الخواص الميكانيكية لإيثر السليلوز المعدل لمونة الأسمنت

تم تحضير مونة أسمنتية معدلة بنسبة الماء إلى الأسمنت 0.45، ونسبة الرمل الجيري 1:2.5، وإيثر السليلوز بلزوجة مختلفة 0%، 0.2%، 0.4%، 0.6%، 0.8%، و1.0%. . من خلال قياس الخواص الميكانيكية لمونة الاسمنت ومراقبة الشكل المجهري، تمت دراسة تأثير HEMC على قوة الضغط وقوة الانحناء وقوة الارتباط لمونة الاسمنت المعدلة. أظهرت نتائج البحث أنه: مع زيادة محتوى HEMC، تتناقص قوة الضغط للمونة المعدلة في مختلف الأعمار بشكل مستمر، ويتناقص نطاق الانخفاض ويميل إلى أن يكون لطيفًا؛ عند إضافة نفس محتوى إيثر السليولوز فإن قوة الضغط للمونة المعدلة بإيثر السليولوز ذات لزوجات مختلفة هي: HEMC20 هيمك10>هيمك5.

الكلمات الرئيسية:الأثير السليلوز. ملاط الاسمنت قوة الضغط قوة الانثناء قوة السندات

1 مقدمة

وفي هذه المرحلة يتجاوز الطلب السنوي على الملاط في العالم 200 مليون طن، وما زال الطلب الصناعي في ارتفاع. في الوقت الحاضر، تحتوي الملاط الأسمنتي التقليدي على عيوب مثل النزيف، والتصفيح، والانكماش الكبير للتجفيف، وضعف النفاذية، وانخفاض قوة رابطة الشد، والترطيب غير الكامل بسبب فقدان الماء، والتي يصعب حلها، ولا تسبب عيوبًا في البناء فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى عيوب في البناء. حدوث ظواهر تصلب مثل تكسير الملاط، والسحق، والتساقط، والتجويف.

باعتباره أحد الخلطات الأكثر استخدامًا للملاط التجاري، فإن إيثر السليلوز له وظائف احتباس الماء والسماكة والتأخر، ويمكن استخدامه لتحسين الخصائص الفيزيائية لملاط الأسمنت مثل قابلية التشغيل، واحتباس الماء، وأداء الترابط، ووقت التثبيت. ، مثل زيادة الأسمنت بشكل ملحوظ. سيتم تقليل قوة رابطة الشد للملاط، ولكن سيتم تقليل قوة الضغط وقوة الانثناء ومعامل المرونة لملاط الأسمنت. قام تشانغ ييشون وآخرون بدراسة تأثير إيثر ميثيل السليلوز وإيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز على خواص الملاط. أظهرت النتائج أن كلا من إيثر السليلوز يمكن أن يحسن احتباس الماء للمونة، كما أن قوة الانثناء وقوة الضغط تتناقص بدرجات مختلفة، في حين أن نسبة الطي وقوة الترابط للمونة تزداد بدرجات مختلفة، كما أن أداء الانكماش للمونة يمكن أن يزيد. يمكن تحسينها. استخدم AJenni وR.Zurbriggen وما إلى ذلك تقنيات الاختبار والتحليل الحديثة لدراسة تفاعل المواد المختلفة في نظام الملاط اللاصق ذو الطبقة الرقيقة المعدل بإيثر السليلوز، ولاحظوا ظهور إيثر السليلوز وCa(OH) بالقرب من سطح الملاط . 2، يشير إلى هجرة إثيرات السليلوز في المواد ذات الأساس الأسمنتي.

في هذا البحث، باستخدام طرق اختبار الملاط مثل مقاومة الضغط، ومقاومة الانحناء، والترابط، والمظهر المجهري SEM، تمت دراسة تأثير ملاط ​​الأسمنت السليولوز الأثير على الخواص الميكانيكية مثل قوة الضغط، ومقاومة الانحناء، وقوة الرابطة في أعمار مختلفة. ويتم شرحه. آلية عملها.

2. المواد الخام وطرق الاختبار

2.1 المواد الخام

2.1.1 الأسمنت

أسمنت اللورات العادي الذي تنتجه شركة Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd.، موديل P 042.5 (GB175-2007)، تبلغ كثافته 3.25 جم/سم3.³ ومساحة سطحية محددة 4200 سم²/ز.

