Focus on Cellulose ethers

Hidroksietilmetilselülozun sement məhluluna təsiri

Hidroksietilmetilselülozun (HEMC) özlülüyünün dəyişməsi, modifikasiya olunub-olunmaması, tərkibinin dəyişməsi kimi amillərin təzə sement məhlulunun akma gərginliyinə və plastik özlülüyünə təsiri öyrənilmişdir. Dəyişdirilməmiş HEMC üçün, özlülük nə qədər yüksək olarsa, məhlulun axma gərginliyi və plastik özlülüyü bir o qədər aşağı olur; dəyişdirilmiş HEMC-nin özlülüyünün dəyişməsinin məhlulun reoloji xüsusiyyətlərinə təsiri zəifləyir; modifikasiya olunub-olunmamasından asılı olmayaraq, HEMC-nin özlülüyü nə qədər yüksək olarsa, bir o qədər aşağıdır. Məhlulun axma gərginliyinin və plastik özlülüyünün inkişafının gecikdirici təsiri daha aydın görünür. HEMC-nin tərkibi 0,3% -dən çox olduqda, məhlulun axma gərginliyi və plastik viskozitesi tərkibin artması ilə artır; HEMC-nin tərkibi böyük olduqda, məhlulun axma gərginliyi zamanla azalır, plastik özlülük diapazonu isə zamanla artır.

Açar sözlər: hidroksietilmetilselüloz, təzə məhlul, reoloji xassələr, məhsuldarlıq gərginliyi, plastik özlülük

I. Giriş

Harç tikinti texnologiyasının inkişafı ilə mexanikləşdirilmiş tikintiyə daha çox diqqət yetirilir. Uzun məsafələrə şaquli daşınmalar vurulan məhlul üçün yeni tələblər irəli sürür: bütün nasos prosesi zamanı yaxşı axıcılıq təmin edilməlidir. Bunun üçün məhlulun axıcılığına təsir edən amilləri və məhdudlaşdırıcı şərtləri öyrənmək lazımdır və ümumi metod məhlulun reoloji parametrlərini müşahidə etməkdir.

Məhlulun reoloji xassələri əsasən xammalın təbiətindən və miqdarından asılıdır. Sellüloza efiri sənaye məhlulunda geniş istifadə olunan, məhlulun reoloji xassələrinə böyük təsir göstərən bir qatqı olduğundan ölkə daxilində və xaricdə alimlər bununla bağlı müəyyən tədqiqatlar aparmışlar. Xülasə olaraq, aşağıdakı nəticələrə gəlmək olar: sellüloza efirinin miqdarının artması məhlulun ilkin fırlanma momentinin artmasına səbəb olacaq, lakin bir müddət qarışdırdıqdan sonra məhlulun axma müqaviməti əvəzinə azalacaq (1) ; ilkin axıcılıq əsasən eyni olduqda, məhlulun axıcılığı əvvəlcə itiriləcəkdir. azaldıqdan sonra artmışdır (2); məhlulun məhsuldarlığı və plastik özlülüyü əvvəlcə azalma, sonra isə artma tendensiyası göstərdi və sellüloz efiri məhlulun strukturunun məhvinə kömək etdi və məhv edilməsindən yenidən qurulmasına qədər olan vaxtı uzatdı (3); Efir və qatılaşdırılmış toz daha yüksək özlülük və sabitliyə malikdir və s. (4). Bununla belə, yuxarıda göstərilən tədqiqatların hələ də çatışmazlıqları var:

Müxtəlif alimlərin ölçmə standartları və prosedurları vahid deyil və test nəticələri dəqiq müqayisə edilə bilməz; alətin sınaq diapazonu məhduddur və ölçülmüş məhlulun reoloji parametrləri geniş şəkildə təmsil olunmayan kiçik diapazona malikdir; müxtəlif özlülükləri olan selüloz efirləri üzrə müqayisəli testlərin olmaması; Bir çox təsir edən amillər var və təkrarlanma yaxşı deyil. Son illərdə Viskomat XL minaatan reometrinin meydana çıxması məhlulun reoloji xassələrinin dəqiq müəyyən edilməsi üçün böyük rahatlıq yaratmışdır. Yüksək avtomatik idarəetmə səviyyəsi, böyük tutum, geniş sınaq diapazonu və sınaq nəticələrinin daha çox faktiki şərtlərə uyğun olması üstünlüklərinə malikdir. Bu işdə bu tip alətlərin istifadəsi əsasında mövcud alimlərin tədqiqat nəticələri sintez edilmiş və hidroksietil metilselülozun (HEMC) müxtəlif növ və özlülüklərinin məhlulun reologiyasına təsirini öyrənmək üçün sınaq proqramı tərtib edilmişdir. daha böyük dozaj diapazonu. performans təsiri.

