Механизм удержания воды ГПМЦ в цементном растворе

В этой статье эффект ГПМЦ (эфир гидроксипропилметилцеллюлозы) на водоудержание (WR) и состав цементного раствора. Выявлена связь между пластической вязкостью и водоудержанием цементного раствора. Результаты показали, что HPMC образует в воде коллоидную пленку с трехмерной сетчатой структурой, которая меняет способность воды мигрировать. Коллоид ГПМЦ адсорбировался на поверхности частиц цемента и песка и играл мостиковую роль благодаря влиянию пространственной сетчатой структуры тонкой пленки. Мелкие частицы образовывали сетчатое распределение, а продукты гидратации образовывали уникальную волокнистую древовидную структуру. Наблюдалась положительная корреляция между пластической вязкостью и водоудерживающей способностью цементного раствора. Наконец, механизм, ответственный за улучшенное удержание воды в цементном растворе с помощью HPMC, был проанализирован с использованием изменяющейся способности миграции воды, каналов миграции и сцепления раствора.

1. Введение

Эфиры целлюлозы (ЭЦ) используются для улучшения удобоукладываемости цементных растворов при сохранении водоудерживающей способности и текучести [1,2]. HPMC является наиболее широко используемым CE [3]. Высокое удержание воды улучшает гидратацию цемента и ограничивает поглощение воды затворения основанием и, таким образом, обеспечивает хорошие механические и адгезионные свойства раствора [4,5]. Эфиры целлюлозы загущают цементные растворы, а их удержание воды обычно объясняется повышенной вязкостью раствора. Дебриер и др. [6] показали, что полимеры увеличивают водоудержание пасты на цементной основе за счет увеличения вязкости, что снижает потери на фильтрацию. Анионные полимеры могут адсорбироваться на поверхности частиц цемента, блокировать поры корки и действовать как мостики между частицами цемента. Марльер [7] и др. показали, что водоудерживающая способность эфиров целлюлозы влияет на многие типы пористых сред и может полимеризоваться в растворе, делая полимеры гидрофобными. Задержка воды произошла из-за блокировки миграции воды между порами. Пурчез и др. [8,9] показали, что эфир целлюлозы оказывает замедляющее действие на гидратацию цементного раствора, а также помогает удерживать воду. Степень замещения (DS) и молярная степень замещения (MS) были ключевыми параметрами, влияющими на гидратацию цемента. Брюмо и др. [10,11] обнаружили, что из-за адсорбции CE на поверхности частиц цемента зарождение силиката кальция и скорость растворения алюмината трикальция замедляются, тем самым ингибируя гидратацию цемента. Результаты также показали, что адсорбционная способность CE на поверхности частиц цемента связана с MS и DS. Вейер [12] показал, что КЭ с более низкой степенью замещения оказывают большее замедляющее действие на гидратацию цемента. Александр [4] и др. проанализировали концентрацию эфира целлюлозы в тканевой жидкости цементного теста и обнаружили, что ограниченная адсорбция CE происходит на поверхности частиц с помощью анализатора общего органического углерода (ТОС). Удержание воды не происходило за счет адсорбции на поверхности частиц цемента, а вызывалось блокированием.

Удержание воды отражает удобоукладываемость цементных растворов. В современных строительных продуктах ПЭ играют важную роль, особенно в сухих строительных смесях, таких как штукатурки для стен и штукатурки на основе минеральных связующих, включая известь и цемент. Их основная функция – предотвращение неконтролируемой потери воды в пористые подложки [3]. Поскольку песок в различных типах цементного раствора составляет 50–80% от общей массы, в настоящем исследовании основное внимание уделяется влиянию УЭ и частиц цемента на механизм водоудержания цементного раствора, а также взаимодействию эфира целлюлозы с песком и водой. пренебрегаются. С другой стороны, физические взаимодействия между эфирами целлюлозы и цементным тестом, цементным раствором и бетоном до сих пор недостаточно изучены, а использование эфиров целлюлозы часто основано на эмпиризме [1,10]. Поэтому важно изучить влияние эфиров целлюлозы на водоудержание цементного раствора путем изучения взаимодействия ГПМЦ с цементом, песком и водой.

В данной работе изучено распределение ГПМЦ в воде, взаимодействие ГПМЦ со свежим цементным раствором, а также проанализировано влияние ГПМЦ на раннюю гидратацию цементного теста. Взаимосвязь между пластической вязкостью цементного раствора и водоудерживающей способностью проанализирована путем изучения влияния ГПМЦ на пластическую вязкость цементного раствора.

Обзор HPMC

 

1. Что такое HPMC?

（1）HPMC или Гидроксипропилметилцеллюлоза (Название МНН: гипромеллоза), также упрощенно называемая гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ), представляет собой разновидность неионного смешанного эфира целлюлозы. Это полусинтетический неактивный вязкоупругий полимер. Гидроксипропилметилцеллюлоза широко используется в строительстве, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.

 

HPMC CAS : № 004-65-3

 

HPMC Структурный:

 

 

Молекулярный вес: 86000.00000

 

（2）Физическая собственность:

Внешний вид и свойства: Белый или квазибелый волокнистый или гранулированный порошок.

