Επίδραση του αιθέρα κυτταρίνης στις ιδιότητες του κονιάματος

Μελετήθηκαν οι επιδράσεις δύο ειδών αιθέρων κυτταρίνης στην απόδοση του κονιάματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι και τα δύο είδη αιθέρων κυτταρίνης θα μπορούσαν να βελτιώσουν σημαντικά την κατακράτηση νερού του κονιάματος και να μειώσουν τη συνοχή του κονιάματος. Η θλιπτική αντοχή μειώνεται σε διαφορετικούς βαθμούς, αλλά ο λόγος αναδίπλωσης και η αντοχή συγκόλλησης του κονιάματος αυξάνονται σε διαφορετικούς βαθμούς, βελτιώνοντας έτσι την κατασκευή του κονιάματος.

Λέξεις κλειδιά:αιθέρας κυτταρίνης; παράγοντας συγκράτησης νερού? δύναμη συγκόλλησης

Αιθέρας κυτταρίνης (MC)είναι ένα παράγωγο φυσικού υλικού κυτταρίνης. Ο αιθέρας κυτταρίνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως παράγοντας κατακράτησης νερού, πυκνωτικό, συνδετικό, μέσο διασποράς, σταθεροποιητής, παράγοντας εναιώρησης, γαλακτωματοποιητής και βοήθημα σχηματισμού φιλμ κ.λπ. Επειδή ο αιθέρας κυτταρίνης έχει καλή κατακράτηση νερού και παχυντικό αποτέλεσμα στο κονίαμα, μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την εργασιμότητα του κονιάματος, επομένως ο αιθέρας κυτταρίνης είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υδατοδιαλυτό πολυμερές στο κονίαμα.

1. Υλικά δοκιμής και μέθοδοι δοκιμής

1.1 Πρώτες ύλες

Τσιμέντο: Συνηθισμένο τσιμέντο Portland που παράγεται από την Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd., με βαθμό αντοχής 42,5. Άμμος: Κίτρινη άμμος Nanyang, μέτρο λεπτότητας 2,75, μέτρια άμμος. Αιθέρας κυτταρίνης (MC): C9101 που παράγεται από την Beijing Luojian Company και HPMC που παράγεται από την Shanghai Huiguang Company.

1.2 Μέθοδος δοκιμής

Σε αυτή τη μελέτη, η αναλογία ασβέστη-άμμου ήταν 1:2 και η αναλογία νερού-τσιμέντου ήταν 0,45. ο αιθέρας κυτταρίνης αναμίχθηκε πρώτα με τσιμέντο και στη συνέχεια προστέθηκε άμμος και αναδεύτηκε ομοιόμορφα. Η δοσολογία του αιθέρα κυτταρίνης υπολογίζεται σύμφωνα με το ποσοστό της μάζας του τσιμέντου.

Η δοκιμή αντοχής σε θλίψη και η δοκιμή συνοχής πραγματοποιούνται με αναφορά στο JGJ 70-90 «Μέθοδοι δοκιμής για τις βασικές ιδιότητες του δομικού κονιάματος». Η δοκιμή αντοχής σε κάμψη πραγματοποιείται σύμφωνα με το GB/T 17671–1999 «Δοκιμή αντοχής τσιμεντοκονίας».