2.1.2 إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز

الهيدروكسي إيثيل ميثيل السليلوز الأثيرتنتجها مجموعة Hercules بالولايات المتحدة ذات لزوجة تبلغ 50000 ميجا باسكال / ثانية، و100000 ميجا باسكال / ثانية، و200000 ميجا باسكال / ثانية في محلول 2٪ عند 25°C، والاختصارات التالية هي HEMC5، وHEMC10، وHEMC20.

2.2 طريقة الاختبار

أ. قوة الضغط للملاط المعدل

تم اختبار قوة الضغط لعينات الجسم الأخضر باستخدام آلة قوة الضغط TYE-300 من شركة Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. ويبلغ معدل التحميل 0.5 كيلو نيوتن/ثانية. يتم إجراء اختبار قوة الضغط وفقًا لـ GB/T17671-1999 "طريقة اختبار قوة ملاط ​​الأسمنت (طريقة ISO)".

بحكم التعريف، فإن صيغة حساب قوة الضغط للجسم الأخضر هي:

الصليب الأحمر = F/S

حيث اتفاقية روتردام—قوة الضغط، MPa؛

F—حمل الفشل الذي يعمل على العينة، كيلو نيوتن؛

S—منطقة الضغط، م².

بحكم التعريف، فإن صيغة حساب قوة الانثناء للجسم الأخضر هي:

الترددات اللاسلكية = (3P× ل)/(2ب× h²) =0.234×P

في الصيغة، رف—قوة الانثناء، MPa؛

P—حمل الفشل الذي يعمل على العينة، كيلو نيوتن؛

L—المسافة بين مراكز الأسطوانات الداعمة أي 10 سم ؛

ب، ح—عرض وارتفاع المقطع العرضي لجسم الاختبار، وكلاهما 4 سم.

ب. قوة رابطة الشد لمونة الأسمنت المعدلة

استخدم كاشف قوة لصق الطوب اللاصق ZQS6-2000 لقياس قوة اللصق، وسرعة الشد هي 2 مم/دقيقة. تم إجراء اختبار قوة الترابط وفقًا للمواصفة JC/T985-2005 "ملاط التسوية الذاتية الأسمنتي للأرض".

بحكم التعريف، فإن صيغة حساب قوة الرابطة للجسم الأخضر هي:

ف = و/س

في الصيغة، P—قوة رابطة الشد، MPa؛

F—الحد الأقصى لحمل الفشل، N؛

S—منطقة الترابط، مم².

3. النتائج والمناقشة

3.1 قوة الضغط

من قوة الضغط لنوعين من الملاط المعدل بإيثر السليلوز مع لزوجة مختلفة في أعمار مختلفة، يمكن ملاحظة أنه مع زيادة محتوى HEMC، انخفضت قوة الضغط للملاط المعدل بإيثر السليلوز في أعمار مختلفة (3d، 7d، 28d) بشكل كبير. انخفضت بشكل ملحوظ واستقرت تدريجيًا: عندما كان محتوى HEMC أقل من 0.4%، انخفضت قوة الضغط بشكل ملحوظ مقارنة بالعينة الفارغة؛ عندما كان محتوى HEMC 0.4٪ ~ 1.0٪، تباطأ اتجاه انخفاض قوة الضغط. عندما يكون محتوى إيثر السليلوز أكبر من 0.8%، تكون قوة الضغط للعمر 7d و28d أقل من العينة الفارغة عند العمر 3d، في حين أن قوة الضغط للمونة المعدلة 3d تكون صفر تقريبًا، وتكون العينة مضغوط بخفة: يتم سحقه على الفور، ويكون من الداخل مسحوقيًا، وكثافته منخفضة جدًا.

يختلف أيضًا تأثير نفس HEMC على قوة الضغط للملاط المعدل في أعمار مختلفة، مما يدل على أن قوة الضغط البالغة 28d تتناقص مع زيادة محتوى HEMC أكثر من 7d و3d. وهذا يدل على أن التأثير المثبط لـ HEMC كان موجودًا دائمًا مع زيادة العمر، ولم يتأثر التأثير المثبط لـ HEMC بانخفاض الماء في النظام أو تقدم تفاعل الماء، مما أدى إلى نمو قوة الضغط من الملاط المعدل أصغر بكثير من ذلك بدون عينات الملاط الممزوجة بـ HEMC.