2. Təzə sement məhlulunun reoloji modeli

Reologiya sement və beton elminə daxil olduğu üçün çoxlu tədqiqatlar göstərdi ki, təzə beton və məhlul Bingham mayesi kimi qəbul edilə bilər və Banfill məhlulun reoloji xassələrini təsvir etmək üçün Bingham modelindən istifadənin mümkünlüyünü daha da inkişaf etdirdi (5). Bingham modelinin τ=τ0+μγ reoloji tənliyində τ kəsilmə gərginliyi, τ0 axma gərginliyi, μ plastik özlülük, γ isə kəsilmə sürətidir. Onların arasında τ0 və μ ən vacib iki parametrdir: τ0 sement məhlulunun axmasını təmin edə bilən minimum kəsmə gərginliyidir və yalnız τ>τ0 məhlula təsir etdikdə məhlul axmağa başlaya bilər; μ məhlul axdığı zaman özlü müqaviməti əks etdirir μ nə qədər böyükdürsə, məhlul bir o qədər yavaş axır [3]. Həm τ0, həm də μ-nin naməlum olduğu halda, kəsmə gərginliyi hesablanmazdan əvvəl ən azı iki fərqli kəsmə sürətində ölçülməlidir (6).

Verilmiş məhlul reometrində bıçağın fırlanma sürətinin N təyin edilməsi və məhlulun kəsilmə müqaviməti ilə yaranan fırlanma momentinin T ölçülməsi ilə əldə edilən NT əyrisi Bingham modelinə uyğun gələn digər T=g+ tənliyini hesablamaq üçün də istifadə edilə bilər. İki parametr g və h Nh. g çıxış gərginliyinə τ0, h plastik özlülüyünə μ mütənasibdir və τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , burada G alətlə əlaqəli sabitdir və K ola bilər məlum axın vasitəsilə keçməlidir. Xüsusiyyətləri kəsilmə sürəti ilə dəyişən mayenin korreksiyası ilə əldə edilir[7]. Rahatlıq üçün bu yazı birbaşa g və h-dən bəhs edir və məhlulun axma gərginliyinin və plastik özlülüyünün dəyişən qanununu əks etdirmək üçün g və h-nin dəyişən qanunundan istifadə edir.

3. Test

3.1 Xammal

3.2 qum

Kvars qumu: qaba qum 20-40 mesh, orta qum 40-70 mesh, incə qum 70-100 mesh və üçü 2: 2: 1 nisbətində qarışdırılır.

3.3 Sellüloza efiri

Hidroksietil metilselüloz HEMC20 (özlülük 20000 mPa s), HEMC25 (özlülük 25000 mPa s), HEMC40 (özlülük 40000 mPa s) və HEMC45 (özlülük 45000 mPa HE2), orada.

3.4 Suyun qarışdırılması

kran suyu.

3.5 Test planı

Əhəng-qum nisbəti 1:2,5, su sərfi sement sərfinin 60%-i, HEMC tərkibi isə sement sərfinin 0-1,2%-i səviyyəsində sabitlənmişdir.

Əvvəlcə dəqiq çəkilmiş sement, HEMC və kvars qumunu bərabər şəkildə qarışdırın, sonra GB/T17671-1999-a uyğun olaraq qarışdırma suyunu əlavə edin və qarışdırın, sonra sınaq üçün Viskomat XL harç reometrindən istifadə edin. Test proseduru belədir: sürət 0 ~ 5 dəqiqədə 0-dan 80 rpm-ə, 5 ~ 7 dəqiqədə 60 rpm, 7 ~ 9 dəqiqədə 40 rpm, 9 ~ 11 dəqiqədə 20 rpm, 11 ~ 13 dəqiqədə 10 rpm və 13 ~ 15 dəqiqədə 5 rpm-ə qədər sürətlə artır. 15 ~ 30 dəq, sürət 0 rpm-dir və sonra yuxarıdakı prosedura uyğun olaraq hər 30 dəqiqədə bir dəfə dövrə edin və ümumi sınaq müddəti 120 dəqiqədir.

