تأثير هيدروكسي إيثيل ميثيل سلولوز على مونة الأسمنت

تمت دراسة تأثير عوامل مثل تغير لزوجة هيدروكسي إيثيل ميثيل سلولوز (HEMC) سواء تم تعديله أم لا، وتغير المحتوى على إجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية لمونة الأسمنت الطازج. بالنسبة لـ HEMC غير المعدل، كلما زادت اللزوجة، انخفض إجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية للملاط؛ تم إضعاف تأثير تغير اللزوجة لـ HEMC المعدل على الخواص الريولوجية للملاط ؛ بغض النظر عما إذا تم تعديله أم لا، كلما زادت لزوجة HEMC، انخفض تأثير التخلف لإجهاد الخضوع وتطور اللزوجة البلاستيكية للملاط أكثر وضوحًا. عندما يكون محتوى HEMC أكبر من 0.3%، فإن إجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية للملاط يزيد مع زيادة المحتوى؛ عندما يكون محتوى HEMC كبيرًا، فإن إجهاد الخضوع للملاط يتناقص بمرور الوقت، ويزداد نطاق اللزوجة البلاستيكية بمرور الوقت.

الكلمات المفتاحية: هيدروكسي إيثيل ميثيل سلولوز، الملاط الطازج، الخواص الريولوجية، إجهاد الخضوع، اللزوجة البلاستيكية

أنا. مقدمة

مع تطور تكنولوجيا بناء الملاط، تم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام للبناء الميكانيكي. يطرح النقل العمودي لمسافات طويلة متطلبات جديدة للملاط المضخوخ: يجب الحفاظ على سيولة جيدة طوال عملية الضخ. وهذا يحتاج إلى دراسة العوامل المؤثرة والظروف المقيدة لسيولة الملاط، والطريقة الشائعة هي مراقبة المعلمات الريولوجية للملاط.

تعتمد الخصائص الريولوجية للملاط بشكل أساسي على طبيعة وكمية المواد الخام. إيثر السليلوز هو خليط يستخدم على نطاق واسع في الملاط الصناعي، وله تأثير كبير على الخصائص الريولوجية للملاط، لذلك أجرى العلماء في الداخل والخارج بعض الأبحاث حوله. وخلاصة القول يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية: زيادة كمية إيثر السليلوز ستؤدي إلى زيادة في عزم الدوران الأولي للملاط، ولكن بعد فترة من التحريك ستنخفض بدلا من ذلك مقاومة تدفق المونة (1). ; عندما تكون السيولة الأولية هي نفسها في الأساس، سيتم فقدان سيولة الملاط أولاً. زادت بعد النقصان (2)؛ أظهرت قوة الخضوع واللزوجة البلاستيكية للملاط اتجاهًا للتناقص أولاً ثم الزيادة، وعزز إيثر السليلوز تدمير بنية الملاط وإطالة الوقت من التدمير إلى إعادة الإعمار (3)؛ الأثير والمسحوق السميك لهما لزوجة أعلى وثبات وما إلى ذلك (4). ومع ذلك، فإن الدراسات المذكورة أعلاه لا تزال تعاني من أوجه القصور:

معايير وإجراءات القياس لدى مختلف العلماء ليست موحدة، ولا يمكن مقارنة نتائج الاختبار بدقة؛ نطاق اختبار الأداة محدود، والمعلمات الريولوجية للملاط المقاس لها نطاق صغير من الاختلاف، وهو ليس ممثلاً على نطاق واسع؛ هناك نقص في الاختبارات المقارنة على إثيرات السليلوز ذات اللزوجة المختلفة؛ هناك العديد من العوامل المؤثرة، والتكرار ليس جيدًا. في السنوات الأخيرة، وفّر ظهور مقياس قياس الملاط Viskomat XL راحة كبيرة في التحديد الدقيق للخصائص الريولوجية للملاط. إنها تتميز بمزايا مستوى التحكم الأوتوماتيكي العالي، السعة الكبيرة، نطاق الاختبار الواسع، ونتائج الاختبار أكثر توافقًا مع الظروف الفعلية. في هذا البحث، واستنادًا إلى استخدام هذا النوع من الأدوات، تم تجميع نتائج أبحاث العلماء الحاليين، وتم صياغة برنامج اختبار لدراسة تأثير الأنواع المختلفة واللزوجة من هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز (HEMC) على ريولوجية الملاط في نطاق جرعة أكبر. تأثير الأداء.

