Η επίδραση του αιθέρα της κυτταρίνης στην κατακράτηση νερού

Η μέθοδος περιβαλλοντικής προσομοίωσης χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη της επίδρασης αιθέρων κυτταρίνης με διαφορετικούς βαθμούς υποκατάστασης και μοριακής υποκατάστασης στην κατακράτηση νερού του κονιάματος σε θερμές συνθήκες. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων των δοκιμών με χρήση στατιστικών εργαλείων δείχνει ότι ο αιθέρας υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρίνης με χαμηλό βαθμό υποκατάστασης και υψηλό βαθμό γραμμομοριακής υποκατάστασης δείχνει την καλύτερη κατακράτηση νερού στο κονίαμα.

Λέξεις κλειδιά: αιθέρας κυτταρίνης: κατακράτηση νερού. γουδί; περιβαλλοντική μέθοδος προσομοίωσης; θερμές συνθήκες

Λόγω των πλεονεκτημάτων του στον ποιοτικό έλεγχο, την ευκολία χρήσης και μεταφοράς και την προστασία του περιβάλλοντος, το ξηρό κονίαμα χρησιμοποιείται σήμερα όλο και πιο ευρέως στην κατασκευή κτιρίων. Το ξηρό κονίαμα χρησιμοποιείται μετά από προσθήκη νερού και ανάμειξη στο εργοτάξιο. Το νερό έχει δύο κύριες λειτουργίες: η μία είναι να εξασφαλίσει την κατασκευαστική απόδοση του κονιάματος και η άλλη είναι να εξασφαλίσει την ενυδάτωση του τσιμεντοειδούς υλικού έτσι ώστε το κονίαμα να μπορεί να επιτύχει τις απαιτούμενες φυσικές και μηχανικές ιδιότητες μετά τη σκλήρυνση. Από την ολοκλήρωση της προσθήκης νερού στο κονίαμα έως την ολοκλήρωση της κατασκευής έως την απόκτηση επαρκών φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων, το ελεύθερο νερό θα μεταναστεύσει προς δύο κατευθύνσεις εκτός από την ενυδάτωση του τσιμέντου: απορρόφηση του βασικού στρώματος και επιφανειακή εξάτμιση. Σε ζεστές συνθήκες ή σε άμεσο ηλιακό φως, η υγρασία εξατμίζεται γρήγορα από την επιφάνεια. Σε ζεστές συνθήκες ή κάτω από άμεσο ηλιακό φως, είναι απαραίτητο το κονίαμα να συγκρατεί γρήγορα την υγρασία από την επιφάνεια και να μειώνει την ελεύθερη απώλεια νερού του. Το κλειδί για την αξιολόγηση της κατακράτησης νερού του κονιάματος είναι να προσδιοριστεί η κατάλληλη μέθοδος δοκιμής. Οι Li Wei et al. μελέτησε τη μέθοδο δοκιμής της κατακράτησης νερού κονιάματος και διαπίστωσε ότι σε σύγκριση με τη μέθοδο διήθησης υπό κενό και τη μέθοδο διηθητικού χαρτιού, η μέθοδος περιβαλλοντικής προσομοίωσης μπορεί να χαρακτηρίσει αποτελεσματικά τη συγκράτηση νερού του κονιάματος σε διαφορετικές θερμοκρασίες περιβάλλοντος.