من منحنى التغير في قوة الضغط للملاط المعدل بإيثر السليلوز في أعمار مختلفة، يمكن ملاحظة أنه عند إضافة نفس الكمية من إيثر السليلوز، فإن قوة الضغط للملاط المعدل بإيثر السليلوز مع لزوجات مختلفة هي: HEMC20 هيمك10>هيمك5. وذلك لأن HEMC بدرجة عالية من البلمرة له تأثير أكبر على تقليل قوة الضغط للملاط مقارنة بـ HEMC بدرجة منخفضة من البلمرة، ولكن قوة الضغط للملاط المعدل الممزوج بـ HEMC أقل بكثير من تلك الخاصة بالملاط المعدل. ملاط فارغ بدون HEMC.

تؤدي العوامل الثلاثة التالية إلى انخفاض قوة الضغط للملاط المعدل: من ناحية، لأن هيكل شبكة الجزيئات الكبيرة HEMC القابلة للذوبان في الماء يغطي جزيئات الأسمنت، وهلام CSH، وأكسيد الكالسيوم، وهيدرات ألومينات الكالسيوم وغيرها من الجسيمات والمواد غير المائية. على السطح، خاصة في المرحلة المبكرة من ترطيب الأسمنت، يؤدي الامتزاز بين هيدرات ألومينات الكالسيوم وHEMC إلى إبطاء تفاعل ترطيب ألومينات الكالسيوم، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في قوة الضغط. إن التأثير المثبط للملاط الدائم واضح، مما يدل على أنه عندما يصل محتوى HEMC20 إلى 0.8٪ ~ 1٪، فإن القوة ثلاثية الأبعاد لعينة الملاط المعدلة تكون صفرًا؛ من ناحية أخرى، فإن محلول HEMC المائي يتمتع بلزوجة أعلى، ويمكن أثناء عملية خلط الملاط أن يخلط مع الهواء لتكوين عدد كبير من فقاعات الهواء، مما يؤدي إلى وجود عدد كبير من الفراغات في الملاط المتصلب. ، وتتناقص قوة الضغط للعينة بشكل مستمر مع زيادة محتوى HEMC وزيادة درجة البلمرة؛ نظام الملاط يزيد فقط من مرونة الملاط ولا يمكنه لعب دور الدعم الصلب، وبالتالي تقل قوة الضغط.

3.2 قوة الانثناء

من قوة الانثناء لملاطتين مختلفتين معدلتين بإيثر السليلوز في أعمار مختلفة، يمكن ملاحظة أنه على غرار التغير في قوة الضغط للملاط المعدل، فإن قوة الانثناء للملاط المعدل بإيثر السليلوز تتناقص تدريجيًا مع زيادة محتوى HEMC .

من منحنى التغير في قوة الانثناء للملاط المعدل بإيثر السليلوز في أعمار مختلفة، يمكن ملاحظة أنه عندما يكون محتوى إيثر السليلوز هو نفسه، فإن قوة الانثناء لعينة الملاط المعدل HEMC20 تكون أقل قليلاً من تلك الخاصة بعينة الملاط المعدل HEMC10، بينما عندما يكون محتوى HEMC من 0.4% إلى 0.8%، فإن منحنيات تغيير قوة الانثناء 28d للاثنين تتزامن تقريبًا.

من منحنى التغير في قوة الانثناء للملاط المعدل بإثير السليولوز في أعمار مختلفة، يمكن أيضًا ملاحظة أن التغير في قوة الانثناء للملاط المعدل هو: HEMC5

3.3 قوة السندات

يمكن أن نرى من منحنيات التباين لقوة الرابطة للملاط المعدل بإثير السليلوز الثلاثة في أعمار مختلفة أن قوة الرابطة للملاط المعدل تزداد مع زيادة محتوى HEMC وتميل تدريجياً إلى أن تكون مستقرة. مع تمديد العمر، أظهرت قوة الرابطة للملاط المعدل أيضًا اتجاهًا متزايدًا.

