Влияние на хидроксиетил метилцелулозата върху циментовия разтвор

Изследвано е влиянието на фактори като промяната на вискозитета на хидроксиетил метилцелулозата (HEMC), независимо дали е модифицирана или не, и промяната на съдържанието върху границата на провлачване и пластичния вискозитет на пресен циментов разтвор. За немодифициран HEMC, колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-ниски са границата на провлачване и пластичният вискозитет на хоросана; влиянието на промяната на вискозитета на модифицирания HEMC върху реологичните свойства на разтвора е отслабено; без значение дали е модифициран или не, колкото по-висок е вискозитетът на HEMC, толкова по-нисък е ефектът на забавяне на границата на провлачване и развитието на пластичния вискозитет на разтвора е по-очевиден. Когато съдържанието на HEMC е по-голямо от 0,3%, напрежението на провлачване и пластичният вискозитет на хоросана се увеличават с увеличаването на съдържанието; когато съдържанието на HEMC е голямо, напрежението на провлачване на разтвора намалява с времето и обхватът на пластичния вискозитет се увеличава с времето.

Ключови думи: хидроксиетил метилцелулоза, пресен разтвор, реологични свойства, граница на провлачване, пластичен вискозитет

I. Въведение

С развитието на строителната технология на хоросана все повече внимание се обръща на механизираното строителство. Вертикалното транспортиране на дълги разстояния поставя нови изисквания към изпомпвания хоросан: трябва да се поддържа добра течливост през целия процес на изпомпване. Това изисква изследване на влияещите фактори и ограничителните условия на течливостта на разтвора, а общият метод е да се наблюдават реологичните параметри на разтвора.

Реологичните свойства на хоросана зависят главно от естеството и количеството на суровините. Целулозният етер е добавка, широко използвана в промишлени хоросани, която има голямо влияние върху реологичните свойства на хоросана, така че учени в страната и чужбина са провели някои изследвания върху него. В обобщение могат да се направят следните заключения: увеличаването на количеството целулозен етер ще доведе до увеличаване на първоначалния въртящ момент на хоросана, но след период на разбъркване съпротивлението на потока на хоросана вместо това ще намалее (1) ; когато първоначалната течливост е основно същата, течливостта на хоросана ще се загуби първо. увеличен след намаляване (2); якостта на провлачване и пластичният вискозитет на хоросана показаха тенденция първо да намаляват и след това да се увеличават, а целулозен етер насърчава разрушаването на структурата на хоросана и удължава времето от разрушаването до реконструкцията (3); Етерът и сгъстеният прах имат по-висок вискозитет и стабилност и т.н. (4). Горните проучвания обаче все още имат недостатъци:

Стандартите за измерване и процедурите на различните учени не са еднакви и резултатите от тестовете не могат да бъдат сравнени точно; обхватът на тестване на инструмента е ограничен и реологичните параметри на измерения хоросан имат малък диапазон на вариация, който не е широко представителен; липсват сравнителни тестове на целулозни етери с различен вискозитет; Има много влияещи фактори и повторяемостта не е добра. През последните години появата на реометъра за хоросани Viskomat XL осигури голямо удобство за точното определяне на реологичните свойства на хоросана. Той има предимствата на високо ниво на автоматично управление, голям капацитет, широк обхват на тестване и резултати от теста, които са в съответствие с действителните условия. В тази статия, въз основа на използването на този тип инструмент, резултатите от изследванията на съществуващите учени са синтезирани и тестовата програма е формулирана за изследване на ефекта на различни видове и вискозитети на хидроксиетил метилцелулоза (HEMC) върху реологията на хоросана в по-голям диапазон на дозиране. въздействие върху производителността.

2. Реологичен модел на пресен циментов разтвор

Откакто реологията беше въведена в науката за цимента и бетона, голям брой проучвания показват, че пресният бетон и хоросанът могат да се разглеждат като течност на Bingham, а Banfill допълнително разработи осъществимостта на използването на модела на Bingham за описание на реологичните свойства на хоросана (5). В реологичното уравнение τ=τ0+μγ на модела на Bingham, τ е напрежението на срязване, τ0 е напрежението на провлачване, μ е пластичният вискозитет и γ е скоростта на срязване. Сред тях τ0 и μ са двата най-важни параметъра: τ0 е минималното напрежение на срязване, което може да накара циментовия разтвор да тече и само когато τ>τ0 действа върху разтвора, разтворът може да тече; μ отразява вискозното съпротивление, когато хоросанът тече Колкото по-голямо е μ, толкова по-бавно тече хоросанът [3]. В случай, когато τ0 и μ са неизвестни, напрежението на срязване трябва да бъде измерено при поне две различни скорости на срязване, преди да може да бъде изчислено (6).

