การปรับปรุงผลของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) ต่อวัสดุที่มีซีเมนต์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีฉนวนผนังภายนอก ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการผลิตเซลลูโลส และคุณลักษณะที่ยอดเยี่ยมของ HPMC เอง HPMC จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง

เพื่อสำรวจกลไกการออกฤทธิ์เพิ่มเติมระหว่าง HPMC และวัสดุที่ทำจากซีเมนต์ บทความนี้มุ่งเน้นไปที่ผลการปรับปรุงของ HPMC ต่อคุณสมบัติเหนียวของวัสดุที่ทำจากซีเมนต์

เวลาแข็งตัว

เวลาการแข็งตัวของคอนกรีตส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับเวลาการแข็งตัวของซีเมนต์ และมวลรวมมีอิทธิพลน้อย ดังนั้นเวลาการแข็งตัวของปูนสามารถนำมาใช้แทนเพื่อศึกษาอิทธิพลของ HPMC ต่อเวลาการแข็งตัวของส่วนผสมคอนกรีตไม่กระจายตัวใต้น้ำ เนื่องจากเวลาการเซ็ตตัวของปูนได้รับผลกระทบจากน้ำ ดังนั้นเพื่อประเมินอิทธิพลของ HPMC ต่อเวลาการเซ็ตตัวของปูนจึงจำเป็นต้องแก้ไขอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์และอัตราส่วนปูนของปูน

จากการทดลอง การเติม HPMC มีผลชะลออย่างมีนัยสำคัญต่อส่วนผสมของปูน และเวลาการแข็งตัวของปูนจะยืดเยื้อต่อเนื่องตามการเพิ่มขึ้นของปริมาณ HPMC ภายใต้เนื้อหา HPMC เดียวกัน ปูนที่ขึ้นรูปใต้น้ำจะเร็วกว่าปูนที่ก่อตัวในอากาศ ระยะเวลาในการขึ้นรูปปานกลางจะนานขึ้น เมื่อวัดในน้ำ เมื่อเทียบกับชิ้นงานเปล่า เวลาการแข็งตัวของปูนที่ผสมกับ HPMC จะล่าช้า 6-18 ชั่วโมงสำหรับการตั้งค่าเริ่มต้น และ 6-22 ชั่วโมงสำหรับการตั้งค่าขั้นสุดท้าย ดังนั้นควรใช้ HPMC ร่วมกับคันเร่ง

HPMC เป็นโพลีเมอร์โมเลกุลสูงที่มีโครงสร้างเชิงเส้นโมเลกุลขนาดใหญ่และมีหมู่ไฮดรอกซิลบนหมู่ฟังก์ชัน ซึ่งสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลของน้ำผสม และเพิ่มความหนืดของน้ำผสม สายโซ่โมเลกุลยาวของ HPMC จะดึงดูดซึ่งกันและกัน ทำให้โมเลกุลของ HPMC พันกันเป็นโครงสร้างเครือข่าย ห่อซีเมนต์ และผสมน้ำ เนื่องจาก HPMC สร้างโครงสร้างเครือข่ายคล้ายกับฟิล์มและพันซีเมนต์ จะป้องกันการระเหยของน้ำในปูนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และขัดขวางหรือชะลออัตราความชุ่มชื้นของซีเมนต์

มีเลือดออก

ปรากฏการณ์การตกเลือดของปูนจะคล้ายคลึงกับคอนกรีตซึ่งจะทำให้เกิดการทรุดตัวของมวลรวมอย่างรุนแรง ส่งผลให้อัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ของชั้นบนสุดของสารละลายเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดการหดตัวของพลาสติกขนาดใหญ่ของชั้นบนของสารละลายในช่วงต้น ขั้นตอนและการแตกร้าวและความแข็งแรงของชั้นผิวของสารละลายค่อนข้างอ่อนแอ