Η δοκιμή κατακράτησης νερού πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο διηθητικού χαρτιού που χρησιμοποιείται σε γαλλικές επιχειρήσεις παραγωγής πορομπετόν. Η συγκεκριμένη διαδικασία είναι η εξής: (1) βάλτε 5 στρώσεις αργού διηθητικού χαρτιού σε ένα πλαστικό κυκλικό πιάτο και ζυγίστε τη μάζα του. (2) βάλτε ένα σε άμεση επαφή με το κονίαμα Τοποθετήστε το διηθητικό χαρτί υψηλής ταχύτητας στο διηθητικό χαρτί χαμηλής ταχύτητας και, στη συνέχεια, πιέστε έναν κύλινδρο με εσωτερική διάμετρο 56 mm και ύψος 55 mm στο γρήγορο διηθητικό χαρτί. (3) Ρίξτε το κονίαμα στον κύλινδρο. (4) Αφού έρθουν σε επαφή το κονίαμα και το διηθητικό χαρτί για 15 λεπτά, ζυγίστε ξανά την ποιότητα του αργού διηθητικού χαρτιού και του πλαστικού δίσκου. (5) Υπολογίστε τη μάζα νερού που απορροφάται από το αργό διηθητικό χαρτί ανά τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας, που είναι ο ρυθμός απορρόφησης νερού. (6) Ο ρυθμός απορρόφησης νερού είναι ο αριθμητικός μέσος όρος των δύο αποτελεσμάτων της δοκιμής. Εάν η διαφορά μεταξύ των τιμών του ρυθμού υπερβαίνει το 10%, η δοκιμή πρέπει να επαναληφθεί. (7) Η κατακράτηση νερού του κονιάματος εκφράζεται με το ρυθμό απορρόφησης νερού.

Η δοκιμή αντοχής δεσμού πραγματοποιήθηκε με αναφορά στη μέθοδο που προτείνεται από την Ιαπωνική Εταιρεία για την Επιστήμη των Υλικών και η αντοχή του δεσμού χαρακτηρίστηκε από αντοχή σε κάμψη. Η δοκιμή υιοθετεί ένα δείγμα πρίσματος του οποίου το μέγεθος είναι 160 mm×40 χλστ×40 χλστ. Το συνηθισμένο δείγμα κονιάματος που έγινε εκ των προτέρων ωριμάστηκε μέχρι την ηλικία των 28 ημερών και στη συνέχεια κόπηκε στα δύο. Τα δύο μισά του δείγματος έγιναν δείγματα με συνηθισμένο κονίαμα ή πολυμερές κονίαμα, και στη συνέχεια σκληρύνθηκαν φυσικά σε εσωτερικούς χώρους μέχρι μια ορισμένη ηλικία και στη συνέχεια δοκιμάστηκαν σύμφωνα με τη μέθοδο δοκιμής για την αντοχή στην κάμψη της τσιμεντοκονίας.

2. Αποτελέσματα δοκιμών και ανάλυση

2.1 Συνέπεια

Από την επίδραση του αιθέρα κυτταρίνης στη συνοχή του κονιάματος, μπορεί να φανεί ότι με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης, η συνοχή του κονιάματος παρουσιάζει βασικά πτωτική τάση και η μείωση της συνοχής του κονιάματος που αναμιγνύεται με HPMC είναι ταχύτερη. από εκείνο του κονιάματος αναμεμειγμένο με C9101. Αυτό οφείλεται στο ότι το ιξώδες του αιθέρα κυτταρίνης εμποδίζει τη ροή του κονιάματος και το ιξώδες του HPMC είναι υψηλότερο από αυτό του C9101.

2.2 Κατακράτηση νερού

Στο κονίαμα, τα τσιμεντοειδή υλικά όπως το τσιμέντο και ο γύψος πρέπει να ενυδατωθούν με νερό για να πήξουν. Μια λογική ποσότητα αιθέρα κυτταρίνης μπορεί να διατηρήσει την υγρασία στο κονίαμα για αρκετό χρόνο, έτσι ώστε η διαδικασία πήξης και σκλήρυνσης να συνεχιστεί.

Από την επίδραση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης στην κατακράτηση νερού του κονιάματος, μπορεί να φανεί ότι: (1) Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης C9101 ή HPMC, ο ρυθμός απορρόφησης νερού του κονιάματος μειώθηκε σημαντικά, δηλαδή η κατακράτηση νερού του Το κονίαμα βελτιώθηκε σημαντικά, ειδικά όταν αναμίχθηκε με κονίαμα HPMC. Η κατακράτηση νερού του μπορεί να βελτιωθεί περισσότερο. (2) Όταν η ποσότητα του HPMC είναι 0,05% έως 0,10%, το κονίαμα πληροί πλήρως τις απαιτήσεις συγκράτησης νερού στη διαδικασία κατασκευής.