4. Nəticələr və müzakirələr

4.1 HEMC özlülüyünün dəyişməsinin sement məhlulunun reoloji xassələrinə təsiri

(HEMC-nin miqdarı sement kütləsinin 0,5%-ni təşkil edir), müvafiq olaraq məhlulun axma gərginliyinin və plastik özlülüyünün dəyişmə qanununu əks etdirir. Görünür ki, HEMC40-ın özlülüyü HEMC20-dən yüksək olsa da, HEMC40 ilə qarışdırılmış məhlulun axma gərginliyi və plastik viskozitesi HEMC20 ilə qarışdırılmış məhluldan daha aşağıdır; HEMC45-in özlülüyü HEMC25-dən 80% yüksək olsa da, məhlulun məhsuldarlıq gərginliyi bir qədər aşağıdır və plastik özlülük arasındadır 90 dəqiqədən sonra artım müşahidə olunur. Çünki sellüloza efirinin özlülüyü nə qədər yüksək olarsa, həll olunma sürəti bir o qədər yavaş olur və onunla hazırlanan məhlulun son özlülüyünə çatması üçün bir o qədər çox vaxt lazımdır [8]. Bundan əlavə, sınaq zamanı eyni anda HEMC40 ilə qarışdırılmış məhlulun kütlə sıxlığı HEMC20 ilə qarışdırılmış məhluldan daha aşağı idi və HEMC45 ilə qarışdırılmış məhlulun sıxlığı HEMC25 ilə qarışdırılmış məhluldan daha aşağı idi, HEMC40 və HEMC45-in daha çox hava qabarcıqları təqdim etdiyini və havandakı hava qabarcıqlarının ” “Top” effektinə malik olduğunu göstərir ki, bu da havan axınının müqavimətini azaldır.

HEMC40 əlavə edildikdən sonra məhlulun axma gərginliyi 60 dəqiqədən sonra tarazlıq vəziyyətində idi və plastik özlülük artdı; HEMC20 əlavə edildikdən sonra məhlulun axma gərginliyi 30 dəqiqədən sonra tarazlığa çatdı və plastik özlülük artdı. Bu göstərir ki, HEMC40 HEMC20 ilə müqayisədə məhlulun məhsuldarlıq gərginliyinin və plastik özlülüyünün inkişafına daha çox gecikdirici təsir göstərir və son özlülüyünə çatmaq üçün daha çox vaxt lazımdır.

HEMC45 ilə qarışdırılmış məhlulun axma gərginliyi 0-dan 120 dəqiqəyə qədər azaldı, plastik özlülük isə 90 dəqiqədən sonra artdı; HEMC25 ilə qarışdırılmış məhlulun çıxma gərginliyi 90 dəqiqədən sonra, plastik özlülük isə 60 dəqiqədən sonra artmışdır. Bu göstərir ki, HEMC45 HEMC25 ilə müqayisədə məhlulun məhsuldarlıq gərginliyinin və plastik özlülüyün inkişafına daha çox gecikdirici təsir göstərir və son özlülüyə çatmaq üçün tələb olunan vaxt da daha uzundur.

4.2 HEMC tərkibinin sement məhlulunun axma gərginliyinə təsiri

Sınaq zamanı məhlulun məhsuldarlıq gərginliyinə təsir edən amillər bunlardır: məhlulun təbəqələşməsi və qanaxması, qarışdırmaqla strukturun zədələnməsi, nəmləndirici məhsulların əmələ gəlməsi, məhlulda sərbəst nəmliyin azalması, sellüloza efirinin gecikdirici təsiri. Selüloz efirinin gecikdirici təsiri üçün daha çox qəbul edilən fikir onu qarışıqların adsorbsiyası ilə izah etməkdir.

Görünür ki, HEMC40 əlavə olunduqda və onun tərkibi 0,3%-dən az olduqda, HEMC40 tərkibinin artması ilə məhlulun məhsuldarlıq gərginliyi tədricən azalır; HEMC40-ın tərkibi 0,3%-dən çox olduqda, məhlulun çıxma gərginliyi tədricən artır. Selüloz efiri olmayan məhlulun qanaxması və təbəqələşməsi səbəbindən aqreqatlar arasında yağlamaq üçün kifayət qədər sement pastası yoxdur, nəticədə məhsuldarlıq gərginliyi artır və axma çətinləşir. Sellüloza efirinin düzgün əlavə edilməsi məhlulun parçalanması fenomenini effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər və daxil edilən hava qabarcıqları kiçik “toplara” bərabərdir ki, bu da məhlulun məhsuldarlıq gərginliyini azalda və onun axmasını asanlaşdıra bilər. Sellüloza efirinin tərkibi artdıqca onun sabit nəmliyi də tədricən artır. Sellüloza efirinin tərkibi müəyyən bir dəyəri aşdıqda, sərbəst nəmliyin azalmasının təsiri aparıcı rol oynamağa başlayır və məhlulun məhsuldarlıq gərginliyi tədricən artır.

