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羟丙基甲基纤维素对水泥基材料的改善效应

凝结时间



混凝土的凝结时间主要与水泥的凝结时间有关,骨料的影响不大,所以可以用砂浆的凝结时间来代替研究HPMC对水下不分散混凝土拌合物凝结时间的影响,由于砂浆凝结时间受水灰比、胶砂比的影响,因此为了评价HPMC对砂浆凝结时间的影响,需固定砂浆的水灰比和胶砂比。


实验反应,HPMC的加入对砂浆拌合物具有明显的缓凝作用,且随着HPMC掺量的增加砂浆的凝结时间相继延长,相同HPMC掺量的情况下,水下成型的砂浆要比在空气中成型的凝结时间更长。在水中测定时,掺HPMC的砂浆的凝结时间与空白试件相比,初凝延迟6~18 h,终凝延迟6~22 h。因此HPMC要和早强剂一起复合使用。


HPMC是高分子聚合物,为大分子线状结构,官能团上带有羟基,能与拌和水分子形成氢键,使拌和水黏度增加。HPMC的长分子链间会相互吸引,使HPMC分子间相互缠结形成网状结构,把水泥、拌和水包裹起来。由于HPMC形成类似薄膜的网状结构和对水泥的包裹作用,会有效防止砂浆中水分的挥发,阻碍或减缓水泥的水化速度。





泌水性




砂浆与混凝土的泌水现象相类似,都会使骨料沉降严重,导致顶层浆体的水灰比增大,使顶层浆体在早期发生很大的塑性收缩,甚至开裂,而且浆体表层的强度比较薄弱。


当掺量在0.5%以上时,基本不再有泌水现象产生。这是由于当HPMC掺入砂浆中,HPMC具有成膜和网状结构,以及大分子长链上羟基的吸附作用,使砂浆中水泥与拌和水形成絮凝状,保证了砂浆体的稳定结构。再有砂浆中加入HPMC后,会形成许多独立微小的气泡。这些气泡会均匀分布在砂浆中,阻碍骨料的沉积。HPMC的这项技术性能对水泥基材料影响很大,常常用来配制如干粉砂浆、聚合物灰浆等新型水泥基复合材料,使其具有良好的保水、保塑性。




砂浆的需水量




在HPMC掺量很小情况下,其对砂浆的需水量有很大的影响。在保持新拌砂浆扩展度基本相同的情况下,HPMC掺量与砂浆需水量在一段时间段内成线性关系变化,砂浆的需水量先减小后明显增大。HPMC在掺量小于0.025%时,随掺量的增大,相同扩展度条件下,砂浆的需水量减小,这说明HPMC 掺量较小时对砂浆具有减水效果,HPMC具有的引气作用,使砂浆存在大量微小独立的气泡,这些气泡起着润滑作用,使砂浆流动性得以改善。当掺量大于0.025%时,砂浆需水量随掺量的增大而增大,这是由于HPMC的网状结构进一步完整,分子长链上的絮凝团间隙缩短,具有吸引和黏聚作用,降低了砂浆体的流动性。所以在扩展度基本相同的情况下,浆体表现出需水量增大。



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