 

Плотность: 1,39 г/см³

 

Растворимость: Практически нерастворим в абсолютном этаноле, эфире и ацетоне; отек на холоде

 

воды в прозрачный или слегка мутный коллоидный раствор

 

Стабильность: Твердые вещества огнеопасны и несовместимы с сильными окислителями.

 

 

（3）Химическое свойство:

 

Появление: Белый или аналогичный белый порошок.

 

Размер частиц; Пропускная способность 100 меш составляет более 98,5%; Пропускная способность 80 меш составляет 100%. Размеры частиц специальных спецификаций находились в диапазоне от 40 до 60 меш.

 

Температура карбонизации: 280-300 ℃

 

Визуальная плотность: 0,25-0,70 г/см (обычно около 0,5 г/см), удельный вес 1,26-1,31.

 

Температура обесцвечивания: 190-200 ℃

 

Поверхностное натяжение: 2% водный раствор - 42-56 дин/см.

 

Растворимость: Растворим в воде и некоторых растворителях, например, в соответствующей пропорции этанол/вода, пропанол/вода и т. д. Водный раствор обладает поверхностной активностью. Благодаря высокой прозрачности и стабильным характеристикам температура геля разных спецификаций различна, растворимость меняется в зависимости от вязкости, вязкость ниже, а растворимость выше. Производительность HPMC с разными спецификациями имеет определенную разницу. На растворение ГПМЦ в воде значение pH не влияет.

 

2. HPMC производства Celotech Chemicals.

Celotech производит и поставляет различные типы HPMC для разных областей применения. Обычно серия Celopro HPMC состоит из 3 типов стандартных продуктов и нескольких типов модифицированных продуктов.

 

Стандартные типы:

Целопро МК

Целопро МФ

Келопро МЭ

Модифицированные типы:

Целопро МТ

Целопро MX

Целопро ДК

Целопро CX

 

Celotech предлагает широкий ассортимент Celopro® строительных марок, чтобы гарантировать, что для каждой мыслимой ситуации будет доступен правильный продукт.

Приложения

Продукты

Клей для укладки блоков

МК40М ФП, МК70М ФП, MT4016

Клей для цементной плитки (ЦТА)

МК40М ФП, МК70М ФП, MT4016

Цемент в один слой

МХ25М ФП, МК30М ФП

Цементное обезжиренное покрытие

МК30М ФП、MT3025、MT3027

Затирки для плитки

МТ6001

Гипсовый пластырь для рук

МК30М ФП、MT4031、MT5503

Самовыравнивание

МК400 ФП、MT1004

 

3. Для чего используется HPMC?

(1) Строительная отрасль: В качестве водоудерживающего агента и замедлителя схватывания цементного раствора делает раствор перекачиваемым. В качестве клея используйте штукатурку, гипс, шпаклевку или другие строительные материалы, чтобы улучшить применимость и продлить срок эксплуатации. Его можно использовать для наклеивания керамической плитки, мрамора, пластиковых украшений, армирующего средства и уменьшения количества цемента. Водоудерживающее свойство HPMC предотвращает растрескивание раствора из-за слишком быстрого высыхания после размазывания и повышает прочность.

(2) Керамическая промышленность: широко используются в качестве клеев при производстве керамических изделий.ч после затвердевания.

(3) Лакокрасочная промышленность: В качестве загустителя, диспергатора и стабилизатора в лакокрасочной промышленности он хорошо растворяется в воде и органических растворителях. В качестве средства для удаления краски.

(4) Чернильная печать: В качестве загустителя, диспергатора и стабилизатора в чернильной промышленности он хорошо растворяется в воде и органических растворителях.

(5) Пластмассы: в качестве формообразующего разделительного агента, смягчителя, смазки и т. д.

(6) Поливинилхлорид: В качестве диспергатора при производстве поливинилхлорида является основным помощником при получении ПВХ методом суспензионной полимеризации.

(7) Другие: Этот продукт также широко используется в кожевенной, бумажной промышленности, консервировании фруктов и овощей, а также в текстильной промышленности.

 

Строительный клей для керамической плитки, используемый HPMC

Описание продукта

HPMC является основной добавкой в клей для керамической плитки, клей для керамической плитки с точным соотношением добавки HPMC путем смешивания смесительной машины с порошковым связующим материалом, обладает определенной гибкостью, фундаментально решает проблемы, существующие в отделке здания, такие как растрескивание, пустой барабан , падение и утечка.

Преимущества

Это может эффективно улучшить качество строительных материалов и повысить эффективность работы.

(1) Утолщение: улучшает адгезию и устойчивость к провисанию, а также предотвращает проскальзывание между раствором и основанием в строительных проектах.

(2) Удержание воды: задерживает поглощение воды пористыми материалами, что способствует гидратации цемента и увеличению времени открытой выдержки, а также повышает когезионную силу и прочность раствора.

(3) Работоспособность: может действовать как смазка, улучшать рабочие характеристики цементной основы и повышать пластичность раствора.

(4) Замедленное набухание: после определенной задержки он быстро растворяется без агломерации, что может повысить эффективность покрытия строительных проектов.