Ўплыў эфіру цэлюлозы на затрымку вады

Метад мадэлявання навакольнага асяроддзя быў выкарыстаны для вывучэння ўплыву эфіраў цэлюлозы з рознай ступенню замяшчэння і малярнага замяшчэння на ўтрыманне вады ў растворы ў гарачых умовах. Аналіз вынікаў выпрабаванняў з выкарыстаннем статыстычных інструментаў паказвае, што эфір гидроксиэтилметилцеллюлозы з нізкай ступенню замяшчэння і высокай ступенню малярнага замяшчэння паказвае лепшае ўтрыманне вады ў растворы.

Ключавыя словы: эфір цэлюлозы: затрымка вады; раствор; метад мадэлявання навакольнага асяроддзя; гарачыя ўмовы

Дзякуючы сваім перавагам у кантролі якасці, зручнасці выкарыстання і транспарціроўкі, а таксама ахове навакольнага асяроддзя, сухі будаўнічы раствор у цяперашні час усё больш і больш шырока выкарыстоўваецца ў будаўніцтве. Сухі раствор выкарыстоўваецца пасля дадання вады і змешвання на будаўнічай пляцоўцы. Вада выконвае дзве асноўныя функцыі: адна - забяспечваць будаўнічыя характарыстыкі раствора, а другая - забяспечваць гідратацыю цэментавага матэрыялу, каб раствор мог дасягнуць неабходных фізічных і механічных уласцівасцей пасля зацвярдзення. Ад завяршэння дадання вады ў раствор да завяршэння будаўніцтва і да атрымання дастатковых фізічных і механічных уласцівасцей, свабодная вада будзе міграваць у двух напрамках, акрамя гідратацыі цэменту: паглынанне асноўнага пласта і выпарэнне паверхні. У гарачых умовах або пад прамымі сонечнымі прамянямі вільгаць хутка выпараецца з паверхні. У гарачых умовах або пад прамымі сонечнымі прамянямі вельмі важна, каб раствор хутка ўтрымліваў вільгаць з паверхні і памяншаў свабодныя страты вады. Ключ да ацэнкі водаўтрымання раствора - гэта вызначэнне адпаведнага метаду выпрабаванняў. Лі Вэй і інш. вывучылі метад выпрабаванняў на ўтрыманне вады ў растворы і выявілі, што ў параўнанні з метадам вакуумнай фільтрацыі і метадам фільтравальнай паперы метад мадэлявання навакольнага асяроддзя можа эфектыўна характарызаваць утрыманне вады ў растворы пры розных тэмпературах навакольнага асяроддзя.

Эфір цэлюлозы з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўваным агентам, які ўтрымлівае ваду ў сухіх будаўнічых растворах. Найбольш часта выкарыстоўваюцца простыя эфіры цэлюлозы ў сухіх растворах - гэта гідраксіэтыл-метыл-эфір цэлюлозы (HEMC) і гідраксіпрапіл-метыл-эфір цэлюлозы (HPMC). Адпаведныя групы замяшчаюць гідраксіэтыл, метыл і гідраксіпрапіл, метыл. Ступень замяшчэння (DS) эфіру цэлюлозы паказвае ступень замяшчэння гідраксільнай групы на кожнай адзінцы ангідраглюкозы, а ступень малярнага замяшчэння (MS) паказвае, што калі замяшчальная група змяшчае гідраксільную групу, рэакцыя замяшчэння працягваецца да ажыццяўляюць рэакцыю этэрыфікацыі з новай свабоднай гідраксільнай групы. ступені. Хімічная структура і ступень замяшчэння эфіру цэлюлозы з'яўляюцца важнымі фактарамі, якія ўплываюць на перанос вільгаці ў растворы і мікраструктуру раствора. Павелічэнне малекулярнай масы эфіру цэлюлозы прывядзе да ўтрымання вады ў растворы, а розная ступень замяшчэння таксама паўплывае на ўтрыманне вады ў растворы.

Асноўныя фактары навакольнага асяроддзя для будаўніцтва з сухім растворам ўключаюць тэмпературу навакольнага асяроддзя, адносную вільготнасць, хуткасць ветру і колькасць ападкаў. Што тычыцца гарачага клімату, Камітэт 305 ACI (Амерыканскага інстытута бетону) вызначае гэта як любое спалучэнне фактараў, такіх як высокая тэмпература атмасферы, нізкая адносная вільготнасць і хуткасць ветру, якія пагаршаюць якасць або эксплуатацыйныя характарыстыкі свежага або зацвярдзелага бетону пры такім надвор'і. Лета ў маёй краіне часта з'яўляецца пікам сезона для будаўніцтва розных будаўнічых аб'ектаў. Будаўніцтва ў гарачым клімаце з высокай тэмпературай і нізкай вільготнасцю, асабліва частка раствора за сцяной можа падвяргацца ўздзеянню сонечных прамянёў, што паўплывае на свежае змешванне і цвярдзенне сухога раствора. Значны ўплыў на працаздольнасць, напрыклад, зніжэнне працаздольнасці, абязводжванне і страта сіл. Як забяспечыць якасць сухога раствора ў будаўніцтве з гарачым кліматам, прыцягнула ўвагу і даследавала тэхнікаў будаўнічай прамысловасці і будаўнічага персаналу.