HEMC40-ın miqdarı 0,3% -dən az olduqda, məhlulun məhsuldarlıq gərginliyi 0-120 dəqiqə ərzində tədricən azalır, bu, əsasən məhlulun getdikcə daha ciddi delaminasiyası ilə əlaqədardır, çünki bıçaq və dibi arasında müəyyən bir məsafə var. alət və aqreqat delaminasiyadan sonra dibinə çökdükdən sonra yuxarı müqavimət daha kiçik olur; HEMC40 tərkibi 0,3% olduqda, məhlul çətin ki delaminasiya edəcək, selüloz efirinin adsorbsiyası məhduddur, nəmləndirici üstünlük təşkil edir və məhsuldarlıq gərginliyi müəyyən bir artıma malikdir; HEMC40 tərkibi Selüloz efirinin tərkibi 0,5%-0,7% olduqda, sellüloza efirinin adsorbsiyası tədricən artır, nəmlənmə dərəcəsi azalır və məhlulun məhsuldarlıq gərginliyinin inkişaf tendensiyası dəyişməyə başlayır; Səthdə nəmlənmə dərəcəsi daha aşağıdır və məhlulun məhsuldarlıq gərginliyi zamanla azalır.

4.3 HEMC tərkibinin sement məhlulunun plastik özlülüyünə təsiri

Görünür ki, HEMC40 əlavə edildikdən sonra məhlulun plastik viskozitesi HEMC40 tərkibinin artması ilə tədricən artır. Çünki sellüloz efiri qatılaşdırıcı təsirə malikdir və bu, mayenin özlülüyünü artıra bilər və doza nə qədər çox olarsa, məhlulun özlülüyü bir o qədər çox olar. 0,1% HEMC40 əlavə etdikdən sonra məhlulun plastik özlülüyünün azalmasının səbəbi də hava qabarcıqlarının daxil olmasının “top” effekti, məhlulun qanaxma və delaminasiyasının azalması ilə əlaqədardır.

Selüloz efiri əlavə etmədən adi məhlulun plastik özlülüyü zamanla tədricən azalır ki, bu da məhlulun qatlanması nəticəsində yaranan yuxarı hissənin aşağı sıxlığı ilə əlaqədardır; HEMC40-ın tərkibi 0,1%-0,5% olduqda, məhlulun strukturu nisbətən vahid olur və 30 dəqiqədən sonra məhlulun strukturu nisbətən vahid olur. Plastikin özlülüyü çox dəyişmir. Bu zaman o, əsasən sellüloza efirinin özünün özlülük təsirini əks etdirir; HEMC40-ın tərkibi 0,7%-dən çox olduqdan sonra məhlulun plastik özlülüyü zamanın artması ilə tədricən artır, çünki məhlulun özlülüyü də selüloz efiri ilə əlaqədardır. Sellüloza efir məhlulunun özlülüyü qarışdırmağa başladıqdan sonra müəyyən müddət ərzində tədricən artır. Doza nə qədər böyükdürsə, zamanla artan təsir bir o qədər əhəmiyyətlidir.

V. Nəticə

HEMC-nin özlülüyünün dəyişməsi, modifikasiya olunub-olunmaması və dozanın dəyişməsi kimi amillər məhlulun reoloji xassələrinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edəcək ki, bu da məhsuldarlıq gərginliyi və plastik özlülüyün iki parametri ilə əks oluna bilər.

Dəyişdirilməmiş HEMC üçün, özlülük nə qədər böyükdürsə, 0-120 dəqiqə ərzində məhlulun axma gərginliyi və plastik özlülüyü bir o qədər aşağı olur; dəyişdirilmiş HEMC-nin özlülük dəyişməsinin məhlulun reoloji xassələrinə təsiri dəyişdirilməmiş HEMC-dən daha zəifdir; modifikasiyadan asılı olmayaraq, daimi olub-olmamasından asılı olmayaraq, HEMC-nin özlülüyü nə qədər çox olarsa, məhlulun çıxma gərginliyinin və plastik özlülüyünün inkişafına bir o qədər gecikdirici təsir göstərir.

Özlülüyü 40000mPa·s olan HEMC40 əlavə edildikdə və onun tərkibi 0,3% -dən çox olduqda, məhlulun axma gərginliyi tədricən artır; tərkibi 0,9%-dən çox olduqda, məhlulun məhsuldarlıq gərginliyi zamanla tədricən azalma tendensiyası göstərməyə başlayır; HEMC40 tərkibinin artması ilə plastik özlülük artır. Tərkibi 0,7% -dən çox olduqda, məhlulun plastik viskozitesi zamanla tədricən artma tendensiyası göstərməyə başlayır.


Göndərmə vaxtı: 24 noyabr 2022-ci il
WhatsApp Onlayn Söhbət!