В даден реометър за хоросан, кривата NT, получена чрез задаване на скоростта на въртене на острието N и измерване на въртящия момент T, генериран от съпротивлението на срязване на хоросана, може също да се използва за изчисляване на друго уравнение T=g+, което отговаря на модела на Bingham Двата параметъра g и h от Nh. g е пропорционален на границата на провлачване τ0, h е пропорционален на пластичния вискозитет μ и τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h, където G е константа, свързана с инструмента, а K може да се преминава през известния поток. Получава се чрез коригиране на течността, чиито характеристики се променят със скоростта на срязване[7]. За удобство тази статия директно обсъжда g и h и използва променящия се закон на g и h, за да отрази променящия се закон на границата на провлачване и пластичния вискозитет на разтвора.

3. Тествайте

3.1 Суровини

3.2 пясък

Кварцов пясък: едрият пясък е 20-40 меша, средният пясък е 40-70 меша, финият пясък е 70-100 меша и трите се смесват в съотношение 2:2:1.

3.3 Целулозен етер

Хидроксиетил метилцелулоза HEMC20 (вискозитет 20 000 mPa s), HEMC25 (вискозитет 25 000 mPa s), HEMC40 (вискозитет 40 000 mPa s) и HEMC45 (вискозитет 45 000 mPa s), от които HEMC25 и HEMC45 е модифициран целулозен етер.

3.4 Вода за смесване

чешмяна вода.

3.5 План за тестване

Съотношението вар-пясък е 1:2,5, консумацията на вода е фиксирана на 60% от консумацията на цимент, а съдържанието на HEMC е 0-1,2% от консумацията на цимент.

Първо смесете равномерно претегления цимент, HEMC и кварцов пясък, след това добавете водата за смесване съгласно GB/T17671-1999 и разбъркайте, след което използвайте реометъра за хоросан Viskomat XL за тестване. Тестовата процедура е: скоростта се увеличава бързо от 0 до 80 оборота в минута при 0~5 минути, 60 оборота в минута при 5 ~ 7 минути, 40 оборота в минута при 7 ~ 9 минути, 20 оборота в минута при 9 ~ 11 минути, 10 оборота в минута при 11 ~ 13 минути и 5 оборота в минута при 13 ~ 15 минути, 15~30 минути, скоростта е 0 оборота в минута и след това цикъл веднъж на всеки 30 минути съгласно горната процедура, а общото време за тест е 120 минути.

4. Резултати и обсъждане

4.1 Ефект от промяната на вискозитета на HEMC върху реологичните свойства на циментовия разтвор

(Количеството на HEMC е 0,5% от масата на цимента), което отразява съответно закона за изменение на границата на провлачване и пластичния вискозитет на разтвора. Може да се види, че въпреки че вискозитетът на HEMC40 е по-висок от този на HEMC20, границата на провлачване и пластичният вискозитет на хоросана, смесен с HEMC40, са по-ниски от тези на хоросана, смесен с HEMC20; въпреки че вискозитетът на HEMC45 е с 80% по-висок от този на HEMC25, границата на провлачване на хоросана е малко по-ниска, а пластичният вискозитет е между. След 90 минути се наблюдава увеличение. Това е така, защото колкото по-висок е вискозитетът на целулозния етер, толкова по-бавна е скоростта на разтваряне и толкова по-дълго е необходимо на разтвора, приготвен с него, за да достигне крайния вискозитет [8]. Освен това, в същия момент от теста, обемната плътност на хоросана, смесен с HEMC40, беше по-ниска от тази на хоросана, смесен с HEMC20, а тази на хоросана, смесен с HEMC45, беше по-ниска от тази на хоросана, смесен с HEMC25, което показва, че HEMC40 и HEMC45 са въвели повече въздушни мехурчета и въздушните мехурчета в хоросана имат ефект на „топка“, което също намалява съпротивлението на хоросана при изтичане.

След добавяне на HEMC40 границата на провлачване на хоросана беше в равновесие след 60 минути и пластичният вискозитет се увеличи; след добавяне на HEMC20 границата на провлачване на хоросана достигна равновесие след 30 минути и пластичният вискозитет се увеличи. Това показва, че HEMC40 има по-голям забавящ ефект върху развитието на границата на провлачване на хоросана и пластичния вискозитет от HEMC20 и отнема повече време за достигане на крайния вискозитет.

Границата на провлачане на разтвора, смесен с HEMC45, намалява от 0 до 120 минути, а пластичният вискозитет се повишава след 90 минути; докато границата на провлачване на разтвора, смесен с HEMC25, се увеличава след 90 минути, а пластичният вискозитет се увеличава след 60 минути. Това показва, че HEMC45 има по-голям забавящ ефект върху развитието на границата на провлачване на хоросана и пластичния вискозитет от HEMC25, а времето, необходимо за достигане на крайния вискозитет, също е по-дълго.

4.2 Ефектът на съдържанието на HEMC върху границата на провлачване на циментовия разтвор

По време на изпитването факторите, влияещи върху границата на провлачване на хоросана, са: разслояване и кървене на хоросана, увреждане на структурата чрез разбъркване, образуване на продукти на хидратация, намаляване на свободната влага в хоросана и забавящ ефект на целулозния етер. За забавящия ефект на целулозния етер по-общоприетото мнение е да се обясни с адсорбцията на примеси.