2. النموذج الريولوجي لملاط الأسمنت الطازج

منذ أن تم إدخال علم الريولوجيا في علم الأسمنت والخرسانة، أظهر عدد كبير من الدراسات أن الخرسانة الطازجة والملاط يمكن اعتبارها مائع بينغهام، كما أوضح بانفيل جدوى استخدام نموذج بينغهام لوصف الخواص الريولوجية للملاط (5). في المعادلة الريولوجية τ=τ0+μγ لنموذج بينغهام، τ هو إجهاد القص، τ0 هو إجهاد الخضوع، μ هي اللزوجة البلاستيكية، و γ هو معدل القص. من بينها، τ0 و μ هما المعلمتان الأكثر أهمية: τ0 هو الحد الأدنى من إجهاد القص الذي يمكن أن يجعل ملاط ​​الأسمنت يتدفق، وفقط عندما تعمل τ> τ0 على الملاط، يمكن للملاط أن يتدفق؛ μ يعكس المقاومة اللزجة عندما يتدفق الملاط. كلما زاد حجم μ، كان تدفق الملاط أبطأ [3]. في الحالة التي يكون فيها كل من τ0 وμ غير معروفين، يجب قياس إجهاد القص على الأقل بمعدلين مختلفين للقص قبل أن يتم حسابه (6).

في مقياس ترطيب الملاط المحدد، يمكن أيضًا استخدام منحنى NT الذي تم الحصول عليه عن طريق ضبط معدل دوران الشفرة N وقياس عزم الدوران T الناتج عن مقاومة القص للملاط لحساب معادلة أخرى T=g+ تتوافق مع نموذج Bingham. ز وح من Nh. يتناسب g مع إجهاد الخضوع τ0، ويتناسب h مع اللزوجة البلاستيكية μ، و τ0 = (K/G)g، μ = ( l / G ) h ، حيث G هو ثابت متعلق بالأداة، ويمكن لـ K يتم تمريرها من خلال التدفق المعروف ويتم الحصول عليها عن طريق تصحيح السائل الذي تتغير خصائصه مع معدل القص[7]. من أجل التيسير، تناقش هذه الورقة مباشرة g وh، وتستخدم القانون المتغير لـ g وh لتعكس القانون المتغير لإجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية للملاط.

3. الاختبار

3.1 المواد الخام

3.2 الرمال

رمل الكوارتز: الرمل الخشن 20-40 شبكة، والرمل المتوسط ​​40-70 شبكة، والرمل الناعم 70-100 شبكة، ويتم خلط الثلاثة بنسبة 2:2:1.

3.3 إيثر السليلوز

هيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز HEMC20 (اللزوجة 20000 مللي باسكال s) ، HEMC25 (اللزوجة 25000 مللي باسكال s) ، HEMC40 (اللزوجة 40000 مللي باسكال s) ، و HEMC45 (اللزوجة 45000 مللي باسكال s) ، منها HEMC25 و HEMC45 عبارة عن إيثر السليلوز المعدل.

3.4 خلط الماء

ماء الصنبور.

3.5 خطة الاختبار

نسبة الرمل الجيري هي 1:2.5، واستهلاك المياه ثابت عند 60% من استهلاك الأسمنت، ومحتوى HEMC هو 0-1.2% من استهلاك الأسمنت.

قم أولاً بخلط الأسمنت الموزون بدقة، وHEMC ورمل الكوارتز بالتساوي، ثم قم بإضافة ماء الخلط وفقًا لـ GB/T17671-1999 وحركه، ثم استخدم مقياس قياس الملاط Viskomat XL للاختبار. إجراء الاختبار هو: زيادة السرعة بسرعة من 0 إلى 80 دورة في الدقيقة عند 0 ~ 5 دقائق، 60 دورة في الدقيقة عند 5 ~ 7 دقائق، 40 دورة في الدقيقة عند 7 ~ 9 دقائق، 20 دورة في الدقيقة عند 9 ~ 11 دقيقة، 10 دورة في الدقيقة عند 11 ~ 13 دقيقة، و 5 دورة في الدقيقة عند 13 ~ 15 دقيقة، 15 ~ 30 دقيقة، السرعة هي 0 دورة في الدقيقة، ثم قم بالدورة مرة واحدة كل 30 دقيقة وفقًا للإجراء المذكور أعلاه، ويبلغ إجمالي وقت الاختبار 120 دقيقة.

