熱門關(guān)鍵詞： 中性膩?zhàn)幽z粉 纖維素纖維 木質(zhì)纖維素 建筑用膠水粉 可再分散性乳膠粉
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羥丙基甲基纖維素HPMC對機(jī)噴砂漿性能的影響
一試驗(yàn)
1.1原材料
水泥：市售P.0 42.5水泥，其28d抗折和抗壓強(qiáng)度分別為6.9、48.2 MPa;砂子：承德細(xì)河沙，40-100目;纖維素醚：北京萬圖明科技有限公司生產(chǎn)的羥丙基甲基纖維素醚，白色粉末，標(biāo)稱黏度為40、100、150、200 Pa-s;水：潔凈的自來水。
1.2試驗(yàn)方法
根據(jù)JGJ/T 105-2011《機(jī)械噴涂抹灰施工規(guī)程》規(guī)定，砂漿的稠度為80-120 mm，保水率大于90%。本試驗(yàn)中，灰砂比定為1:5，稠度控制在(93+2) mm，纖維素醚采用外摻法，其摻量均按占水泥質(zhì)量計(jì)。砂漿的濕密度、含氣量、保水率、稠度等基本性能參照J(rèn)GJ 70-2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測試，其中含氣量按照密度法進(jìn)行測試和計(jì)算。試件的制備、抗折和抗壓強(qiáng)度測試參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》進(jìn)行。孑L徑采用壓汞法測試，壓汞儀型號為AUTOPORE 9500，測量范圍為5.5 nm-360 ym，共進(jìn)行4組試驗(yàn)，灰砂比1:5，HPMC黏度為100 Pa-s、摻量分別為0、0.1%、0.2%、0.3%(編號分別為A、B、C、D)。
2結(jié) 果 與 分 析
2.1HPMC對水泥砂漿保水率的影響
保水性是指砂漿能夠保住水分的能力。在機(jī)噴砂漿中，加入纖維素醚能夠有效保持水分，減少泌水率，滿足水泥基材料充分水化的要求。HPMC對砂漿保水率的影響見圖1。
由圖l可以看出，隨著HPMC摻量的增加，砂漿的保水
率逐漸增大。黏度為100、150和200 Pa.s的羥丙基甲基纖維素醚曲線變化基本一致，摻量在0.05%-0.15%時保水率直線增加，摻量為0.15%時保水率均大于93%;糝量超過0.20%后，保水率增大趨勢變得平緩，說明HPMC摻量己接近飽和。黏度為40 Pa.s的HPMC摻量對保水率的影響曲線近似為1條直線，摻量大于0.15%后，砂漿的保水率明顯低于同摻量其它3種黏度的HPMC。一般認(rèn)為纖維素醚的保水機(jī)理為：纖維素醚分子上的羥基和醚鍵上的氧原子會與水分子締合成氫鍵，使游離水變成結(jié)合水，從而起到很好的保水作用;也有人認(rèn)為，水分子與纖維素醚分子鏈間的相互擴(kuò)散作用使水分子得以進(jìn)入纖維素醚大分子鏈內(nèi)部，并受到較強(qiáng)的約束力，從而提高了水泥漿的保水性。優(yōu)良的保水性能夠使砂漿保持勻質(zhì)性，不易離析，并獲得良好的攪拌性能，同時能減小對機(jī)械的磨損，增加砂漿噴涂機(jī)的壽命。
2.2羥丙基甲基纖維素HPMC對水泥砂漿密度和含氣量的影響
由圖2可以看出，HPMC摻量在0-0.20%時，隨HPMC摻量的增加，砂漿的密度急劇降低，由2050 kg/m3下降至1650kg/m3左右，降低約20%; HPMC摻量超過0.20%后密度降低趨于平緩。對比4種不同黏度的HPMC玎知，黏度越大，砂漿的密度越小;摻黏度分別為150、200 Pa.s HPMC的砂漿密度曲線基本重合，說明隨著HPMC黏度的繼續(xù)增大，砂漿的密度不再減小。
由圖3可以看出，砂漿的含氣量變化規(guī)律與砂漿的密度變化相反，羥丙基甲基纖維素HPMC摻量在0-0.20%時，隨HPMC摻量的增加，砂漿的含氣量幾乎呈直線上升;HPMC摻量超過0.20%后，含氣量幾乎不再變化，說明砂漿的引氣作用接近飽和。黏度為150和200 Pa.s的HPMC引氣作用要大于黏度為40和100 Pa.s的HPMC。
