Hidroksipropil metil selüloz efirinin maşınla püskürtülmüş sement məhlulunun xüsusiyyətlərinə təsiri

Selüloz efiri maşınla partladılmış məhlulda vacib əlavədir. Dörd fərqli özlülükdə hidroksipropil metilselülozun (HPMC) maşınla partladılmış məhlulun su tutma qabiliyyətinə, sıxlığına, hava tərkibinə, mexaniki xassələrinə və məsamə ölçüsünün paylanmasına təsiri öyrənilmişdir. Tədqiqatlar göstərdi ki: HPMC məhlulun su tutma qabiliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər və HPMC miqdarı 0,15% olduqda su tutma dərəcəsi 90%-i keçə bilər. Ən aydın; məhlulun hava tərkibi HPMC tərkibinin artması ilə artır: HPMC sement məhlulunun mexaniki xüsusiyyətlərini açıq şəkildə azaldacaq, lakin məhlulun qatlama nisbəti artacaq; məsamə ölçüsü HPMC əlavə edildikdən sonra havanın məsamə ölçüsü əhəmiyyətli dərəcədə artacaq.

Açar sözlər: havan; hidroksipropil metilselüloz efiri; su tutma; məsamə ölçüsünün paylanması

0. Ön söz

Son illərdə sənayenin davamlı tərəqqisi və texnologiyanın təkmilləşdirilməsi ilə xarici məhlul çiləyici maşınların tətbiqi və təkmilləşdirilməsi yolu ilə ölkəmizdə mexaniki çiləmə və suvaq texnologiyası çox inkişaf etmişdir. Mexanik püskürtmə məhlulu adi məhluldan fərqlidir, yüksək su saxlama qabiliyyəti, uyğun axıcılıq və müəyyən anti-sarkma performansı tələb edir. Adətən, məhlula sellüloza efiri əlavə edilir, bunların arasında hidroksipropil metilselüloz Düz efir (HPMC) ən çox istifadə olunur. HPMC-nin havandakı əsas funksiyaları bunlardır: əla su tutma qabiliyyəti, qalınlaşdırma və viskozifikasiya və reoloji tənzimləmə. Bununla belə, HPMC-nin çatışmazlıqlarını nəzərdən qaçırmaq olmaz. HPMC daha çox daxili qüsurlara səbəb olacaq və məhlulun mexaniki xüsusiyyətlərini ciddi şəkildə azaldacaq hava tutma təsirinə malikdir. Bu məqalə HPMC-nin məhlulun su tutma sürətinə, sıxlığına, hava tərkibinə və mexaniki xassələrinə təsirini makroskopik aspektdən öyrənir və HPMC-nin məhlulun məsamə strukturuna mikroskopik aspektdən təsirini öyrənir.

1. Test

1.1 Xammal

Sement: kommersiya baxımından mövcud olan P·O42,5 sement, onun 28d əyilmə və sıxılma gücü müvafiq olaraq 6,9 və 48,2 MPa; qum: Chengde incə çay qumu, 40-100 mesh; sellüloz efiri: Hebeydə bir şirkət tərəfindən istehsal olunan hidroksipropil spirti Metil selüloz efiri, ağ toz, nominal özlülük 40, 100, 150, 200 Pa·S: Su: təmiz kran suyu.

1.2 Test üsulu

JGJ/T 105-2011 “Mexanik çiləmə və suvaq üçün tikinti qaydaları”na əsasən, məhlulun tutarlılığı 80~120 mm, su tutma dərəcəsi isə 90%-dən çoxdur. Bu sınaqda əhəng-qum nisbəti 1:5, tutarlılığa (93) nəzarət edilir.±2)mm və sellüloza efiri xaricdən qarışdırılır və onun dozası sement kütləsinə görə hesablanır. Yaş sıxlıq, hava tərkibi, su tutma dərəcəsi və konsistensiya kimi məhlulun əsas xüsusiyyətləri JGJ 70-2009 “Tikinti məhlulunun əsas xassələri üçün sınaq üsulları”na istinad edərək sınaqdan keçirilir və hava tərkibi sınanır və hesablanır. sıxlıq üsulu. Nümunələrin hazırlanması, əyilmə və sıxılma müqaviməti sınaqları GB/T 17671-1999 “Sement məhlulu qumunun möhkəmliyini yoxlamaq üçün üsullar (ISO metodu)” əsasında aparılmışdır. Məsamələrin ölçüsü civə porozimetriyası ilə yoxlanıldı. Civə porozimetrinin modeli AUTOPORE 9500, ölçmə diapazonu isə 5,5 nm-dən 360-a qədər idi.μm. Ümumilikdə 4 test dəsti həyata keçirilib. 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (rəqəmlər A, B, C, D).