4. النتائج والمناقشة

4.1 تأثير تغير لزوجة HEMC على الخواص الريولوجية لملاط الأسمنت

(كمية HEMC هي 0.5% من كتلة الأسمنت)، مما يعكس قانون التباين لإجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية للملاط. يمكن ملاحظة أنه على الرغم من أن لزوجة HEMC40 أعلى من لزوجة HEMC20، إلا أن إجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية للملاط الممزوج بـ HEMC40 أقل من تلك الخاصة بالملاط الممزوج بـ HEMC20؛ على الرغم من أن لزوجة HEMC45 أعلى بنسبة 80% من لزوجة HEMC25، إلا أن إجهاد الخضوع للملاط أقل قليلاً، واللزوجة البلاستيكية بين بعد 90 دقيقة كانت هناك زيادة. وذلك لأنه كلما زادت لزوجة أثير السليولوز، كان معدل الذوبان أبطأ، وكلما استغرق الملاط المحضر به وقتًا أطول للوصول إلى اللزوجة النهائية [8]. بالإضافة إلى ذلك، في نفس اللحظة من الاختبار، كانت الكثافة الظاهرية للملاط الممزوج بـ HEMC40 أقل من كثافة الملاط الممزوج بـ HEMC20، وكانت كثافة الملاط الممزوج بـ HEMC45 أقل من كثافة الملاط الممزوج بـ HEMC25، مما يشير إلى أن HEMC40 وHEMC45 أدخلا المزيد من فقاعات الهواء، وأن فقاعات الهواء الموجودة في الملاط لها تأثير "الكرة"، مما يقلل أيضًا من مقاومة تدفق الملاط.

بعد إضافة HEMC40، كان إجهاد الخضوع للملاط في حالة توازن بعد 60 دقيقة، وزادت لزوجة البلاستيك؛ بعد إضافة HEMC20، وصل إجهاد الخضوع للملاط إلى التوازن بعد 30 دقيقة، وزادت لزوجة البلاستيك. لقد أظهر أن HEMC40 له تأثير مثبط أكبر على تطور إجهاد إنتاج الملاط واللزوجة البلاستيكية مقارنة بـ HEMC20، ويستغرق وقتًا أطول للوصول إلى اللزوجة النهائية.

انخفض إجهاد الخضوع للملاط الممزوج بـ HEMC45 من 0 إلى 120 دقيقة، وزادت اللزوجة البلاستيكية بعد 90 دقيقة؛ بينما زاد إجهاد الخضوع للمونة الممزوجة بـ HEMC25 بعد 90 دقيقة، وزادت لزوجة البلاستيك بعد 60 دقيقة. لقد أظهر أن HEMC45 له تأثير مثبط أكبر على تطور إجهاد إنتاج الملاط واللزوجة البلاستيكية مقارنة بـ HEMC25، كما أن الوقت اللازم للوصول إلى اللزوجة النهائية أطول أيضًا.

4.2 تأثير محتوى HEMC على إجهاد الخضوع لمونة الأسمنت

أثناء الاختبار، العوامل التي تؤثر على إجهاد إنتاج الملاط هي: انفصال الملاط ونزيفه، تلف الهيكل عن طريق التحريك، تكوين منتجات الترطيب، تقليل الرطوبة الحرة في الملاط، والتأثير المثبط لإثير السليلوز. بالنسبة للتأثير المثبط لإثير السليلوز، فإن الرأي الأكثر قبولًا هو تفسيره من خلال امتزاز المواد المضافة.

يمكن ملاحظة أنه عند إضافة HEMC40 ومحتواه أقل من 0.3%، فإن إجهاد الخضوع للملاط يتناقص تدريجياً مع زيادة محتوى HEMC40؛ عندما يكون محتوى HEMC40 أكبر من 0.3%، فإن إجهاد ناتج الملاط يزداد تدريجيًا. بسبب نزيف وانفصال الملاط بدون إيثر السليلوز، لا يوجد ما يكفي من المعجون الأسمنتي بين الركام للتشحيم، مما يؤدي إلى زيادة في إجهاد النتاج وصعوبة التدفق. الإضافة الصحيحة لإيثر السليلوز يمكن أن تحسن بشكل فعال ظاهرة تصفيح الملاط، فقاعات الهواء المدخلة تعادل "كرات" صغيرة، والتي يمكن أن تقلل من إجهاد الخضوع للملاط وتجعل من السهل التدفق. مع زيادة محتوى إيثر السليلوز، يزداد أيضًا محتوى الرطوبة الثابت تدريجيًا. عندما يتجاوز محتوى إيثر السليلوز قيمة معينة، يبدأ تأثير تقليل الرطوبة الحرة في لعب دور رائد، ويزداد إجهاد إنتاج الملاط تدريجيًا.