Ο αιθέρας κυτταρίνης είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος παράγοντας συγκράτησης νερού σε προϊόντα ξηρής ανάμειξης κονιάματος. Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενοι αιθέρες κυτταρίνης σε ξηρά ανάμιξη κονιάματος είναι ο αιθέρας της υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρίνης (HEMC) και ο αιθέρας της υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης (HPMC). Αντίστοιχες ομάδες υποκαταστάτη είναι υδροξυαιθύλιο, μεθύλιο και υδροξυπροπύλιο, μεθύλιο. Ο βαθμός υποκατάστασης (DS) του αιθέρα κυτταρίνης υποδεικνύει τον βαθμό στον οποίο η υδροξυλομάδα σε κάθε μονάδα ανυδρογλυκόζης είναι υποκατεστημένη και ο βαθμός μοριακής υποκατάστασης (MS) δείχνει ότι εάν η ομάδα υποκατάστασης περιέχει μια ομάδα υδροξυλίου, η αντίδραση υποκατάστασης συνεχίζεται σε διεξάγεται η αντίδραση αιθεροποίησης από τη νέα ελεύθερη υδροξυλομάδα. βαθμός. Η χημική δομή και ο βαθμός υποκατάστασης του αιθέρα κυτταρίνης είναι σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη μεταφορά υγρασίας στο κονίαμα και τη μικροδομή του κονιάματος. Η αύξηση του μοριακού βάρους του αιθέρα κυτταρίνης θα αυξήσει την κατακράτηση νερού του κονιάματος και ο διαφορετικός βαθμός υποκατάστασης θα επηρεάσει επίσης την κατακράτηση νερού του κονιάματος.

Οι κύριοι παράγοντες του περιβάλλοντος κατασκευής του ξηρού-αναμειγμένου κονιάματος περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τη σχετική υγρασία, την ταχύτητα του ανέμου και τις βροχοπτώσεις. Όσον αφορά τα θερμά κλίματα, η Επιτροπή 305 του ACI (American Concrete Institute) το ορίζει ως οποιονδήποτε συνδυασμό παραγόντων όπως η υψηλή ατμοσφαιρική θερμοκρασία, η χαμηλή σχετική υγρασία και η ταχύτητα του ανέμου, που βλάπτουν την ποιότητα ή την απόδοση φρέσκου ή σκληρυμένου σκυροδέματος αυτού του τύπου καιρού. Το καλοκαίρι στη χώρα μου είναι συχνά η εποχή αιχμής για την κατασκευή διαφόρων κατασκευαστικών έργων. Οι κατασκευές σε θερμό κλίμα με υψηλή θερμοκρασία και χαμηλή υγρασία, ειδικά το τμήμα του κονιάματος πίσω από τον τοίχο μπορεί να εκτεθεί στο ηλιακό φως, το οποίο θα επηρεάσει τη φρέσκια ανάμειξη και τη σκλήρυνση του ξηρού κονιάματος. Σημαντικές επιδράσεις στην απόδοση όπως μειωμένη εργασιμότητα, αφυδάτωση και απώλεια δύναμης. Ο τρόπος διασφάλισης της ποιότητας του ξηρού αναμεμειγμένου κονιάματος σε κατασκευές με ζεστό κλίμα έχει προσελκύσει την προσοχή και την έρευνα των τεχνικών της βιομηχανίας κονιαμάτων και του προσωπικού κατασκευής.

Σε αυτό το άρθρο, η μέθοδος περιβαλλοντικής προσομοίωσης χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της κατακράτησης νερού κονιάματος αναμεμειγμένο με αιθέρα υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρίνης και αιθέρα υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης με διαφορετικούς βαθμούς υποκατάστασης και μοριακής υποκατάστασης στους 45°C℃, και χρησιμοποιείται το στατιστικό λογισμικό JMP8.02 αναλύει τα δεδομένα της δοκιμής για να μελετήσει την επίδραση διαφορετικών αιθέρων κυτταρίνης στην κατακράτηση νερού του κονιάματος υπό θερμές συνθήκες.

1. Πρώτες ύλες και μέθοδοι δοκιμής

1.1 Πρώτες ύλες

Conch P. 042.5 Τσιμέντο, χαλαζιακή άμμος 50-100 mesh, αιθέρας υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρίνης (HEMC) και αιθέρας υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης (HPMC) με ιξώδες 40000mPa·μικρό. Προκειμένου να αποφευχθεί η επίδραση άλλων συστατικών, η δοκιμή υιοθετεί μια απλοποιημένη φόρμουλα κονιάματος, που περιλαμβάνει 30% τσιμέντο, 0,2% αιθέρα κυτταρίνης και 69,8% χαλαζιακή άμμο και η ποσότητα νερού που προστίθεται είναι 19% της συνολικής φόρμουλας κονιάματος. Και οι δύο είναι αναλογίες μάζας.

