влияние эфиров целлюлозы на свойства растворных смесей и

ВЛИЯНИЕ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА СВОЙСТВА РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ И РАСТВОРОВ
Т.Н. Черных, Б.Я. Трофимов, Л.Я. Крамар (ЮУрГУ, Челябинск, Россия)
http://stroymatexpert.ru/@D=16.html
В современном строительном производстве значительную часть отделочных работ производят с помощью сухих строительных смесей. В состав сухих строительных смесей входят вяжущие вещества, заполнители, наполнители и комплекс необходимых химических
добавок. Следует отметить, что практически ни одна качественная сухая смесь не обходится без добавки эфиров целлюлозы. Эту добавку вводят для улучшения удобообрабатываемости растворных смесей и снижения потерь при использовании, вследствие
повышения их водоудерживающей способности и липкости к основанию.
Существует несколько мнений о влиянии целлюлозы на свойства растворов и процессы гидратации цемента. Некоторые исследователи полагают, что при введении в смесь этой добавки гидратация цемента происходит полнее за счет того, что в растворе дольше
сохраняется вода, и, как следствие этого, раствор набирает большую прочность, как при сжатии, так и при изгибе /1/. По другим данным /2/ эфиры целлюлозы в малых количествах тормозят процессы гидратации, но при этом повышают трещиностойкость,
прочность растворов при изгибе и прочность сцепления растворов с основанием.
Т.е. единого мнения о влиянии этой добавки на свойства растворов и процессы гидратации цемента нет. Нет также и однозначных сведений о том, как следует рассчитывать добавку: на массу вяжущего или массу сухой строительной смеси.
Цель исследования – изучение влияния добавки эфиров целлюлозы на процессы гидратации и набор прочностных характеристик цементных растворов. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить влияние добавки на водоудерживающую способность растворных смесей.
2. Выяснить в каком количестве и как необходимо рассчитывать данную добавку: на массу цемента или на массу всей сухой строительной смеси.
3. Исследовать влияние добавки на интенсивность набора прочности раствора и полноту процессов гидратации.
Для проведения работ применяли портландцемент Коркинского цементного завода ПЦ 400 Д 20, песок Кичигинского месторождения с Мк=1,2 и добавку метилгидрооксипропилцеллюлозы (МГПЦ) Mecellose FMC 22501. Подготовку образцов, определение
водоудерживающей способности растворных смесей и прочности растворов при сжатии проводили по ГОСТ 5802. В ходе работы использовали дериватографический и рентгенографический методы анализа полученных материалов.
Для решения первой задачи определяли водоудерживающую способность растворных смесей с различным количеством добавки Mecellose FMC 22501 (0…0,1% от массы всей сухой строительной смеси). Полученные зависимости позволяют отметить, что
водоудерживающая способность растет прямо пропорционально количеству вводимой добавки эфиров целлюлозы, а введением МГПЦ в пределах 0,1% от массы всей сухой строительной смеси водоудерживающую способность растворных смесей можно повысить с
95 до 99 %. Однако большинству смесей для получения хорошей удобообрабатываемости, при которой они не расслаиваются и легко наносятся, достаточно иметь водоудерживающую способность около 97%. Следовательно, необходимое количество добавки МГПЦ
составляет 0,04…0,06 % от массы всей сухой строительной смеси.
Анализ изменения водоудерживающей способности растворных смесей в зависимости от расхода цемента и количества добавки МГПЦ показывает, что если рассчитывать МГПЦ на массу цемента, то с увеличением количества вяжущего в растворной смеси
повышается водоудерживающая способность, а при расчете МГПЦ на массу всей всей сухой строительной смеси на водоудерживающую способность оказывает влияние только изменение дозировки добавки, а зависимость от цементно-песчаного отношения не
прослеживается.
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что добавка распределяется по всему объему растворной смеси, связывая воедино цемент и песок, что способствует образованию удобонаносимой вязкой массы. Следовательно, количество добавки эфиров
целлюлозы необходимо рассчитывать на всю массу всей сухой строительной смеси.
Для выявления влияния эфиров целлюлозы на прочность растворов при сжатии изготовленные образцы испытывали в 1, 3, 7 и 28 суток твердения. Динамика набора прочности представлена на рис.3, откуда видно, что повышение количества добавки эфиров
целлюлозы ведет к существенному снижению прочности растворов и чем выше дозировка добавки, тем сильнее снижаются прочностные показатели.
Для выявления причины снижения прочности при сжатии проводили дериватографический анализ растворов, по результатам которого построены зависимости количества химически связанной воды в растворах от времени твердения и наличия МГПЦ.
Анализируя эти данные, можно сделать вывод, что существенной разницы между количеством химически связанной воды в растворах с добавкой 0,06 % от массы всей сухой строительной смеси и без добавки эфиров целлюлозы нет. Т.е. образцы в присутствии
МГПЦ гидратируют настолько же полно, что и образцы без эфиров целлюлозы. Рентгенофазовый анализ также показал, что в 7 и 14 суток твердения в растворах без добавки и с добавкой МГПЦ 0,06 % от массы всей сухой строительной смеси выделяется примерно
одинаковое количество гидрооксида кальция Ca(OH)2, что также свидетельствует о том, что эфиры целлюлозы не препятствуют гидратации цементного камня.
Существенное снижение прочности растворов при сжатии с добавкой эфиров целлюлозы по сравнению с бездобавочными при достаточно полной гидратации цемента в растворе можно объяснить тем, что эфиры целлюлозы, находясь в объеме материала,
распределяются по поверхности зерен заполнителя и тем самым снижают прочность сцепления песка с цементным камнем. Вследствие чего раствор при нагружении разрушается по ослабленной зоне контакта песка и цементного камня.
Выводы:
1. Подтверждено, что добавки эфиров целлюлозы улучшают удобообрабатываемость растворных смесей, повышают их водоудерживающую способность, снижают потери при использовании растворных смесей, а также повышают липкость растворных смесей к
основанию.
2. Выявлено, что рассчитывать добавку МГПЦ необходимо на всю массу всей сухой строительной смеси.
3. При введении эфиров целлюлозы в растворные смеси происходит распределение добавки по всем составляющим, а в затвердевшем растворе добавка эфиров целлюлозы распределяется в зоне контакта заполнителя с цементным камнем, ухудшая сцепление, что
приводит к снижению прочности растворов при сжатии при достаточно полной гидратации цемента.
Литература
1. Мешков П. И., Мокин В. А. Способы оптимизации составов сухих строительных смесей / Строительные материалы, 2000. - №5. – С.12…14.
2. Естемесов З. А., Васильченко Н. А. Влияние Тилозы на процессы гидратации цемента / Строительные материалы, 2000. - №7. – С.10-11.