenido de humedad del mortero a partir de la proporción del mortero y la cantidad de agua añadida.

1.2.2 Métodos de ensayo de resistencia a la compresión, resistencia a la flexión y resistencia a la adherencia

La resistencia a la compresión del mortero de yeso, la resistencia a la flexión, la prueba de resistencia a la adherencia y las condiciones de prueba relacionadas se llevan a cabo de acuerdo con los pasos de operación en "Enyesado de yeso" GB/T 28627-2012.

2. Resultados de las pruebas y análisis

2.1 Efecto del éter de celulosa sobre la retención de agua del mortero: comparación de diferentes métodos de ensayo

Para comparar las diferencias de los diferentes métodos de prueba de retención de agua, se probaron tres métodos diferentes para la misma fórmula de yeso.

A partir de los resultados de la comparación de la prueba de tres métodos diferentes, se puede ver que cuando la cantidad de agente retenedor de agua aumenta de 0 a 0,1 %, el resultado de la prueba usando el método de absorción de agua con papel de filtro (1) cae de 150,0 mg/cm² a 8,1 mg/cm², disminuyó en un 94,6 %; la tasa de retención de agua del mortero medida por el método de absorción de agua con papel de filtro (2) aumentó de 95,9 % a 99,9 %, y la tasa de retención de agua solo aumentó un 4 %; el resultado de la prueba del método de succión al vacío aumentó en un 69 %, el 8 % aumentó hasta el 96,0 %, la tasa de retención de agua aumentó en un 37,5 %.

Se puede ver a partir de esto que la tasa de retención de agua medida por el método de absorción de agua del papel de filtro (2) no puede abrir la diferencia en el rendimiento y la dosificación del agente de retención de agua, lo que no conduce a la prueba y juicio precisos del tasa de retención de agua del mortero comercial de yeso, y el método de filtración al vacío se debe a que hay succión forzada, por lo que la diferencia en los datos se puede abrir a la fuerza para reflejar la diferencia en la retención de agua. Al mismo tiempo, los resultados de las pruebas que utilizan el método de absorción de agua con papel de filtro (1) fluctúan mucho con la cantidad de agente retenedor de agua, lo que puede ampliar mejor la diferencia entre la cantidad de agente retenedor de agua y la variedad. Sin embargo, dado que la tasa de absorción de agua del papel de filtro medida por este método es la cantidad de agua absorbida por el papel de filtro por unidad de área, cuando el consumo de agua de la difusividad estándar del mortero varía con el tipo, dosificación y viscosidad del agente de retención de agua mezclado, los resultados de la prueba no pueden reflejar con precisión la verdadera retención de agua del mortero. Tasa.

En resumen, el método de succión al vacío puede distinguir de manera efectiva el excelente rendimiento de retención de agua del mortero y no se ve afectado por el consumo de agua del mortero. Aunque los resultados de la prueba del método de absorción de agua del papel de filtro (1) se ven afectados por el consumo de agua del mortero, debido a los sencillos pasos de la operación experimental, el rendimiento de retención de agua del mortero se puede comparar con la misma fórmula.

La relación de material cementoso compuesto de yeso fijo a arena media es de 1:2,5. Ajuste la cantidad de agua cambiando la cantidad de éter de celulosa. Se estudió la influencia del contenido de éter de celulosa en la tasa de retención de agua del mortero de yeso. A partir de los resultados de la prueba, se puede ver que con el aumento del contenido de éter de celulosa, la retención de agua del mortero mejora significativamente; cuando el contenido de éter de celulosa alcanza el 0% de la cantidad total de mortero. Alrededor del 10%, la curva de absorción de agua del papel de filtro tiende a ser suave.

La estructura del éter de celulosa contiene grupos hidroxilo y enlaces éter. Los átomos de estos grupos se asocian con moléculas de agua para formar enlaces de hidrógeno, de modo que las moléculas de agua libre se convierten en agua unida, lo que desempeña un papel importante en la retención de agua. En mortero, para coagular, el yeso necesita agua. Hidratar. Una cantidad razonable de éter de celulosa puede mantener la humedad en el mortero durante un tiempo suficiente para que el proceso de fraguado y endurecimiento pueda continuar. Cuando su dosis es demasiado grande, no solo el efecto de mejora no es obvio, sino que también aumentará el costo, por lo que una dosis razonable es muy importante. Considerando la diferencia de desempeño y viscosidad de los diferentes agentes retenedores de agua, se determina que el contenido de éter de celulosa es 0.10% de la cantidad total de mortero.

2.2 El efecto del contenido de éter de celulosa en las propiedades mecánicas del yeso

2.2.1 Influencia en la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión

La relación de material cementoso compuesto de yeso fijo a arena media es de 1:2,5. Cambie la cantidad de éter de celulosa y ajuste la cantidad de agua. A partir de los resultados experimentales, se puede ver que con el aumento del contenido de éter de celulosa, la resistencia a la compresión tiene una tendencia descendente significativa y la resistencia a la flexión no tiene un cambio evidente.

