تأثير الأثير السليلوز على احتباس الماء

تم استخدام طريقة المحاكاة البيئية لدراسة تأثير اثيرات السليلوز بدرجات مختلفة من الاستبدال والاستبدال المولي على احتباس الماء للمونة تحت الظروف الحارة. أظهر تحليل نتائج الاختبار باستخدام الأدوات الإحصائية أن هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز إيثر بدرجة إحلال منخفضة ودرجة إحلال مولي عالية يظهر أفضل احتباس للماء في الملاط.

الكلمات الرئيسية: إيثر السليلوز: احتباس الماء؛ هاون؛ طريقة المحاكاة البيئية؛ الظروف الحارة

نظرًا لمزاياها في مراقبة الجودة، وسهولة الاستخدام والنقل، وحماية البيئة، فإن الملاط الجاف المخلوط يستخدم حاليًا على نطاق واسع في تشييد المباني. يتم استخدام الملاط الجاف بعد إضافة الماء والخلط في موقع البناء. للماء وظيفتان رئيسيتان: إحداهما هي ضمان الأداء الإنشائي للملاط، والأخرى هي ضمان ترطيب المادة الأسمنتية حتى تتمكن الملاط من تحقيق الخواص الفيزيائية والميكانيكية المطلوبة بعد التصلب. من الانتهاء من إضافة الماء إلى المونة إلى الانتهاء من البناء للحصول على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية الكافية، سوف تهاجر المياه الحرة في اتجاهين إلى جانب ترطيب الأسمنت: امتصاص الطبقة الأساسية وتبخر السطح. في الظروف الحارة أو في ضوء الشمس المباشر، تتبخر الرطوبة بسرعة من السطح. في الظروف الحارة أو تحت أشعة الشمس المباشرة، من الضروري أن يحتفظ الملاط بالرطوبة بسرعة من السطح ويقلل من فقدان الماء الحر. إن مفتاح تقييم احتباس الماء في الملاط هو تحديد طريقة الاختبار المناسبة. لي وي وآخرون. درست طريقة اختبار احتباس الماء في الملاط ووجدت أنه بالمقارنة مع طريقة الترشيح الفراغي وطريقة ورق الترشيح، يمكن لطريقة المحاكاة البيئية أن تميز بشكل فعال احتباس الماء في الملاط عند درجات حرارة محيطة مختلفة.

يعد إيثر السليلوز العامل الأكثر استخدامًا في الاحتفاظ بالمياه في منتجات الملاط الجاف. إيثرات السليلوز الأكثر استخدامًا في الملاط الجاف المخلوط هي إيثر هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز (HEMC) وإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC). المجموعات البديلة المقابلة هي هيدروكسي إيثيل، ميثيل وهيدروكسي بروبيل، ميثيل. تشير درجة الاستبدال (DS) لإيثر السليلوز إلى الدرجة التي يتم بها استبدال مجموعة الهيدروكسيل الموجودة على كل وحدة أنهيدروجلوكوز، وتشير درجة الاستبدال المولي (MS) إلى أنه إذا كانت المجموعة البديلة تحتوي على مجموعة الهيدروكسيل، فإن تفاعل الاستبدال يستمر إجراء تفاعل الأثير من مجموعة الهيدروكسيل الحرة الجديدة. درجة. يعد التركيب الكيميائي ودرجة استبدال إيثر السليلوز من العوامل المهمة التي تؤثر على نقل الرطوبة في الملاط والبنية المجهرية للملاط. ستؤدي زيادة الوزن الجزيئي لإثير السليلوز إلى زيادة احتباس الماء في الملاط، وستؤثر درجة الاستبدال المختلفة أيضًا على احتباس الماء في الملاط.

تشمل العوامل الرئيسية لبيئة البناء بالملاط الجاف درجة الحرارة المحيطة والرطوبة النسبية وسرعة الرياح وهطول الأمطار. فيما يتعلق بالمناخ الحار، تعرفه لجنة ACI (المعهد الأمريكي للخرسانة) 305 على أنه أي مجموعة من العوامل مثل ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي، وانخفاض الرطوبة النسبية، وسرعة الرياح، مما يضعف جودة أو أداء الخرسانة الطازجة أو المتصلبة في هذا النوع من الطقس. غالبًا ما يكون الصيف في بلدي هو موسم الذروة لبناء مشاريع البناء المختلفة. البناء في مناخ حار مع ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة المنخفضة، خاصة جزء الملاط الموجود خلف الجدار قد يتعرض لأشعة الشمس، مما سيؤثر على الخلط الطازج والتصلب للملاط الجاف. تأثيرات كبيرة على الأداء مثل انخفاض قابلية التشغيل والجفاف وفقدان القوة. إن كيفية ضمان جودة الملاط الجاف في البناء في المناخ الحار قد جذبت انتباه وأبحاث فنيي صناعة الملاط وموظفي البناء.