1.2 Μέθοδος περιβαλλοντικής προσομοίωσης

Η συσκευή δοκιμής της μεθόδου περιβαλλοντικής προσομοίωσης χρησιμοποιεί λαμπτήρες ιωδίου-βολφραμίου, ανεμιστήρες και περιβαλλοντικούς θαλάμους για την προσομοίωση εξωτερικής θερμοκρασίας, υγρασίας και ταχύτητας ανέμου κ.λπ., για να δοκιμάσει τη διαφορά ποιότητας του πρόσφατα αναμεμειγμένου κονιάματος υπό διαφορετικές συνθήκες και δοκιμάστε την κατακράτηση νερού του κονιάματος. Σε αυτό το πείραμα, η μέθοδος δοκιμής στη βιβλιογραφία έχει βελτιωθεί και ο υπολογιστής συνδέεται με την ισορροπία για αυτόματη εγγραφή και δοκιμή, μειώνοντας έτσι το πειραματικό σφάλμα.

Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε σε τυπικό εργαστήριο [θερμοκρασία (23±2)°C, σχετική υγρασία (50±3)%] χρησιμοποιώντας ένα μη απορροφητικό βασικό στρώμα (πλαστικό πιάτο με εσωτερική διάμετρο 88 mm) σε θερμοκρασία ακτινοβόλησης 45°Γ. Η μέθοδος δοκιμής είναι η εξής:

(1) Με τον ανεμιστήρα απενεργοποιημένο, ανάψτε τη λάμπα ιωδίου-βολφραμίου και τοποθετήστε το πλαστικό πιάτο σε σταθερή θέση κάθετα κάτω από τη λάμπα ιωδίου-βολφραμίου για να προθερμανθεί για 1 ώρα.

(2) Ζυγίστε το πλαστικό πιάτο, στη συνέχεια τοποθετήστε το αναδευόμενο κονίαμα στο πλαστικό πιάτο, λειάνετε το σύμφωνα με το απαιτούμενο πάχος και στη συνέχεια ζυγίστε το.

(3) Επαναφέρετε το πλαστικό πιάτο στην αρχική του θέση και το λογισμικό ελέγχει την ισορροπία ώστε να ζυγίζεται αυτόματα μία φορά κάθε 5 λεπτά και η δοκιμή τελειώνει μετά από 1 ώρα.

2. Αποτελέσματα και συζήτηση

Αποτελέσματα υπολογισμού του ρυθμού κατακράτησης νερού R0 κονιάματος αναμεμειγμένου με διαφορετικούς αιθέρες κυτταρίνης μετά από ακτινοβόληση στους 45°C°C για 30 λεπτά.

Τα παραπάνω δεδομένα δοκιμών αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας το προϊόν JMP8.02 της ομάδας στατιστικού λογισμικού SAS Company, προκειμένου να ληφθούν αξιόπιστα αποτελέσματα ανάλυσης. Η διαδικασία ανάλυσης έχει ως εξής.

2.1 Ανάλυση παλινδρόμησης και προσαρμογή

Η προσαρμογή του μοντέλου πραγματοποιήθηκε με τυπικά ελάχιστα τετράγωνα. Η σύγκριση μεταξύ της μετρούμενης τιμής και της προβλεπόμενης τιμής δείχνει την αξιολόγηση της προσαρμογής του μοντέλου και εμφανίζεται πλήρως γραφικά. Οι δύο διακεκομμένες καμπύλες αντιπροσωπεύουν το "διάστημα εμπιστοσύνης 95%" και η διακεκομμένη οριζόντια γραμμή αντιπροσωπεύει τη μέση τιμή όλων των δεδομένων. Η διακεκομμένη καμπύλη και η τομή των διακεκομμένων οριζόντιων γραμμών υποδηλώνει ότι το ψευδοστάδιο του μοντέλου είναι τυπικό.