Και οι δύο αιθέρες κυτταρίνης είναι μη ιοντικά πολυμερή. Οι ομάδες υδροξυλίου στη μοριακή αλυσίδα του αιθέρα κυτταρίνης και τα άτομα οξυγόνου στους αιθερικούς δεσμούς μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με μόρια νερού, μετατρέποντας το ελεύθερο νερό σε δεσμευμένο νερό, παίζοντας έτσι καλό ρόλο στην κατακράτηση νερού.

Η κατακράτηση νερού του αιθέρα κυτταρίνης εξαρτάται κυρίως από το ιξώδες, το μέγεθος των σωματιδίων, τον ρυθμό διάλυσης και την ποσότητα προσθήκης. Γενικά, όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα που προστίθεται, τόσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, και όσο λεπτότερη είναι η λεπτότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η κατακράτηση νερού. Τόσο ο αιθέρας κυτταρίνης C9101 όσο και ο αιθέρας HPMC έχουν μεθοξυ και υδροξυπροποξυ ομάδες στη μοριακή αλυσίδα, αλλά η περιεκτικότητα σε μεθοξυ στον αιθέρα κυτταρίνης HPMC είναι υψηλότερη από αυτή του C9101 και το ιξώδες του HPMC είναι υψηλότερο από αυτό του C9101, επομένως η κατακράτηση νερού του κονιάματος αναμεμειγμένο με HPMC είναι υψηλότερο από αυτό του κονιάματος που αναμιγνύεται με μεγάλο κονίαμα HPMC C9101. Ωστόσο, εάν το ιξώδες και το σχετικό μοριακό βάρος του αιθέρα κυτταρίνης είναι πολύ υψηλά, η διαλυτότητά του θα μειωθεί ανάλογα, γεγονός που θα έχει αρνητικό αντίκτυπο στην αντοχή και την εργασιμότητα του κονιάματος. Δομική αντοχή για την επίτευξη άριστο αποτέλεσμα συγκόλλησης.

2.3 Αντοχή σε κάμψη και αντοχή σε θλίψη

Από την επίδραση του αιθέρα κυτταρίνης στην αντοχή σε κάμψη και θλίψη του κονιάματος, φαίνεται ότι με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης, η αντοχή σε κάμψη και θλίψη του κονιάματος στις 7 και 28 ημέρες παρουσίασε πτωτική τάση. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι: (1) Όταν προστίθεται αιθέρας κυτταρίνης στο κονίαμα, τα εύκαμπτα πολυμερή στους πόρους του κονιάματος αυξάνονται και αυτά τα εύκαμπτα πολυμερή δεν μπορούν να παρέχουν άκαμπτη υποστήριξη όταν συμπιέζεται η σύνθετη μήτρα. Ως αποτέλεσμα, η αντοχή σε κάμψη και θλίψη του κονιάματος μειώνεται. (2) Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης, το αποτέλεσμα κατακράτησης νερού του γίνεται όλο και καλύτερο, έτσι ώστε μετά το σχηματισμό του μπλοκ δοκιμής κονιάματος, το πορώδες στο μπλοκ δοκιμής κονιάματος αυξάνεται, η αντοχή σε κάμψη και θλίψη θα μειωθεί ; (3) όταν το ξηρό αναμεμειγμένο κονίαμα αναμιγνύεται με νερό, τα σωματίδια λατέξ αιθέρα κυτταρίνης προσροφώνται πρώτα στην επιφάνεια των σωματιδίων τσιμέντου για να σχηματίσουν ένα φιλμ λατέξ, το οποίο μειώνει την ενυδάτωση του τσιμέντου, μειώνοντας έτσι και την αντοχή του το γουδί.