2. Nəticələr və Təhlil

2.1 HPMC-nin sement məhlulunun su tutma dərəcəsinə təsiri

Su tutma məhlulun su tutma qabiliyyətinə aiddir. Maşınla püskürtülmüş məhlulda selüloz efirinin əlavə edilməsi nəmi effektiv şəkildə saxlaya bilər, qanaxma sürətini azalda bilər və sement əsaslı materialların kifayət qədər nəmləndirilməsi tələblərinə cavab verə bilər.

HPMC-nin məhlulun su tutma sürətinə təsirindən görünür ki, HPMC tərkibinin artması ilə məhlulun su tutma dərəcəsi tədricən artır. Özlülükləri 100, 150 və 200 Pa olan sellüloza efirlərinin əyriləri·s əsasən eynidir. Tərkib 0,05% -dən 0,15% -ə qədər olduqda, su tutma dərəcəsi xətti olaraq artır. Tərkib 0,15% olduqda, su tutma dərəcəsi 93% -dən çoxdur..20% -dən sonra su tutma tendensiyası düz olur, bu da HPMC miqdarının doyma səviyyəsinə yaxın olduğunu göstərir. Özlülüyü 40 Pa olan HPMC miqdarının təsir əyrisi·s su tutma dərəcəsi təxminən düz xəttdir. Məbləğ 0,15% -dən çox olduqda, məhlulun su tutma dərəcəsi eyni miqdarda özlülüyü olan digər üç növ HPMC-dən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olur. Ümumiyyətlə, selüloz efirinin su tutma mexanizminin belə olduğuna inanılır: sellüloza efir molekulunda hidroksil qrupu və efir bağındakı oksigen atomu su molekulu ilə birləşərək hidrogen bağı əmələ gətirir, beləliklə sərbəst su bağlı suya çevrilir. , beləliklə yaxşı su tutma effekti oynayır; Həmçinin hesab edilir ki, su molekulları ilə sellüloza efirinin molekulyar zəncirləri arasındakı interdiffuziya su molekullarının sellüloza efiri makromolekulyar zəncirlərinin içərisinə daxil olmasına və güclü bağlama qüvvələrinə məruz qalmasına imkan verir və bununla da sement məhlulunun su tutmasını yaxşılaşdırır. Mükəmməl su tutma məhlulu homojen saxlaya bilər, ayırmaq asan deyil və yaxşı qarışdırma performansı əldə edə bilər, eyni zamanda mexaniki aşınmanı azaldır və havan püskürtmə maşınının ömrünü artırır.

2.2 HPMC-nin sement məhlulunun sıxlığına və hava tərkibinə təsiri

HPMC-nin müxtəlif özlülüklərinin və dozalarının məhlulun sıxlığına təsirindən görünür ki, HPMC-nin dozası 0-0,20% olduqda, HPMC dozasının artması ilə məhlulun sıxlığı 2050 kq/m-dən kəskin şəkildə azalır.³ təxminən 1650 kq / m-ə qədər³ , təxminən 20% azalıb; HPMC tərkibi 0,20%-i keçdikdən sonra sıxlığın azalması düz olmağa meyllidir. Fərqli özlülüklərə malik dörd növ HPMC-ni müqayisə etdikdə görünür ki, özlülük nə qədər yüksək olarsa, məhlulun sıxlığı da bir o qədər aşağı olur; qarışıq özlülükləri 150 və 200 Pa s HPMC olan məhlulların sıxlıq əyriləri əsasən üst-üstə düşür ki, HPMC-nin özlülüyü artmağa davam etdikcə məhlulun sıxlığı artıq azalmır.

HPMC-nin müxtəlif özlülüklərinin və dozalarının məhlulun hava tərkibinə təsirindən məlum olur ki, məhlulun hava tərkibinin dəyişməsi məhlulun sıxlığının əksinədir. Hava həcmi demək olar ki, düz bir xətt üzrə yüksəlir; HPMC tərkibi 0,20%-dən çox olduqda, havanın tərkibi çətin ki, dəyişmir, bu, məhlulun hava tutma təsirinin doymağa yaxın olduğunu göstərir. Özlülüyü 150 və 200 Pa olan HPMC-nin hava tutma təsiri·s özlülüyü 40 və 100 Pa olan HPMC-dən böyükdür·s.