Con el aumento del contenido de éter de celulosa, la resistencia a la compresión 7d del mortero disminuyó. La literatura [6] cree que esto se debe principalmente a que: (1) cuando se agrega éter de celulosa al mortero, los polímeros flexibles en los poros del mortero aumentan y estos polímeros flexibles no pueden proporcionar un soporte rígido cuando se comprime la matriz compuesta. efecto, de modo que la resistencia a la compresión del mortero disminuye (el autor de este artículo cree que el volumen del polímero de éter de celulosa es muy pequeño, y el impacto causado por la presión puede ignorarse); (2) con el aumento del contenido de éter de celulosa, su efecto de retención de agua es cada vez mejor, de modo que después de que se forma el bloque de prueba de mortero, aumenta la porosidad en el bloque de prueba de mortero, lo que reduce la compacidad del cuerpo endurecido y debilita la capacidad del cuerpo endurecido para resistir fuerzas externas, reduciendo así la resistencia a la compresión del mortero (3) Cuando el mortero mezclado en seco se mezcla con agua, las partículas de éter de celulosa se adsorben primero en la superficie de las partículas de cemento para formar una película de látex, que reduce la hidratación del yeso, reduciendo así la resistencia del mortero. Con el aumento del contenido de éter de celulosa, disminuyó la relación de plegamiento del material. Sin embargo, cuando la cantidad es demasiado grande, el rendimiento del mortero se verá reducido, lo que se manifiesta en el hecho de que el mortero es demasiado viscoso, fácil de adherir al cuchillo y difícil de esparcir durante la construcción. Al mismo tiempo, considerando que la tasa de retención de agua también debe cumplir con las condiciones, se determina que la cantidad de éter de celulosa es de 0,05% a 0,10% de la cantidad total de mortero.

2.2.2 Efecto sobre la resistencia de la unión a la tracción

El éter de celulosa se denomina agente de retención de agua y su función es aumentar la tasa de retención de agua. El propósito es mantener la humedad contenida en la lechada de yeso, especialmente después de aplicar la lechada de yeso a la pared, la humedad no será absorbida por el material de la pared, para asegurar la retención de humedad de la lechada de yeso en la interfaz. Reacción de hidratación, para garantizar la fuerza de unión de la interfaz. Mantenga la proporción de material cementoso compuesto de yeso a arena mediana en 1:2.5. Cambie la cantidad de éter de celulosa y ajuste la cantidad de agua.

Puede verse a partir de los resultados de la prueba que con el aumento del contenido de éter de celulosa, aunque la resistencia a la compresión disminuye, su resistencia a la tracción aumenta gradualmente. La adición de éter de celulosa puede formar una fina película de polímero entre el éter de celulosa y las partículas de hidratación. La película de polímero de éter de celulosa se disolverá en agua, pero en condiciones secas, debido a su compacidad, tiene la capacidad de prevenir la evaporación de la humedad. La película tiene un efecto de sellado, lo que mejora la sequedad del mortero. Debido a la buena retención de agua del éter de celulosa, se almacena suficiente agua dentro del mortero, asegurando así el pleno desarrollo del endurecimiento por hidratación y la resistencia, y mejorando la fuerza de unión del mortero. Además, la adición de éter de celulosa mejora la cohesión del mortero y hace que el mortero tenga buena plasticidad y flexibilidad, lo que también hace que el mortero se adapte bien a la deformación por contracción del sustrato, mejorando así la fuerza de unión del mortero. . Con el aumento del contenido de éter de celulosa, aumenta la adherencia del mortero de yeso al material base. Cuando la resistencia de unión a la tracción del yeso de enlucido de la capa inferior es >0.4MPa, la resistencia de unión a la tracción está calificada y cumple con el estándar "Enyesado de yeso" GB/T2827.2012. Sin embargo, considerando que el contenido de éter de celulosa es de 0,10% B pulgada, la resistencia no cumple con los requisitos, por lo que se determina que el contenido de celulosa es de 0,15% de la cantidad total de mortero.

3. Conclusión

(1) La tasa de retención de agua medida por el método de absorción de agua con papel de filtro (2) no puede abrir la diferencia en el rendimiento y la dosificación del agente de retención de agua, lo que no conduce a la prueba y evaluación precisas de la tasa de retención de agua de Mortero comercial de yeso. El método de succión al vacío puede distinguir efectivamente el excelente rendimiento de retención de agua del mortero y no se ve afectado por el consumo de agua del mortero. Aunque los resultados de la prueba del método de absorción de agua del papel de filtro (1) se ven afectados por el consumo de agua del mortero, debido a los sencillos pasos de la operación experimental, el rendimiento de retención de agua del mortero se puede comparar con la misma fórmula.

(2) El aumento del contenido de éter de celulosa mejora la retención de agua del mortero de yeso.

(3) La incorporación de éter de celulosa reduce la resistencia a la compresión del mortero y mejora la fuerza de unión con el sustrato. El éter de celulosa tiene poco efecto sobre la resistencia a la flexión del mortero, por lo que se reduce la relación de plegado del mortero.