Avec les progrès continus de l'industrie et l'amélioration de la technologie, grâce à l'introduction et à l'amélioration de machines de pulvérisation de mortier étrangères, la technologie de pulvérisation mécanique et de plâtrage s'est considérablement développée dans mon pays ces dernières années. Le mortier de pulvérisation mécanique est différent du mortier ordinaire, qui nécessite des performances de rétention d'eau élevées, une fluidité adaptée et certaines performances anti-affaissement. Habituellement, de l'hydroxypropylméthylcellulose est ajoutée au mortier, dont l'éther de cellulose (HPMC) est le plus largement utilisé. Les principales fonctions de l'hydroxypropylméthylcellulose HPMC dans le mortier sont : l'épaississement et la viscosification, l'ajustement de la rhéologie et une excellente capacité de rétention d'eau. Cependant, les défauts de HPMC ne peuvent être ignorés. Le HPMC a un effet entraîneur d'air, ce qui provoquera davantage de défauts internes et réduira considérablement les propriétés mécaniques du mortier. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. a étudié l'influence de l'HPMC sur le taux de rétention d'eau, la densité, la teneur en air et les propriétés mécaniques du mortier sous l'aspect macroscopique, et a étudié l'influence de l'hydroxypropylméthylcellulose HPMC sur la structure L du mortier de l'aspect microscopique. .
1. Testez
1.1 Matières premières
Ciment : ciment P.0 42,5 disponible dans le commerce, ses résistances à la flexion et à la compression 28d sont respectivement de 6,9 et 48,2 MPa ; sable : sable fin de rivière de Chengde, maille 40-100 ; éther de cellulose : produit par Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Éther d'hydroxypropylméthylcellulose, poudre blanche, viscosité nominale 40, 100, 150, 200 Pa-s ; eau : eau propre du robinet.
1.2 Méthode d'essai
Selon JGJ/T 105-2011 « Règlements de construction pour la pulvérisation et le plâtrage mécaniques », la consistance du mortier est de 80 à 120 mm et le taux de rétention d'eau est supérieur à 90 %. Dans cette expérience, le rapport chaux-sable a été fixé à 1:5, la consistance a été contrôlée à (93+2) mm, et l'éther de cellulose a été mélangé de manière externe, et la quantité de mélange était basée sur la masse de ciment. Les propriétés de base du mortier telles que la densité humide, la teneur en air, la rétention d'eau et la consistance sont testées en référence à JGJ 70-2009 « Méthodes d'essai pour les propriétés de base du mortier de construction », et la teneur en air est testée et calculée en fonction de la densité. méthode. Les tests de préparation, de flexion et de résistance à la compression des échantillons ont été effectués conformément à la norme GB/T 17671-1999 « Méthodes de test de la résistance du sable de mortier de ciment (méthode ISO) ». Le diamètre des larves a été mesuré par porosimétrie au mercure. Le modèle du porosimètre à mercure était AUTOPORE 9500 et la plage de mesure était de 5,5 nm à 360 μm. Au total, 4 séries de tests ont été réalisées. Le rapport ciment-sable était de 1:5, la viscosité du HPMC était de 100 Pa-s et le dosage de 0, 0,1 %, 0,2 %, 0,3 % (les chiffres sont respectivement A, B, C, D).
2. Résultats et analyse
2.1 Effet de l'HPMC sur le taux de rétention d'eau du mortier de ciment
La rétention d’eau fait référence à la capacité du mortier à retenir l’eau. Dans le mortier pulvérisé à la machine, l'ajout d'éther de cellulose peut retenir efficacement l'eau, réduire le taux de saignement et répondre aux exigences d'hydratation complète des matériaux à base de ciment. Effet de l'HPMC sur la rétention d'eau du mortier.