عندما تكون كمية HEMC40 أقل من 0.3%، فإن إجهاد الخضوع للملاط ينخفض ​​تدريجيًا خلال 0-120 دقيقة، وهو ما يرتبط بشكل أساسي بالتصفيح الخطير المتزايد للملاط، نظرًا لوجود مسافة معينة بين النصل وأسفل الملاط. الصك، والركام بعد التصفيح يغرق إلى الأسفل، تصبح المقاومة العلوية أصغر؛ عندما يكون محتوى HEMC40 0.3%، فإن الملاط لن يتفكك بصعوبة، ويكون امتصاص إيثر السليلوز محدودًا، ويكون الترطيب هو السائد، ويكون لإجهاد الخضوع زيادة معينة؛ محتوى HEMC40 هو عندما يكون محتوى إيثر السليلوز 0.5%-0.7%، يزداد امتصاص إيثر السليلوز تدريجيًا، وينخفض ​​معدل الترطيب، ويبدأ اتجاه تطوير إجهاد الخضوع للملاط في التغير؛ على السطح، يكون معدل التميؤ أقل ويقل إجهاد الخضوع للملاط مع مرور الوقت.

4.3 تأثير محتوى HEMC على اللزوجة البلاستيكية لملاط الأسمنت

يمكن ملاحظة أنه بعد إضافة HEMC40، تزداد اللزوجة البلاستيكية للملاط تدريجياً مع زيادة محتوى HEMC40. وذلك لأن إيثر السليلوز له تأثير سماكة، مما قد يزيد من لزوجة السائل، وكلما زادت الجرعة، زادت لزوجة الملاط. يرجع السبب في انخفاض اللزوجة البلاستيكية للملاط بعد إضافة 0.1% HEMC40 أيضًا إلى التأثير "الكرة" لإدخال فقاعات الهواء وتقليل النزيف وانفصال الملاط.

اللزوجة البلاستيكية للملاط العادي دون إضافة إيثر السليلوز تتناقص تدريجيًا مع مرور الوقت، وهو ما يرتبط أيضًا بالكثافة المنخفضة للجزء العلوي الناتج عن طبقات الملاط؛ عندما يكون محتوى HEMC40 0.1%-0.5%، يكون هيكل الملاط موحدًا نسبيًا، ويكون هيكل الملاط موحدًا نسبيًا بعد 30 دقيقة. اللزوجة البلاستيكية لا تتغير كثيرا. في هذا الوقت، يعكس بشكل أساسي تأثير لزوجة إيثر السليلوز نفسه؛ بعد أن يكون محتوى HEMC40 أكبر من 0.7%، تزداد اللزوجة البلاستيكية للملاط تدريجيًا مع مرور الوقت، لأن لزوجة الملاط ترتبط أيضًا بلزوجة إيثر السليلوز. وتزداد لزوجة محلول إيثر السليولوز تدريجياً خلال فترة زمنية بعد بدء الخلط. كلما زادت الجرعة، كلما زاد تأثيرها مع مرور الوقت.

خامسا الاستنتاج

ستؤثر عوامل مثل تغيير لزوجة HEMC، سواء تم تعديلها أم لا، وتغيير الجرعة بشكل كبير على الخواص الريولوجية للملاط، والتي يمكن أن تنعكس من خلال معلمتي إجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية.

بالنسبة لـ HEMC غير المعدل، كلما زادت اللزوجة، انخفض إجهاد الخضوع واللزوجة البلاستيكية للملاط خلال 0-120 دقيقة؛ تأثير تغيير اللزوجة لـ HEMC المعدل على الخواص الريولوجية للملاط أضعف من تأثير HEMC غير المعدل؛ بغض النظر عن التعديل سواء أكان دائمًا أم لا، كلما زادت لزوجة HEMC، زاد تأثير التأخير على تطور إجهاد إنتاج الملاط واللزوجة البلاستيكية.

عند إضافة HEMC40 بلزوجة تبلغ 40000 مللي باسكال ومحتواه أكبر من 0.3%، فإن إجهاد الخضوع للملاط يزداد تدريجيًا؛ عندما يتجاوز المحتوى 0.9%، يبدأ إجهاد الخضوع للملاط في إظهار اتجاه للتناقص التدريجي مع مرور الوقت؛ تزداد اللزوجة البلاستيكية مع زيادة محتوى HEMC40. عندما يكون المحتوى أكبر من 0.7%، تبدأ اللزوجة البلاستيكية للملاط في إظهار اتجاه للزيادة تدريجياً مع مرور الوقت.