纖維素醚的引氣作用主要是由其分子結(jié)構(gòu)決定的，纖維素醚同時具有親水基團(tuán)(羥基、醚基)和憎水基團(tuán)(甲基、葡萄糖環(huán))，是一種表面活性劑，具有表面活性，從而具有引氣效應(yīng)。引入的氣體一方面能夠在砂漿中起到滾珠軸承的作用，改善砂漿的工作性能，并能增加體積，提高產(chǎn)量，對于生產(chǎn)廠家是有利的。但另一方面，引氣作用增加了砂漿的含氣量和硬化后的孔隙率，導(dǎo)致有害孔增多，使得力學(xué)性能大為降低。HPMC雖然有一定的引氣作用，但不能取代引氣劑。另外，當(dāng)HPMC和引氣劑同時使用時可能導(dǎo)致引氣劑失效。
2.3 HPMC對水泥砂漿力學(xué)性能的影響
由圖4(a)和圖4(h)可以看出，當(dāng)HPMC摻量僅為0.05%
時，砂漿的抗折強(qiáng)度降低明顯，較未摻羥丙基甲基纖維素HPMC的空白試樣降低約25%，抗壓強(qiáng)度僅能達(dá)到空白試樣的65%-80%。當(dāng)HPMC摻量超過0.20%后，砂漿的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度降低幅度不明顯。HPMC黏度大小對砂漿的力學(xué)性能影響不明顯。HPMC引入很多微小的氣泡，對砂漿的引氣作用使砂漿內(nèi)部空隙率增大，有害孔增多，導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均明顯下降。砂漿強(qiáng)度降低的另外一個原因就是纖維素醚的保水作用，使得水分保留在硬化砂漿內(nèi)部，大的水膠比導(dǎo)致試塊強(qiáng)度降低。對于機(jī)械施工的砂漿，雖然纖維素醚能夠顯著提高砂漿的保水率和改善其工作性，但如果摻量過大，會嚴(yán)重影響砂漿的力學(xué)性能，所以應(yīng)合理權(quán)衡二者之間的關(guān)系。
由圖4 (c)可以看出，隨著羥丙基甲基纖維素HPMC摻量的增加，砂漿的折壓比整體呈增加趨勢，基本為線性關(guān)系。這是由于加入的纖維素醚引入大量的氣泡，造成砂漿內(nèi)部產(chǎn)生缺陷增多，導(dǎo)玫砂漿的抗壓強(qiáng)度急劇降低，而抗折強(qiáng)度雖也有一定幅度降低;但纖維素醚能夠提高砂漿柔韌性，對抗折強(qiáng)度有利，使得降低幅度變緩，綜合考慮，二者的共同作用導(dǎo)致壓折比有所增加。
2.4HPMC對砂漿子L徑的影響
通過壓汞儀測得A、B、C、D四組試樣的孔徑分布曲線見圖5?？讖椒植冀y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和各統(tǒng)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)值見表1。
由A-D試樣的孔徑分布曲線、孔徑分布數(shù)據(jù)和各統(tǒng)計(jì)參數(shù)可知，HPMC對水泥砂漿的孔結(jié)構(gòu)有很大的影響：
(1)摻入HPMC后，水泥砂漿的孔徑尺寸明顯增大。在孔徑分布曲線上體現(xiàn)為圖像的面積向右移動，峰值對應(yīng)的孔徑值變大。同樣由表1中的中值孔徑可以看出，摻加HPMC后水泥砂漿的中值孔徑較空白試樣明顯增大，0.3%摻量的試樣中值孔徑較空白樣提高了2個數(shù)量級。
(2)吳中偉等將混凝土中的孔隙劃分為4類，分別是無害孔(≤20 nm)、少害孔(20-100 nm)、有害孔(100-200 nm)和多害孔(≥200 nm)。由表l可以看出，摻加HPMC后無害孔或少害孔的數(shù)量明顯減少，有害孔或多害孔數(shù)量增多。未摻HPMC樣品的無害孔或少害孔約為49.4%，摻加HPMC后無害孔或少害孔明顯減少，以摻量0.1%為例，無害孑L或少害孔減少約45%，大于10um的多害孔增加了約9倍。
(3)中值孔徑、平均孔徑、比孑L容和比表面積隨羥丙基甲基纖維素HPMC摻量的增加并不遵循十分嚴(yán)格的變化規(guī)律，這可能與壓汞試驗(yàn)中樣品選擇具有較大離散性有關(guān)。但從整體來看，摻HPMC試樣的中值孔徑、平均孔徑和比孔容較空白試樣為增大趨勢，而比表面積有所降低。
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