Avec l'augmentation de la teneur en HPMC, le taux de rétention d'eau du mortier augmente progressivement. Les courbes de l'éther d'hydroxypropylméthylcellulose avec des viscosités de 100, 150 et 200 Pa.s sont fondamentalement les mêmes. Lorsque la teneur est de 0,05 % à 0,15 %, le taux de rétention d'eau augmente linéairement, et lorsque la teneur est de 0,15 %, le taux de rétention d'eau est supérieur à 93 %. ; Lorsque la quantité de grains dépasse 0,20 %, la tendance croissante du taux de rétention d'eau devient plate, indiquant que la quantité de HPMC est proche de la saturation. La courbe d'influence de la quantité d'HPMC de viscosité 40 Pa.s sur le taux de rétention d'eau est approximativement une droite. Lorsque la quantité est supérieure à 0,15 %, le taux de rétention d’eau du mortier est nettement inférieur à celui des trois autres types de HPMC ayant la même viscosité. On pense généralement que le mécanisme de rétention d'eau de l'éther de cellulose est le suivant : le groupe hydroxyle sur la molécule d'éther de cellulose et l'atome d'oxygène sur la liaison éther s'associeront à la molécule d'eau pour former une liaison hydrogène, de sorte que l'eau libre devienne de l'eau liée. , jouant ainsi un bon effet de rétention d'eau ; On pense également que l'interdiffusion entre les molécules d'eau et les chaînes moléculaires d'éther de cellulose permet aux molécules d'eau de pénétrer à l'intérieur des chaînes macromoléculaires d'éther de cellulose et d'être soumises à de fortes forces de liaison, améliorant ainsi la rétention d'eau du coulis de ciment. Une excellente rétention d'eau peut maintenir le mortier homogène, difficile à séparer et obtenir de bonnes performances de mélange, tout en réduisant l'usure mécanique et en augmentant la durée de vie de la machine de pulvérisation de mortier.
2.2 L'effet de l'hydroxypropylméthylcellulose HPMC sur la densité et la teneur en air du mortier de ciment
Lorsque la quantité de HPMC est de 0 à 0,20 %, la densité du mortier diminue fortement avec l'augmentation de la quantité de HPMC, de 2 050 kg/m3 à environ 1 650 kg/m3, soit environ 20 % de moins ; lorsque la quantité de HPMC dépasse 0,20 %, la densité diminue. au calme. En comparant les 4 types de HPMC avec des viscosités différentes, plus la viscosité est élevée, plus la densité du mortier est faible ; les courbes de densité des mortiers avec des viscosités mixtes de HPMC de 150 et 200 Pa.s se chevauchent fondamentalement, indiquant qu'à mesure que la viscosité du HPMC continue d'augmenter, la densité ne diminue plus.
La loi de changement de la teneur en air du mortier est opposée au changement de densité du mortier. Lorsque la teneur en hydroxypropylméthylcellulose HPMC est de 0 à 0,20 %, avec l'augmentation de la teneur en HPMC, la teneur en air du mortier augmente presque linéairement ; la teneur en HPMC dépasse Après 0,20%, la teneur en air change à peine, indiquant que l'effet entraîneur d'air du mortier est proche de la saturation. L'effet entraîneur d'air du HPMC de viscosité 150 et 200 Pa.s est supérieur à celui du HPMC de viscosité 40 et 100 Pa.s.
L’effet entraîneur d’air de l’éther de cellulose est principalement déterminé par sa structure moléculaire. L'éther de cellulose possède à la fois des groupes hydrophiles (hydroxyle, éther) et des groupes hydrophobes (méthyle, cycle glucose) et est un tensioactif. , a une activité de surface, ayant ainsi un effet entraîneur d'air. D'une part, le gaz introduit peut agir comme un roulement à billes dans le mortier, améliorer les performances de travail du mortier, augmenter le volume et augmenter le rendement, ce qui est bénéfique pour le fabricant. Mais d’un autre côté, l’effet entraîneur d’air augmente la teneur en air du mortier et la porosité après durcissement, entraînant une augmentation des pores nocifs et réduisant considérablement les propriétés mécaniques. Bien que l'HPMC ait un certain effet entraîneur d'air, elle ne peut pas remplacer l'agent entraîneur d'air. De plus, lorsque le HPMC et l'agent entraîneur d'air sont utilisés en même temps, l'agent entraîneur d'air peut échouer.