Συγκεκριμένες τιμές για σύνοψη προσαρμογής και ANOVA. Στην κατάλληλη περίληψη, το R² έφτασε το 97%, και η τιμή P στην ανάλυση διακύμανσης ήταν πολύ μικρότερη από 0,05. Ο συνδυασμός των δύο συνθηκών δείχνει περαιτέρω ότι η προσαρμογή του μοντέλου είναι σημαντική.

2.2 Ανάλυση παραγόντων που επηρεάζουν

Στο πλαίσιο αυτού του πειράματος, υπό συνθήκες ακτινοβολίας 30 λεπτών, οι συντελεστές επιρροής προσαρμογής είναι οι ακόλουθοι: όσον αφορά τους μεμονωμένους παράγοντες, οι τιμές p που λαμβάνονται από τον τύπο αιθέρα κυτταρίνης και ο βαθμός γραμμομοριακής υποκατάστασης είναι όλες μικρότερες από 0,05 , που δείχνει ότι το δεύτερο Το τελευταίο έχει σημαντική επίδραση στην κατακράτηση νερού του κονιάματος. Όσον αφορά την αλληλεπίδραση, από τα πειραματικά αποτελέσματα της ανάλυσης προσαρμογής, τα αποτελέσματα της επίδρασης του τύπου αιθέρα κυτταρίνης, του βαθμού υποκατάστασης (Ds) και του βαθμού μοριακής υποκατάστασης (MS) στην κατακράτηση νερού του κονιάματος, ο τύπος του αιθέρα κυτταρίνης και ο βαθμός υποκατάστασης, Η αλληλεπίδραση μεταξύ του βαθμού υποκατάστασης και του μοριακού βαθμού υποκατάστασης έχει σημαντική επίδραση στην κατακράτηση νερού του κονιάματος, επειδή οι τιμές p και των δύο είναι μικρότερες από 0,05. Η αλληλεπίδραση των παραγόντων δείχνει ότι η αλληλεπίδραση δύο παραγόντων περιγράφεται πιο διαισθητικά. Ο σταυρός δείχνει ότι τα δύο έχουν ισχυρή συσχέτιση και ο παραλληλισμός δείχνει ότι τα δύο έχουν ασθενή συσχέτιση. Στο διάγραμμα αλληλεπίδρασης παραγόντων, πάρτε την περιοχήα όπου ο κατακόρυφος τύπος και ο πλευρικός βαθμός υποκατάστασης αλληλεπιδρούν ως παράδειγμα, τα δύο ευθύγραμμα τμήματα τέμνονται, υποδεικνύοντας ότι η συσχέτιση μεταξύ του τύπου και του βαθμού υποκατάστασης είναι ισχυρή και στην περιοχή b όπου ο κατακόρυφος τύπος και ο βαθμός γραμμομοριακής πλευρικής υποκατάστασης αλληλεπιδρούν , τα δύο ευθύγραμμα τμήματα τείνουν να είναι παράλληλα, υποδεικνύοντας ότι η συσχέτιση μεταξύ τύπου και μοριακής υποκατάστασης είναι ασθενής.