في هذا البحث، تم استخدام طريقة المحاكاة البيئية لتقييم احتباس الماء للمونة المخلوطة مع هيدروكسي إيثيل ميثيل سليلوز إيثر وهيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز إيثر بدرجات مختلفة من الاستبدال والإحلال المولي عند درجة حرارة 45.درجه مئويةويستخدم البرنامج الإحصائي JMP8.02 لتحليل بيانات الاختبار لدراسة تأثير إثيرات السليلوز المختلفة على احتباس الماء في الملاط تحت الظروف الحارة.

1. المواد الخام وطرق الاختبار

1.1 المواد الخام

محارة P. 042.5 أسمنت، رمل كوارتز 50-100 شبكة، إيثر هيدروكسي إيثيل ميثيل سليلوز (HEMC) وإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز (HPMC) بلزوجة 40000 مللي باسكال·ق. ومن أجل تجنب تأثير المكونات الأخرى، يعتمد الاختبار صيغة ملاط ​​مبسطة، تشمل 30% أسمنت، 0.2% إيثر السليلوز، و69.8% رمل الكوارتز، وتكون كمية الماء المضافة 19% من تركيبة الملاط الإجمالية. كلاهما نسب الكتلة.

1.2 طريقة المحاكاة البيئية

يستخدم جهاز الاختبار الخاص بطريقة المحاكاة البيئية مصابيح اليود والتنغستن، والمراوح، والغرف البيئية لمحاكاة درجة الحرارة الخارجية، والرطوبة، وسرعة الرياح، وما إلى ذلك، لاختبار الفرق في جودة الملاط المخلوط حديثًا في ظل ظروف مختلفة، ولقياس الفرق في جودة الملاط المخلوط حديثًا في ظل ظروف مختلفة. اختبار احتباس الماء في الهاون. في هذه التجربة تم تحسين طريقة الاختبار في الأدبيات، وتم توصيل الكمبيوتر بالميزان للتسجيل والاختبار التلقائي، وبالتالي تقليل الخطأ التجريبي.

تم إجراء الاختبار في مختبر قياسي [درجة الحرارة (23±2)°ج-الرطوبة النسبية (50±3)٪] باستخدام طبقة أساسية غير ماصة (طبق بلاستيكي بقطر داخلي 88 مم) عند درجة حرارة تشعيع 45°ج. طريقة الاختبار هي كما يلي:

(1) مع إيقاف تشغيل المروحة، قم بتشغيل مصباح اليود-التنغستن، ثم ضع الطبق البلاستيكي في وضع ثابت عموديًا أسفل مصباح اليود-التنغستن لتسخينه لمدة ساعة واحدة؛

(2) قم بوزن الطبق البلاستيكي، ثم ضع الملاط المقلب في الطبق البلاستيكي، وقم بتنعيمه حسب السماكة المطلوبة، ثم قم بوزنه؛

(3) أعد الطبق البلاستيكي إلى موضعه الأصلي، وسيتحكم البرنامج في الميزان ليزن تلقائيًا مرة واحدة كل 5 دقائق، وينتهي الاختبار بعد ساعة واحدة.

2. النتائج والمناقشة

نتائج حساب معدل احتباس الماء R0 للمونة الممزوجة بإثيرات السليلوز المختلفة بعد التشعيع عند درجة 45°ج لمدة 30 دقيقة.

تم تحليل بيانات الاختبار المذكورة أعلاه باستخدام المنتج JMP8.02 التابع لمجموعة البرامج الإحصائية SAS Company، من أجل الحصول على نتائج تحليل موثوقة. عملية التحليل هي على النحو التالي.

2.1 تحليل الانحدار والتركيب

تم تنفيذ تركيب النموذج بواسطة المربعات الصغرى القياسية. توضح المقارنة بين القيمة المقاسة والقيمة المتوقعة تقييم ملاءمة النموذج، ويتم عرضه بالكامل بيانياً. يمثل المنحنيان المتقطعان "فاصل الثقة 95%"، ويمثل الخط الأفقي المتقطع متوسط ​​قيمة جميع البيانات. يشير المنحنى المتقطع وتقاطع الخطوط الأفقية المتقطعة إلى أن المرحلة الزائفة للنموذج نموذجية.

قيم محددة للملخص المناسب وANOVA. في الملخص المناسب، R² وصلت إلى 97%، وكانت قيمة P في تحليل التباين أقل بكثير من 0.05. يُظهر الجمع بين الشرطين أيضًا أن ملاءمة النموذج مهمة.