Може да се види, че когато се добави HEMC40 и съдържанието му е по-малко от 0,3%, границата на провлачване на хоросана намалява постепенно с увеличаване на съдържанието на HEMC40; когато съдържанието на HEMC40 е по-голямо от 0,3%, границата на провлачане на хоросана постепенно се увеличава. Поради кървене и разслояване на хоросана без целулозен етер, няма достатъчно циментова паста между агрегатите за смазване, което води до увеличаване на границата на провлачване и затруднено изтичане. Правилното добавяне на целулозен етер може ефективно да подобри феномена на разслояване на хоросана, а въведените въздушни мехурчета са еквивалентни на малки „топчета“, които могат да намалят границата на провлачване на хоросана и да го направят лесен за изтичане. Тъй като съдържанието на целулозен етер се увеличава, неговото фиксирано съдържание на влага също се увеличава постепенно. Когато съдържанието на целулозен етер надвиши определена стойност, влиянието на намаляването на свободната влага започва да играе водеща роля и границата на провлачване на разтвора постепенно се увеличава.

Когато количеството на HEMC40 е по-малко от 0,3%, границата на провлачане на хоросана намалява постепенно в рамките на 0-120 минути, което е свързано главно с все по-сериозното разслояване на хоросана, тъй като има известно разстояние между острието и дъното на хоросана инструментът и агрегатът след разслояване потъват на дъното, горното съпротивление става по-малко; когато съдържанието на HEMC40 е 0,3%, хоросанът трудно ще се разслои, адсорбцията на целулозен етер е ограничена, хидратацията е доминираща и границата на провлачване има известно увеличение; съдържанието на HEMC40 е Когато съдържанието на целулозен етер е 0,5% -0,7%, адсорбцията на целулозен етер се увеличава постепенно, скоростта на хидратация намалява и тенденцията на развитие на границата на провлачване на хоросана започва да се променя; На повърхността скоростта на хидратация е по-ниска и границата на провлачане на хоросана намалява с времето.

4.3 Ефект на съдържанието на HEMC върху пластичния вискозитет на циментовия разтвор

Може да се види, че след добавяне на HEMC40, пластичният вискозитет на хоросана нараства постепенно с увеличаването на съдържанието на HEMC40. Това е така, защото целулозният етер има сгъстяващ ефект, което може да увеличи вискозитета на течността и колкото по-голяма е дозата, толкова по-голям е вискозитетът на хоросана. Причината, поради която пластичният вискозитет на хоросана намалява след добавяне на 0,1% HEMC40, също се дължи на ефекта на „топката“ от въвеждането на въздушни мехурчета и намаляването на кървенето и разслояването на хоросана.

Пластичният вискозитет на обикновения хоросан без добавяне на целулозен етер постепенно намалява с времето, което също е свързано с по-ниската плътност на горната част, причинена от наслояването на хоросана; когато съдържанието на HEMC40 е 0,1% -0,5%, структурата на хоросана е относително еднородна и структурата на хоросана е относително еднородна след 30 минути. Пластичният вискозитет не се променя много. По това време той отразява главно ефекта на вискозитета на самия целулозен етер; след като съдържанието на HEMC40 е по-голямо от 0,7%, пластичният вискозитет на хоросана се увеличава постепенно с увеличаването на времето, тъй като вискозитетът на хоросана също е свързан с този на целулозния етер. Вискозитетът на разтвора на целулозния етер нараства постепенно в рамките на определен период от време след началото на смесването. Колкото по-голяма е дозата, толкова по-значителен е ефектът от нарастване с времето.

V. Заключение

Фактори като промяната на вискозитета на HEMC, независимо дали е модифициран или не, и промяната на дозировката ще повлияят значително на реологичните свойства на разтвора, което може да бъде отразено от двата параметъра на границата на провлачване и пластичния вискозитет.

За немодифициран HEMC, колкото по-голям е вискозитетът, толкова по-ниски са границата на провлачване и пластичният вискозитет на хоросана в рамките на 0-120 минути; влиянието на промяната на вискозитета на модифицирания HEMC върху реологичните свойства на разтвора е по-слабо от това на немодифицирания HEMC; без значение от модификацията. Независимо дали е постоянна или не, колкото по-голям е вискозитетът на HEMC, толкова по-значителен е забавящият ефект върху развитието на границата на провлачване на хоросана и пластичния вискозитет.

При добавяне на HEMC40 с вискозитет 40000mPa·s и съдържанието му е по-голямо от 0,3%, границата на провлачване на хоросана нараства постепенно; когато съдържанието надвиши 0,9%, границата на провлачане на хоросана започва да показва тенденция на постепенно намаляване с времето; Пластичният вискозитет се увеличава с увеличаване на съдържанието на HEMC40. Когато съдържанието е по-голямо от 0,7%, пластичният вискозитет на хоросана започва да показва тенденция към постепенно нарастване с времето.