เมื่อปริมาณมากกว่า 0.5% โดยทั่วไปจะไม่มีปรากฏการณ์เลือดออก เนื่องจากเมื่อผสม HPMC ลงในปูน HPMC จะมีโครงสร้างการขึ้นรูปฟิล์มและเครือข่าย และการดูดซับหมู่ไฮดรอกซิลบนสายโซ่ยาวของโมเลกุลขนาดใหญ่ทำให้ซีเมนต์และน้ำผสมในปูนเกิดการตกตะกอน ทำให้มั่นใจในโครงสร้างที่มั่นคง ของปูน หลังจากเติม HPMC ลงในปูนแล้ว จะเกิดฟองอากาศเล็กๆ ที่เป็นอิสระจำนวนมาก ฟองอากาศเหล่านี้จะถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอในปูนและขัดขวางการสะสมตัวของมวลรวม ประสิทธิภาพทางเทคนิคของ HPMC มีอิทธิพลอย่างมากต่อวัสดุที่ทำจากซีเมนต์ และมักใช้ในการเตรียมวัสดุผสมที่ทำจากซีเมนต์ใหม่ เช่น ปูนผงแห้งและปูนโพลีเมอร์ เพื่อให้มีการกักเก็บน้ำและกักเก็บพลาสติกได้ดี

ความต้องการน้ำปูน

เมื่อปริมาณ HPMC น้อย จะมีอิทธิพลอย่างมากต่อความต้องการน้ำของปูน ในกรณีที่รักษาระดับการขยายตัวของปูนสดโดยพื้นฐานแล้วปริมาณ HPMC และความต้องการน้ำของปูนจะเปลี่ยนไปเป็นความสัมพันธ์เชิงเส้นภายในระยะเวลาหนึ่ง และความต้องการน้ำของปูนจะลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้น อย่างชัดเจน. เมื่อปริมาณ HPMC น้อยกว่า 0.025% เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น ความต้องการน้ำของปูนจะลดลงภายใต้ระดับการขยายตัวเดียวกัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณ HPMC มีขนาดเล็ก จะมีผลในการลดน้ำใน ปูนและ HPMC มีผลในการกักเก็บอากาศ มีฟองอากาศอิสระเล็กๆ จำนวนมากอยู่ในปูน และฟองอากาศเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นเพื่อปรับปรุงความลื่นไหลของปูน เมื่อปริมาณการใช้มากกว่า 0.025% ความต้องการน้ำของปูนจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากโครงสร้างเครือข่ายของ HPMC นั้นสมบูรณ์ยิ่งขึ้น และช่องว่างระหว่าง flocs บนสายโซ่โมเลกุลยาวก็สั้นลง ซึ่งส่งผลต่อแรงดึงดูดและการทำงานร่วมกัน และลดความลื่นไหลของปูน ดังนั้นภายใต้เงื่อนไขว่าระดับการขยายตัวโดยพื้นฐานจะเท่ากัน สารละลายจะแสดงความต้องการน้ำเพิ่มขึ้น

01. การทดสอบความต้านทานการกระจายตัว:

สารป้องกันการกระจายตัวเป็นดัชนีทางเทคนิคที่สำคัญในการวัดคุณภาพของสารป้องกันการกระจายตัว HPMC เป็นสารประกอบโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ หรือที่เรียกว่าเรซินที่ละลายน้ำได้หรือโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ เพิ่มความสม่ำเสมอของส่วนผสมโดยเพิ่มความหนืดของน้ำผสม เป็นวัสดุโพลีเมอร์ที่ชอบน้ำซึ่งสามารถละลายในน้ำเพื่อสร้างสารละลายได้ หรือการกระจายตัว

การทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณของสารลดน้ำพิเศษประสิทธิภาพสูงที่มีแนฟทาลีนเพิ่มขึ้น การเติมสารลดน้ำพิเศษจะช่วยลดความต้านทานการกระจายตัวของปูนซีเมนต์ผสมใหม่ เนื่องจากสารลดน้ำประสิทธิภาพสูงที่มีแนฟทาลีนเป็นสารลดแรงตึงผิว เมื่อเติมตัวลดน้ำลงในปูน ตัวลดน้ำจะถูกวางตัวบนพื้นผิวของอนุภาคซีเมนต์เพื่อให้พื้นผิวของอนุภาคซีเมนต์มีประจุเท่ากัน แรงผลักไฟฟ้านี้ทำให้อนุภาคของซีเมนต์ก่อตัว โครงสร้างการจับตัวเป็นก้อนของซีเมนต์จะถูกรื้อออก และน้ำที่ห่อหุ้มอยู่ในโครงสร้างจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะทำให้ส่วนหนึ่งของซีเมนต์สูญเสียไป ในเวลาเดียวกันพบว่าด้วยปริมาณ HPMC ที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการกระจายตัวของปูนซีเมนต์สดเริ่มดีขึ้นเรื่อยๆ