Sellüloza efirinin hava tutma təsiri əsasən onun molekulyar quruluşu ilə müəyyən edilir. Sellüloza efiri həm hidrofilik qruplara (hidroksil, efir qrupları), həm də hidrofobik qruplara (metil qrupları, qlükoza halqaları) malikdir və səthi aktiv maddədir. , səthi aktivliyə malikdir, beləliklə, hava cəlbedici təsir göstərir. Bir tərəfdən, daxil edilən qaz havan içində bilyalı rulman rolunu oynaya, havanın iş qabiliyyətini yaxşılaşdıra, həcmi artıra və istehsalçı üçün faydalı olan məhsulu artıra bilər. Lakin digər tərəfdən, hava tutma təsiri məhlulun hava tərkibini və sərtləşdikdən sonra məsaməliliyi artırır, nəticədə zərərli məsamələrin artmasına və mexaniki xüsusiyyətlərin xeyli azalmasına səbəb olur. HPMC müəyyən hava tutma təsirinə malik olsa da, o, hava udma agentini əvəz edə bilməz. Bundan əlavə, HPMC və hava udma agenti eyni vaxtda istifadə edildikdə, hava daxil edən agent uğursuz ola bilər.

2.3 HPMC-nin sement məhlulunun mexaniki xassələrinə təsiri

28d əyilmə gücü və 28d sıxılma gücündən görmək olar ki, HPMC-nin miqdarı cəmi 0,05% olduqda, məhlulun əyilmə müqaviməti əhəmiyyətli dərəcədə azalır ki, bu da HPMC olmayan boş nümunədən təxminən 25% aşağıdır və sıxılma gücü yalnız boş nümunənin 65%-nə çata bilər. 80%. HPMC-nin tərkibi 0,20% -dən çox olduqda, məhlulun əyilmə və sıxılma gücündə azalma dərəcəsi aydın deyil. HPMC-nin özlülüyü məhlulun mexaniki xassələrinə az təsir göstərir. HPMC çoxlu xırda hava qabarcıqlarını təqdim edir və məhlula hava tutma təsiri məhlulun daxili məsaməliliyini və zərərli məsamələrini artırır, nəticədə sıxılma gücü və əyilmə gücü əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Məhlulun möhkəmliyinin azalmasının digər səbəbi bərkimiş məhlulda suyu saxlayan sellüloza efirinin su tutma təsiridir və böyük su-bağlayıcı nisbəti sınaq blokunun möhkəmliyinin azalmasına səbəb olur. Mexanik tikinti harçları üçün, sellüloz efiri məhlulun su tutma dərəcəsini əhəmiyyətli dərəcədə artıra və onun iş qabiliyyətini yaxşılaşdıra bilsə də, miqdar çox böyük olarsa, məhlulun mexaniki xassələrinə ciddi təsir göstərəcək, ona görə də ikisi arasındakı əlaqəni əsaslı şəkildə ölçmək lazımdır.

28 günlük qatlanma nisbətindən, HPMC tərkibinin artması ilə məhlulun ümumi qatlama nisbətinin artan bir tendensiya göstərdiyini görmək olar ki, bu da əsasən xətti əlaqədir. Çünki əlavə edilən sellüloz efiri çoxlu sayda hava qabarcıqlarını daxil edir, məhlulun daxilində daha çox qüsurlar yaradır, nəticədə məhlulun sıxılma gücü kəskin şəkildə azalır və əyilmə müqaviməti də müəyyən dərəcədə azalsa da; lakin selüloz efiri məhlulun elastikliyini yaxşılaşdıra və müqavimət göstərə bilər. Qatlanma gücü əlverişlidir, bu da azalma sürətini yavaşlatır. Hərtərəfli nəzərə alsaq, ikisinin birgə təsiri qatlanma nisbətinin artması ilə nəticələnir.

2.4 HPMC-nin məhlulun məsamə ölçüsünə təsiri

A, B, C və D nümunələrinin dörd qrupunun məsamə ölçüsünün paylanması əyriləri civə müdaxiləsi porozimetriyası ilə ölçüldü.

