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      羥丙基甲基纖維素對水泥基的技術應用

      羥丙基甲基纖維素對水泥基材料的改善作用

              水下不分散混凝土是國際上水下混凝土施工發展很快的一種混凝土技術。自1974 年德國SIBO 公司開發出水下不分散混凝土外加劑以來。國際上在海洋石油平臺、海底管線、人工島、港口、棧橋、碼頭、大壩、水電站、橋梁等工程中得到了廣泛的應用。明石大橋典型工程使日本對水下不分散混凝土的可靠性更為信賴。近年來,該工法創造了許多優質水下工程,實現了水下施工陸地化,使難以設想的水電工程中的新結構、新設計、新施工得以實現。

             羥丙基甲基纖維素(簡稱HPMC)具有優良的增稠性,可以作為一種優良的混凝土抗分散劑,過去該材料是國內緊缺的精細化工產品,成本較高,由于種種原因限制了其在我國建筑行業上的應用。近年來隨著外墻外保溫技術的不斷發展,以及纖維素生產技術的不斷進步,以及HPMC 本身所具有的優良特性,HPMC 在建筑行業得到了廣泛的應用。

           凝結時間試驗                      

           混凝土的凝結時間主要與水泥的凝結時間有關,骨料的影響不大,所以可以用砂漿的凝結時間來代替研究HPMC 對水下不分散混凝土拌合物凝結時間的影響,由于砂漿凝結時間受水灰比、膠砂比的影響,因此為了評價HPMC 對砂漿凝結時間的影響,需固定砂漿的水灰比和膠砂比。

           從實驗中可以看出,HPMC 的加入對砂漿拌合物具有明顯的緩凝作用,且隨著HPMC 摻量的增加砂漿的凝結時間相繼延長,相同HPMC 摻量的情況下,水下成型的砂漿要比在空氣中成型的凝結時間更長。在水中測定時,摻HPMC 的砂漿的凝結時間與空白試件相比,初凝延遲6~18 h,終凝延遲6~22 h。因此HPMC要和早強劑一起復合使用。

           HPMC 是高分子聚合物,為大分子線狀結構,官能團上帶有羥基,能與拌和水分子形成氫鍵,使拌和水黏度增加。HPMC的長分子鏈間會相互吸引,使HPMC 分子間相互纏結形成網狀結構,把水泥、拌和水包裹起來。由于HPMC 形成類似薄膜的網狀結構和對水泥的包裹作用,會有效防止砂漿中水分的揮發,阻礙或減緩水泥的水化速度。

          泌水性試驗

          砂漿與混凝土的泌水現象相類似,都會使骨料沉降嚴重,導致頂層漿體的水灰比增大,使頂層漿體在早期發生很大的塑性收縮,甚至開裂,而且漿體表層的強度比較薄弱。從實驗中可以看出,當摻量在0.5%以上時,基本不再有泌水現象產生。這是由于當HPMC 摻入砂漿中,HPMC 具有成膜和網狀結構,以及大分子長鏈上羥基的吸附作用,使砂漿中水泥與拌和水形成絮凝狀,保證了砂漿體的穩定結構。再有砂漿中加入HPMC 后,會形成許多獨立微小的氣泡。這些氣泡會均勻分布在砂漿中,阻礙骨料的沉積。HPMC 的這項技術性能對水泥基材料影響很大,常常用來配制如干粉砂漿、聚合物灰漿等新型水泥基復合材料,使其具有良好的保水、保塑性。

        砂漿的需水量試驗

        HPMC 摻量很小情況下,其對砂漿的需水量有很大的影響。在保持新拌砂漿擴展度基本相同的情況下,HPMC 摻量與砂漿需水量在一定時間段內成線性關系變化,砂漿的需水量先減小后明顯增大。HPMC 在摻量小于0.025%時,隨摻量的增大,相同擴展度條件下,砂漿的需水量減小,這說明HPMC 摻量較小時對砂漿具有減水效果,HPMC 具有的引氣作用,使砂漿存在大量微小獨立的氣泡,這些氣泡起著潤滑作用,使砂漿流動性得以改善。當摻量大于0.025%時,砂漿需水量隨摻量的增大而增大,這是由于HPMC 的網狀結構進一步完整,分子長鏈上的絮凝團間隙縮短,具有吸引和黏聚作用,降低了砂漿體的流動性。所以在擴展度基本相同的情況下,漿體表現出需水量增大。

       




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