2.2 تحليل العوامل المؤثرة

في نطاق هذه التجربة، في حالة التشعيع لمدة 30 دقيقة، تكون عوامل التأثير المناسبة كما يلي: من حيث العوامل الفردية، تكون قيم p التي تم الحصول عليها بواسطة نوع إيثر السليلوز ودرجة الاستبدال المولي أقل من 0.05 مما يدل على أن الثاني والأخير له تأثير كبير على احتباس الماء للمونة. وفيما يتعلق بالتفاعل، من النتائج التجريبية لنتائج تحليل التركيب تأثير نوع أثير السليلوز ودرجة الإحلال (Ds) ودرجة الإحلال المولي (MS) على احتباس الماء للمونة، نوع اثير السليولوز ودرجة الاستبدال، إن التفاعل بين درجة الاستبدال ودرجة الاستبدال المولية له تأثير كبير على احتباس الماء للمونة، لأن القيم الاحتمالية لكليهما أقل من 0.05. يشير تفاعل العوامل إلى أن التفاعل بين العاملين يتم وصفه بشكل أكثر حدسية. يشير الصليب إلى أن هناك ارتباطًا قويًا بين الاثنين، والتوازي يشير إلى أن الارتباط بينهما ضعيف. في مخطط التفاعل العاملي، خذ المساحةα حيث يتفاعل النوع العمودي ودرجة الاستبدال الجانبي كمثال، يتقاطع الخطان، مما يدل على أن الارتباط بين النوع ودرجة الاستبدال قوي، وفي المنطقة ب حيث النوع العمودي ودرجة الاستبدال الجانبي المولي إذا تفاعلت، يميل المقطعان الخطيان إلى أن يكونا متوازيين، مما يشير إلى أن الارتباط بين النوع والاستبدال المولي ضعيف.

2.3 التنبؤ باحتباس الماء

استنادًا إلى نموذج التركيب، وفقًا للتأثير الشامل لإثيرات السليلوز المختلفة على احتباس الماء في الملاط، يتم توقع احتباس الماء في الملاط بواسطة برنامج JMP، وتم العثور على مجموعة المعلمات للحصول على أفضل احتباس للماء في الملاط. يُظهر التنبؤ باحتباس الماء مزيجًا من أفضل احتباس لمياه الملاط واتجاه تطوره، أي أن HEMC أفضل من HPMC في مقارنة النوع، والإحلال المتوسط ​​والمنخفض أفضل من الإحلال العالي، والإحلال المتوسط ​​والعالي أفضل من الإحلال المنخفض. في الاستبدال المولي، ولكن لا يوجد فرق كبير بين الاثنين في هذا الجمع. باختصار، أظهرت إثيرات هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز ذات درجة الإحلال المنخفضة ودرجة الإحلال المولي العالية أفضل احتباس للماء في الملاط عند درجة حرارة 45.درجه مئوية. وبموجب هذا المزيج، فإن القيمة المتوقعة لاحتباس الماء التي قدمها النظام هي 0.611736±0.014244.

3. الاستنتاج

(1) كعامل واحد مهم، فإن نوع إيثر السليلوز له تأثير كبير على احتباس الماء في الملاط، ويكون إيثر هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز (HEMC) أفضل من إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC). ويبين أن الاختلاف في نوع الاستبدال سيؤدي إلى الاختلاف في احتباس الماء. وفي الوقت نفسه، يتفاعل نوع إيثر السليلوز أيضًا مع درجة الاستبدال.

(2) كعامل مؤثر منفرد مهم، تنخفض درجة الاستبدال المولي لإثير السليلوز، ويميل احتباس الماء في الملاط إلى الانخفاض. يوضح هذا أنه بينما تستمر السلسلة الجانبية لمجموعة بدائل إيثر السليلوز في الخضوع لتفاعل الأثير مع مجموعة الهيدروكسيل الحرة، فإنها ستؤدي أيضًا إلى اختلافات في احتباس الماء في الملاط.

(3) تفاعلت درجة استبدال إثيرات السليلوز مع نوع الاستبدال ودرجة الاستبدال المولية. بين درجة الاستبدال والنوع، في حالة انخفاض درجة الاستبدال، يكون احتباس الماء في HEMC أفضل من HPMC؛ وفي حالة وجود درجة عالية من الاستبدال، فإن الفرق بين HEMC وHPMC ليس كبيرًا. بالنسبة للتفاعل بين درجة الاستبدال والاستبدال المولي، في حالة انخفاض درجة الاستبدال، فإن الاحتفاظ بالمياه بدرجة منخفضة من الاستبدال المولي أفضل من درجة الاستبدال المولية العالية؛ الفرق ليس كبيرا.

(4) المونة الممزوجة مع هيدروكسي إيثيل ميثيل سليلوز إيثر بدرجة إحلال منخفضة ودرجة إحلال مولاري عالية أظهرت أفضل احتباس للماء تحت الظروف الحارة. ومع ذلك، كيفية تفسير تأثير نوع أثير السليلوز ودرجة الاستبدال ودرجة الاستبدال المولي على احتباس الماء في الملاط، فإن القضية الآلية في هذا الجانب لا تزال بحاجة إلى مزيد من الدراسة.