Məsamə ölçüsünün paylanması əyrisinə, məsamə ölçüsünün paylanması məlumatlarına və AD nümunələrinin müxtəlif statistik parametrlərinə görə, HPMC sement məhlulunun məsamə strukturuna böyük təsir göstərir:

(1) HPMC əlavə edildikdən sonra sement məhlulunun məsamə ölçüsü əhəmiyyətli dərəcədə artır. Məsamə ölçüsünün paylanması əyrisində təsvirin sahəsi sağa doğru hərəkət edir və pik qiymətə uyğun olan məsamə dəyəri daha böyük olur. Həmçinin, müxtəlif statistik parametrlərin sınaq nəticələrində məsamə ölçüsünün paylanmasının statistik məlumatlarından və orta məsamə ölçüsündən görünə bilər ki, HPMC əlavə edildikdən sonra sement məhlulunun orta məsamə ölçüsü boş nümunədən əhəmiyyətli dərəcədə böyükdür və 0,3% dozalı nümunədə Dəyər aperturası boş nümunədən 2 dəfə yüksəkdir.

(2) Wu Zhongwei et al. Betondakı məsamələri zərərsiz məsamələr olan dörd növə ayırdı (≤20 nm), bir neçə zərərli məsamə (20–100 nm), zərərli məsamələr (100–200 nm) və çoxlu zərərli məsamələr (≥200 nm). 200 nm). Məsamə ölçüsünün paylanması statistik məlumatlarından və müxtəlif statistik parametrlərin sınaq nəticələrindən, HPMC əlavə edildikdən sonra zərərsiz məsamələrin və ya daha az zərərli məsamələrin sayının əhəmiyyətli dərəcədə azaldığını, zərərli məsamələrin və ya daha çox zərərli məsamələrin sayının artdığını görmək olar. HPMC olmayan nümunənin zərərsiz və ya daha az zərərli məsamələri təxminən 49,4% təşkil edir və HPMC əlavə edildikdən sonra zərərsiz və ya daha az zərərli məsamələr əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Nümunə olaraq 0,1% dozasını götürsək, zərərsiz və ya daha az zərərli məsamələr təxminən 45% azalır. , zərərli məsamələrin sayı 10-dan çoxμm, təxminən 9 dəfə artmışdır.

3) Orta məsamə diametri, orta məsamə diametri, xüsusi məsamə həcmi və xüsusi səth sahəsi HPMC tərkibinin artması ilə çox ciddi dəyişiklik qaydasına əməl etmir, bu, civə inyeksiya testində nümunə seçiminin böyük dispersiyası ilə əlaqəli ola bilər. Lakin bütövlükdə HPMC ilə qarışdırılmış nümunənin median məsamə diametri, orta məsamə diametri və xüsusi məsamə həcmi boş nümunə ilə müqayisədə artmağa meyllidir, xüsusi səth sahəsi isə azalır.

3. Nəticə

(1) HPMC tərkibinin artması ilə məhlulun su tutma dərəcəsi artır. Özlülükləri 100, 150 və 200 Pa olan selüloz efirinin əyriləri·S əsasən eynidir və məzmun 0,15% olduqda su tutma dərəcəsi 93% -dən çoxdur. 40 Pa məzmunu olduqda·s selüloz efiri 0,15%-dən çox, su tutma dərəcəsi digər üç növ özlülük HPMC-dən aşağıdır.

(2) HPMC tərkibinin artması ilə məhlulun sıxlığı tədricən azalır və tərkibi 0,05% təşkil edir. Sıxlığın azalması 0,20%, təxminən 20% -də ən barizdir; məzmun 0,20% -dən çox olduqda, sıxlıq demək olar ki, dəyişmir; məhlulun hava tərkibi HPMC tərkibinin artması ilə artır.

(3) HPMC tərkibinin artması sement məhlulunun mexaniki xüsusiyyətlərini açıq şəkildə azaldacaq, lakin məhlulun müvafiq qatlama nisbəti artacaq və məhlulun elastikliyi daha yaxşı olacaq.

(4) HPMC əlavə edildikdən sonra məhlulun məsamə ölçüsü əhəmiyyətli dərəcədə artır və zərərli məsamələrin və çoxlu zərərli məsamələrin nisbəti əhəmiyyətli dərəcədə artır. 0,1% HPMC tərkibli nümunə zərərli məsamələri olmayan və ya daha az olan boş nümunə ilə müqayisədə təxminən 45% azalıb və daha çox zərərli məsamələrin sayı 10-dan çox olub.μm təxminən 9 dəfə artmışdır.