У гэтым артыкуле метад мадэлявання навакольнага асяроддзя выкарыстоўваецца для ацэнкі ўтрымання вады растворам, змешаным з эфірам гідраксіэтылметылацэлюлозы і эфірам гідраксіпрапілметылацэлюлозы з рознымі ступенямі замяшчэння і малярнага замяшчэння пры 45℃, і выкарыстоўваецца статыстычнае праграмнае забеспячэнне JMP8.02 аналізуе даныя выпрабаванняў для вывучэння ўплыву розных эфіраў цэлюлозы на ўтрыманне вады ў растворы ў гарачых умовах.

1. Сыравіна і метады выпрабаванняў

1.1 Сыравіна

Цэмент Conch P. 042.5, 50-100 меш кварцавага пяску, эфір гидроксиэтилметилцеллюлозы (HEMC) і эфір гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMC) з глейкасцю 40000 мПа·с. Каб пазбегнуць уплыву іншых кампанентаў, пры выпрабаванні выкарыстоўваецца спрошчаная формула раствора, у тым ліку 30% цэменту, 0,2% эфіру цэлюлозы і 69,8% кварцавага пяску, а колькасць дабаўленай вады складае 19% ад агульнай сумы раствора. Абодва з'яўляюцца суадносінамі масы.

1.2 Метад экалагічнага мадэлявання

Выпрабавальная прылада метаду мадэлявання навакольнага асяроддзя выкарыстоўвае ёд-вальфрамавыя лямпы, вентылятары і экалагічныя камеры для мадэлявання вонкавай тэмпературы, вільготнасці і хуткасці ветру і г.д., каб праверыць розніцу ў якасці свежазамешанага раствора ў розных умовах і для праверце водаўтрыманне раствора. У гэтым эксперыменце метад выпрабаванняў у літаратуры быў палепшаны, і камп'ютар падлучаны да вагаў для аўтаматычнай запісу і тэсціравання, што зніжае памылку эксперыменту.

Тэст праводзіўся ў стандартнай лабараторыі [тэмпература (23±2)°C, адносная вільготнасць (50±3)%] з выкарыстаннем неўбіраючага базавага пласта (пластыкавы посуд з унутраным дыяметрам 88 мм) пры тэмпературы апрамянення 45°C. Метад выпрабаванняў наступны:

(1) Калі вентылятар выключаны, уключыце ёда-вальфрамавую лямпу і пастаўце пластыкавы посуд у фіксаваным становішчы вертыкальна пад ёда-вальфрамавай лямпай для папярэдняга нагрэву на 1 гадзіну;

(2) Узважце пластыкавы посуд, затым змесціце размешаны раствор у пластыкавы посуд, разгладзьце яго ў адпаведнасці з патрабаванай таўшчынёй, а потым узважце;

(3) Вярніце пластыкавы посуд у зыходнае становішча, і праграмнае забеспячэнне кантралюе вагі для аўтаматычнага ўзважвання кожныя 5 хвілін, і тэст завяршаецца праз 1 гадзіну.

2. Вынікі і абмеркаванне

Вынікі разліку каэфіцыента ўтрымання вады R0 раствора, змешанага з рознымі эфірамі цэлюлозы, пасля апрамянення пры 45°C на працягу 30 хвілін.

Вышэйпрыведзеныя тэставыя дадзеныя былі прааналізаваны з дапамогай прадукту JMP8.02 групы статыстычнага праграмнага забеспячэння SAS Company, каб атрымаць надзейныя вынікі аналізу. Працэс аналізу адбываецца наступным чынам.

2.1 Рэгрэсійны аналіз і падганянне

Падганянне мадэлі выконвалася метадам стандартных найменшых квадратаў. Параўнанне паміж вымераным значэннем і прагназаваным значэннем паказвае ацэнку адпаведнасці мадэлі, і гэта цалкам адлюстроўваецца графічна. Дзве пункцірныя крывыя ўяўляюць «95% даверны інтэрвал», а пункцірная гарызантальная лінія ўяўляе сярэдняе значэнне ўсіх даных. Пункцірная крывая і перасячэнне пункцірных гарызантальных ліній паказвае, што псеўдастадыя мадэлі тыповая.

Канкрэтныя значэнні для рэзюмэ і ANOVA. У адпаведным рэзюмэ Р² дасягнула 97%, а значэнне Р у дысперсійным аналізе было значна меншым за 0,05. Камбінацыя двух умоў яшчэ больш паказвае, што адпаведнасць мадэлі важная.