2.3 Πρόβλεψη κατακράτησης νερού

Με βάση το μοντέλο προσαρμογής, σύμφωνα με τη συνολική επίδραση διαφορετικών αιθέρων κυτταρίνης στην κατακράτηση νερού του κονιάματος, η κατακράτηση νερού του κονιάματος προβλέπεται από το λογισμικό JMP και βρίσκεται ο συνδυασμός παραμέτρων για την καλύτερη κατακράτηση νερού του κονιάματος. Η πρόβλεψη κατακράτησης νερού δείχνει τον συνδυασμό της καλύτερης κατακράτησης νερού κονιάματος και της τάσης ανάπτυξής της, δηλαδή, το HEMC είναι καλύτερο από το HPMC στη σύγκριση τύπων, η μέση και χαμηλή υποκατάσταση είναι καλύτερη από την υψηλή υποκατάσταση και η μεσαία και υψηλή υποκατάσταση είναι καλύτερη από τη χαμηλή υποκατάσταση σε μοριακή υποκατάσταση, αλλά δεν υπάρχει σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο σε αυτόν τον συνδυασμό. Συνοπτικά, οι αιθέρες υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρίνης με χαμηλό βαθμό υποκατάστασης και υψηλό βαθμό γραμμομοριακής υποκατάστασης έδειξαν την καλύτερη κατακράτηση νερού κονιάματος στους 45°C℃. Κάτω από αυτόν τον συνδυασμό, η προβλεπόμενη τιμή κατακράτησης νερού που δίνεται από το σύστημα είναι 0,611736±0,014244.

3. Συμπέρασμα

(1) Ως σημαντικός μεμονωμένος παράγοντας, ο τύπος αιθέρα κυτταρίνης έχει σημαντικό αντίκτυπο στην κατακράτηση νερού του κονιάματος και ο αιθέρας υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρίνης (HEMC) είναι καλύτερος από τον αιθέρα υδροξυπροπυλμεθυλοκυτταρίνης (HPMC). Δείχνει ότι η διαφορά στον τύπο της υποκατάστασης θα οδηγήσει στη διαφορά στην κατακράτηση νερού. Ταυτόχρονα, ο τύπος του αιθέρα κυτταρίνης αλληλεπιδρά επίσης με τον βαθμό υποκατάστασης.

(2) Ως σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τον μεμονωμένο παράγοντα, ο βαθμός μοριακής υποκατάστασης του αιθέρα κυτταρίνης μειώνεται και η κατακράτηση νερού του κονιάματος τείνει να μειώνεται. Αυτό δείχνει ότι καθώς η πλευρική αλυσίδα της ομάδας υποκαταστάτη αιθέρα κυτταρίνης συνεχίζει να υφίσταται αντίδραση αιθεροποίησης με την ελεύθερη ομάδα υδροξυλίου, θα οδηγήσει επίσης σε διαφορές στην κατακράτηση νερού του κονιάματος.

(3) Ο βαθμός υποκατάστασης των αιθέρων κυτταρίνης αλληλεπιδρά με τον τύπο και τον μοριακό βαθμό υποκατάστασης. Μεταξύ του βαθμού υποκατάστασης και του τύπου, στην περίπτωση χαμηλού βαθμού υποκατάστασης, η κατακράτηση νερού του HEMC είναι καλύτερη από αυτή του HPMC. στην περίπτωση υψηλού βαθμού υποκατάστασης, η διαφορά μεταξύ HEMC και HPMC δεν είναι μεγάλη. Για την αλληλεπίδραση μεταξύ του βαθμού υποκατάστασης και της μοριακής υποκατάστασης, στην περίπτωση χαμηλού βαθμού υποκατάστασης, η κατακράτηση νερού χαμηλού μοριακού βαθμού υποκατάστασης είναι καλύτερη από εκείνη του υψηλού μοριακού βαθμού υποκατάστασης. Η διαφορά δεν είναι τεράστια.

(4) Το κονίαμα αναμεμειγμένο με αιθέρα υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρίνης με χαμηλό βαθμό υποκατάστασης και υψηλό βαθμό γραμμομοριακής υποκατάστασης έδειξε την καλύτερη κατακράτηση νερού υπό θερμές συνθήκες. Ωστόσο, πώς να εξηγήσουμε την επίδραση του τύπου αιθέρα κυτταρίνης, του βαθμού υποκατάστασης και του μοριακού βαθμού υποκατάστασης στην κατακράτηση νερού του κονιάματος, το μηχανιστικό ζήτημα σε αυτή την πτυχή χρειάζεται ακόμη περαιτέρω μελέτη.