2.3 L'effet de l'HPMC sur les propriétés mécaniques du mortier de ciment
Lorsque la quantité de HPMC n'est que de 0,05 %, la résistance à la flexion du mortier diminue considérablement, ce qui est environ 25 % inférieur à celle de l'échantillon blanc sans HPMC d'hydroxypropylméthylcellulose, et la résistance à la compression ne peut atteindre que 65 % de l'échantillon blanc - 80%. Lorsque la quantité d'HPMC dépasse 0,20 %, la diminution de la résistance à la flexion et à la compression du mortier n'est pas évidente. La viscosité du HPMC a peu d'effet sur les propriétés mécaniques du mortier. HPMC introduit de nombreuses petites bulles d'air et l'effet entraîneur d'air sur le mortier augmente la porosité interne et les pores nocifs du mortier, entraînant une diminution significative de la résistance à la compression et à la flexion. Une autre raison de la diminution de la résistance du mortier est l'effet de rétention d'eau de l'éther de cellulose, qui retient l'eau dans le mortier durci, et le rapport eau/liant élevé entraîne une diminution de la résistance du bloc d'essai. Pour le mortier de construction mécanique, bien que l'éther de cellulose puisse augmenter considérablement le taux de rétention d'eau du mortier et améliorer sa maniabilité, si le dosage est trop important, cela affectera sérieusement les propriétés mécaniques du mortier, la relation entre les deux doit donc être raisonnablement pesée.
Avec l'augmentation de la teneur en hydroxypropylméthylcellulose HPMC, le taux de pliage du mortier a montré une tendance globale à la hausse, qui était fondamentalement une relation linéaire. En effet, l'éther de cellulose ajouté introduit un grand nombre de bulles d'air, ce qui provoque davantage de défauts à l'intérieur du mortier, et la résistance à la compression du mortier de rose de guidage diminue fortement, bien que la résistance à la flexion diminue également dans une certaine mesure ; mais l'éther de cellulose peut améliorer la flexibilité du mortier, il est bénéfique pour la résistance à la flexion, ce qui ralentit le taux de diminution. D’une manière globale, l’effet combiné des deux conduit à une augmentation du taux de pliage.
2.4 L'effet de l'HPMC sur le diamètre L du mortier
À partir de la courbe de distribution de la taille des pores, des données de distribution de la taille des pores et de divers paramètres statistiques des échantillons AD, on peut voir que l'HPMC a une grande influence sur la structure des pores du mortier de ciment :
(1) Après l'ajout de HPMC, la taille des pores du mortier de ciment augmente considérablement. Sur la courbe de distribution de la taille des pores, la zone de l'image se déplace vers la droite et la valeur des pores correspondant à la valeur maximale devient plus grande. Après avoir ajouté du HPMC, le diamètre médian des pores du mortier de ciment est nettement plus grand que celui de l'échantillon blanc, et le diamètre médian des pores de l'échantillon avec un dosage de 0,3 % est augmenté de 2 ordres de grandeur par rapport à l'échantillon blanc.
(2) Divisez les pores du béton en quatre types, à savoir les pores inoffensifs (≤20 nm), les pores moins nocifs (20-100 nm), les pores nocifs (100-200 nm) et de nombreux pores nocifs (≥200 nm). Il ressort du tableau 1 que le nombre de trous inoffensifs ou de trous moins nocifs est considérablement réduit après l'ajout de HPMC, et que le nombre de trous nocifs ou de trous plus nocifs est augmenté. Les pores inoffensifs ou moins nocifs des échantillons non mélangés avec HPMC sont d'environ 49,4 %. Après l'ajout de HPMC, les pores inoffensifs ou moins nocifs sont considérablement réduits. En prenant comme exemple le dosage de 0,1%, les pores inoffensifs ou les pores moins nocifs sont réduits d'environ 45%. %, le nombre de trous nocifs supérieurs à 10 um a augmenté d'environ 9 fois.
(3) Le diamètre médian des pores, le diamètre moyen des pores, le volume spécifique des pores et la surface spécifique ne suivent pas une règle de changement très stricte avec l'augmentation de la teneur en hydroxypropylméthylcellulose HPMC, qui peut être liée à la sélection de l'échantillon dans le test d'injection de mercure. liés à une grande dispersion. Mais dans l’ensemble, le diamètre médian des pores, le diamètre moyen des pores et le volume spécifique des pores de l’échantillon mélangé à l’HPMC ont tendance à augmenter par rapport à l’échantillon blanc, tandis que la surface spécifique diminue.
Heure de publication : 03 avril 2023