2.2 Аналіз уплывовых фактараў

У рамках гэтага эксперыменту пры ўмове 30-хвіліннага апраменьвання прыдатныя фактары ўплыву наступныя: з пункту гледжання асобных фактараў, значэнні р, атрыманыя па тыпу эфіру цэлюлозы і малярнай ступені замяшчэння, меншыя за 0,05. , які паказвае, што другі Апошні аказвае значны ўплыў на водаўтрыманне раствора. Што тычыцца ўзаемадзеяння, з эксперыментальных вынікаў аналізу падганяння вынікаў уплыву тыпу эфіру цэлюлозы, ступені замяшчэння (Ds) і ступені малярнага замяшчэння (MS) на ўтрыманне вады растворам, тып эфіру цэлюлозы і ступень замяшчэння. Узаемадзеянне паміж ступенню замяшчэння і малярнай ступенню замяшчэння аказвае істотны ўплыў на ўтрыманне вады растворам, таму што р-значэнне абодвух менш за 0,05. Узаемадзеянне фактараў сведчыць аб тым, што ўзаемадзеянне двух фактараў апісваецца больш інтуітыўна. Крыжык паказвае, што яны маюць моцную карэляцыю, а паралелізм паказвае, што яны маюць слабую карэляцыю. На дыяграме ўзаемадзеяння фактараў вазьміце плошчуα дзе, напрыклад, вертыкальны тып і бакавая ступень замяшчэння ўзаемадзейнічаюць, два адрэзкі лініі перасякаюцца, што сведчыць аб моцнай карэляцыі паміж тыпам і ступенню замяшчэння, а ў вобласці b, дзе вертыкальны тып і малярная бакавая ступень замяшчэння узаемадзейнічаючы, два адрэзкі лініі маюць тэндэнцыю быць паралельнымі, што паказвае на тое, што карэляцыя паміж тыпам і малярнай заменай слабая.

2.3 Прагноз затрымкі вады

На падставе адпаведнай мадэлі, у адпаведнасці з комплексным уплывам розных эфіраў цэлюлозы на ўтрыманне вады ў растворы, утрыманне вады ў растворы прагназуецца праграмным забеспячэннем JMP і знойдзена камбінацыя параметраў для найлепшага ўтрымання вады ў растворы. Прагноз утрымання вады паказвае спалучэнне найлепшага ўтрымання вады ў будаўнічым растворы і тэндэнцыі яго развіцця, гэта значыць HEMC лепш, чым HPMC у параўнанні тыпаў, сярэдняе і нізкае замяшчэнне лепш, чым высокае замяшчэнне, а сярэдняе і высокае замяшчэнне лепш, чым нізкае замяшчэнне у малярным замяшчэнні, але істотнай розніцы паміж імі ў гэтай камбінацыі няма. Такім чынам, эфіры гидроксиэтилметилцеллюлозы з нізкай ступенню замяшчэння і высокай ступенню малярнага замяшчэння паказалі найлепшае ўтрыманне вады ў растворы пры 45℃. Пры гэтай камбінацыі прагназуемае значэнне ўтрымання вады, зададзенае сістэмай, складае 0,611736±0,014244.

3. Заключэнне

(1) У якасці адзінага істотнага фактару тып эфіру цэлюлозы аказвае значны ўплыў на ўтрыманне вады ў будаўнічым растворы, а гідраксіэтыл-метыл-эфір цэлюлозы (HEMC) лепш, чым гідраксіпрапіл-метыл-эфір цэлюлозы (HPMC). Гэта паказвае, што розніца ў тыпе замены прывядзе да розніцы ў затрымцы вады. Пры гэтым тып эфіру цэлюлозы таксама ўзаемадзейнічае са ступенню замяшчэння.

(2) Малярная ступень замяшчэння эфіру цэлюлозы ў якасці істотнага асобнага фактару, які ўплывае, зніжаецца, а ўтрыманне вады ў растворы мае тэндэнцыю да зніжэння. Гэта паказвае, што калі бакавы ланцуг замяшчальнай групы эфіру цэлюлозы працягвае падвяргацца рэакцыі этэрыфікацыі са свабоднай гідраксільнай групай, гэта таксама прывядзе да адрозненняў ва ўтрыманні вады растворам.

(3) Ступень замяшчэння простых эфіраў цэлюлозы ўзаемадзейнічае з тыпам і малярнай ступенню замяшчэння. Паміж ступенню замяшчэння і тыпам, у выпадку нізкай ступені замяшчэння, утрыманне вады HEMC лепш, чым у HPMC; у выпадку высокай ступені замяшчэння розніца паміж HEMC і HPMC не вялікая. Для ўзаемадзеяння паміж ступенню замяшчэння і малярнай ступенню замяшчэння, у выпадку нізкай ступені замяшчэння, утрыманне вады пры нізкай малярнай ступені замяшчэння лепш, чым пры высокай малярнай ступені замяшчэння; Розніца не вялікая.

(4) Ступка, змешаная з эфірам гідраксіэтылметылавай цэлюлозы з нізкай ступенню замяшчэння і высокай ступенню малярнага замяшчэння, паказала лепшае ўтрыманне вады ў гарачых умовах. Тым не менш, як растлумачыць уплыў тыпу эфіру цэлюлозы, ступені замяшчэння і малярнай ступені замяшчэння на ўтрыманне вады растворам, пытанне механікі ў гэтым аспекце ўсё яшчэ патрабуе далейшага вывучэння.