يمكن أن نرى من منحنيات تغير قوة الرابطة لمدة 28 يومًا للملاط المعدل بإثير السليلوز الثلاثة أن قوة الرابطة للملاط المعدل تزداد مع زيادة محتوى HEMC، وتميل تدريجيًا إلى أن تكون مستقرة. وفي الوقت نفسه، مع زيادة درجة بلمرة إيثر السليلوز، فإن تغير قوة الرابطة للملاط المعدل هو: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

ويرجع ذلك إلى إدخال عدد كبير من المسام في الملاط المعدل الذي يحتوي على نسبة عالية من HEMC، مما يؤدي إلى زيادة مسامية الجسم المتصلب، وانخفاض كثافة الهيكل، وبطء نمو قوة الرابطة. ; وفي اختبار الشد حدث الكسر في المونة المعدلة من الداخل، ولا يوجد كسر عند سطح التلامس بين المونة المعدلة والركيزة مما يدل على أن قوة الارتباط بين المونة المعدلة والركيزة أكبر من قوة الرابطة المتصلبة ملاط معدل. ومع ذلك، عندما تكون كمية HEMC منخفضة (0% ~ 0.4%)، يمكن لجزيئات HEMC القابلة للذوبان في الماء أن تغطي وتلتف على جزيئات الأسمنت المائي، وتشكل طبقة بوليمر بين جزيئات الأسمنت، مما يزيد من مرونة ومرونة الملاط المعدل. اللدونة، وبسبب احتباس الماء الممتاز لـ HEMC، فإن الملاط المعدل يحتوي على ماء كافٍ لتفاعل الترطيب، مما يضمن تطوير قوة الأسمنت، وتزداد قوة الارتباط لملاط الأسمنت المعدل خطيًا.

3.4 جنوب شرق آسيا

من صور المقارنة SEM قبل وبعد الملاط المعدل بإيثر السليلوز، يمكن ملاحظة أن الفجوات بين الحبيبات البلورية في الملاط غير المعدل كبيرة نسبيًا، ويتم تشكيل كمية صغيرة من البلورات. في الملاط المعدل، تنمو البلورات بشكل كامل، ويحسن دمج إيثر السليلوز من أداء احتباس الماء في الملاط، ويتم ترطيب الأسمنت بالكامل، وتكون منتجات الترطيب واضحة.

وذلك لأن إيثر السليلوز تمت معالجته بعملية أثير خاصة، والتي تتميز بتشتت ممتاز واحتباس للماء. يتم إطلاق الماء تدريجياً على مدى فترة طويلة من الزمن، ولا تتسرب سوى كمية صغيرة من الماء من المسام الشعرية بسبب الجفاف والتبخر، ويتم ترطيب معظم الماء بالأسمنت لضمان قوة الملاط الأسمنتي المعدل.

4 الاستنتاج

أ. مع زيادة محتوى HEMC، تتناقص قوة الضغط للملاط المعدل في مختلف الأعمار بشكل مستمر، وينخفض ​​نطاق التخفيض ويميل إلى أن يكون مسطحًا؛ عندما يكون محتوى إيثر السليلوز أكبر من 0.8%، تكون قوة الضغط للعينة الفارغة ثلاثية الأبعاد أقل من قوة الضغط للعينة الفارغة، في حين أن قوة الضغط ثلاثية الأبعاد للملاط المعدل تكون صفر تقريبًا. تنكسر العينة عند الضغط عليها برفق، ويصبح الجزء الداخلي مسحوقًا ذو كثافة منخفضة.

ب. عند إضافة نفس الكمية من إيثر السليلوز، تتغير قوة الضغط للمونة المعدلة بإيثر السليلوز مع لزوجات مختلفة على النحو التالي: HEMC20 هيمك10>هيمك5.

ج. تتناقص قوة الانثناء للملاط المعدل بإيثر السليلوز تدريجيًا مع زيادة محتوى HEMC. التغير في قوة الانثناء للملاط المعدل هو: HEMC5

د. تزداد قوة الترابط للملاط المعدل مع زيادة محتوى HEMC، وتميل تدريجياً إلى أن تكون مستقرة. وفي الوقت نفسه، مع زيادة درجة بلمرة إيثر السليلوز، فإن تغير قوة الرابطة للملاط المعدل هو: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

ه. بعد خلط إيثر السليلوز في الملاط الأسمنتي، تنمو البلورة بشكل كامل، وتقل المسام بين حبيبات البلورة، ويتم ترطيب الأسمنت بالكامل، مما يضمن قوة الضغط والانحناء والترابط لملاط الأسمنت.