02. ลักษณะกำลังของคอนกรีต:

ในโครงการฐานรากนำร่อง มีการใช้น้ำยาผสมคอนกรีตแบบไม่กระจายตัวใต้น้ำ HPMC และเกรดความแข็งแรงของการออกแบบคือ C25 จากการทดสอบขั้นพื้นฐาน ปริมาณซีเมนต์คือ 400 กก. ฟูมซิลิกาผสมคือ 25 กก./ลบ.ม. ปริมาณ HPMC ที่เหมาะสมคือ 0.6% ของจำนวนซีเมนต์ อัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์คือ 0.42 อัตราทรายคือ 40% และผลลัพธ์ของตัวลดน้ำที่มีประสิทธิภาพสูงที่ใช้แนฟทาลีนคือปริมาณซีเมนต์คือ 8% ความแข็งแรงเฉลี่ย 28d ของชิ้นงานคอนกรีตในอากาศคือ 42.6MPa ความแข็งแรงเฉลี่ย 28d ของคอนกรีตใต้น้ำที่มีความสูงหยด 60 มม. คือ 36.4MPa และอัตราส่วนความแข็งแรงของคอนกรีตที่ขึ้นรูปด้วยน้ำต่อคอนกรีตที่ขึ้นรูปด้วยอากาศคือ 84.8 % ผลลัพธ์ที่ได้จะมีนัยสำคัญมากขึ้น

03. การทดลองแสดง:

(1) การเติม HPMC มีผลชะลออย่างเห็นได้ชัดต่อส่วนผสมปูน ด้วยปริมาณ HPMC ที่เพิ่มขึ้น ระยะเวลาการแข็งตัวของปูนจึงขยายออกไปอย่างต่อเนื่อง ภายใต้ปริมาณ HPMC เดียวกัน ปูนที่เกิดขึ้นใต้น้ำจะเร็วกว่าที่เกิดขึ้นในอากาศ ระยะเวลาในการขึ้นรูปปานกลางจะนานขึ้น คุณลักษณะนี้มีประโยชน์สำหรับการสูบคอนกรีตใต้น้ำ

(2) ปูนซิเมนต์ผสมสดผสมกับไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีคุณสมบัติยึดเกาะได้ดีและแทบไม่มีเลือดออก

(3) ปริมาณ HPMC และความต้องการน้ำของปูนลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

(4) การรวมตัวของสารลดน้ำช่วยแก้ปัญหาความต้องการน้ำที่เพิ่มขึ้นสำหรับปูน แต่ต้องควบคุมปริมาณของมันอย่างสมเหตุสมผล มิฉะนั้น บางครั้งความต้านทานการกระจายตัวใต้น้ำของปูนซีเมนต์ผสมสดจะลดลงในบางครั้ง

(5) โครงสร้างระหว่างชิ้นงานซีเมนต์เพสต์ที่ผสมกับ HPMC และชิ้นงานเปล่ามีความแตกต่างกันเล็กน้อย และมีความแตกต่างเล็กน้อยในโครงสร้างและความหนาแน่นของชิ้นงานซีเมนต์เพสต์ที่เทในน้ำและในอากาศ ตัวอย่างที่เกิดขึ้นใต้น้ำเป็นเวลา 28 วันมีความกรอบเล็กน้อย สาเหตุหลักคือการเติม HPMC ช่วยลดการสูญเสียและการกระจายตัวของซีเมนต์เมื่อเทน้ำได้อย่างมาก แต่ยังช่วยลดความแน่นของหินซีเมนต์อีกด้วย ในโครงการ ภายใต้เงื่อนไขเพื่อให้แน่ใจว่าผลของการไม่กระจายตัวใต้น้ำ ควรลดปริมาณของ HPMC ให้มากที่สุด

(6) การเติมน้ำยาผสมคอนกรีตแบบไม่กระจายใต้น้ำ HPMC การควบคุมปริมาณจะเป็นประโยชน์ต่อความแข็งแรง โครงการนำร่องแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนกำลังของคอนกรีตที่ขึ้นรูปด้วยน้ำและคอนกรีตที่ขึ้นรูปด้วยอากาศอยู่ที่ 84.8% และผลกระทบนั้นค่อนข้างมีนัยสำคัญ