Αναλογία διπλώματος 2,4

Η ευκαμψία του κονιάματος προσδίδει στο κονίαμα καλή παραμόρφωση, η οποία του επιτρέπει να προσαρμόζεται στην καταπόνηση που δημιουργείται από τη συρρίκνωση και την παραμόρφωση του υποστρώματος, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά τη συγκόλληση και την αντοχή του κονιάματος.

Από την επίδραση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης στην αναλογία αναδίπλωσης κονιάματος (ff/fo), μπορεί να φανεί ότι με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης C9101 και HPMC, η αναλογία διπλώματος κονιάματος παρουσίασε βασικά μια αυξητική τάση, υποδεικνύοντας ότι η ευελιξία του κονιάματος ήταν βελτιωμένη.

Όταν ο αιθέρας της κυτταρίνης διαλύεται στο κονίαμα, επειδή το μεθοξυλ και το υδροξυπροποξυλ στη μοριακή αλυσίδα θα αντιδράσουν με τα Ca2+ και Al3+ στον πολτό, σχηματίζεται ένα παχύρρευστο πήκτωμα και γεμίζει το κενό της τσιμεντοκονίας, επομένως παίζει ρόλο εύκαμπτης πλήρωσης και εύκαμπτο οπλισμό, βελτιώνοντας τη συμπαγή του κονιάματος, και δείχνει ότι η ευκαμψία του τροποποιημένου κονιάματος βελτιώνεται μακροσκοπικά.

2.5 Δύναμη δεσμού

Από την επίδραση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης στην αντοχή του δεσμού κονιάματος, μπορεί να φανεί ότι η αντοχή του δεσμού κονιάματος αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης.

Η προσθήκη αιθέρα κυτταρίνης μπορεί να σχηματίσει ένα λεπτό στρώμα αδιάβροχης πολυμερούς μεμβράνης μεταξύ αιθέρα κυτταρίνης και σωματιδίων ένυδρου τσιμέντου. Αυτή η μεμβράνη έχει στεγανοποιητικό αποτέλεσμα και βελτιώνει το φαινόμενο "επιφανειακής ξηρότητας" του κονιάματος. Λόγω της καλής κατακράτησης νερού του αιθέρα κυτταρίνης, αποθηκεύεται αρκετό νερό στο εσωτερικό του κονιάματος, εξασφαλίζοντας έτσι την ενυδάτωση της σκλήρυνσης του τσιμέντου και την πλήρη ανάπτυξη της αντοχής του και βελτιώνοντας την αντοχή του δεσμού του τσιμεντοπολτού. Επιπλέον, η προσθήκη αιθέρα κυτταρίνης βελτιώνει τη συνοχή του κονιάματος και κάνει το κονίαμα να έχει καλή πλαστικότητα και ευκαμψία, γεγονός που καθιστά το κονίαμα ικανό να προσαρμόζεται στην παραμόρφωση συρρίκνωσης του υποστρώματος, βελτιώνοντας έτσι την αντοχή συγκόλλησης του κονιάματος .

2.6 Συρρίκνωση

Μπορεί να φανεί από την επίδραση της περιεκτικότητας σε αιθέρα κυτταρίνης στη συρρίκνωση του κονιάματος: (1) Η τιμή συρρίκνωσης του κονιάματος αιθέρα κυτταρίνης είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του ακατέργαστου κονιάματος. (2) Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε C9101, η τιμή συρρίκνωσης του κονιάματος μειώθηκε σταδιακά, αλλά όταν η περιεκτικότητα έφτασε στο 0,30%, η τιμή συρρίκνωσης του κονιάματος αυξήθηκε. Αυτό συμβαίνει γιατί όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα του αιθέρα κυτταρίνης, τόσο μεγαλύτερο είναι το ιξώδες του, γεγονός που προκαλεί αύξηση της ζήτησης νερού. (3) Με την αύξηση της περιεκτικότητας HPMC, η τιμή συρρίκνωσης του κονιάματος μειώθηκε σταδιακά, αλλά όταν η περιεκτικότητά του έφτασε στο 0,20%, η τιμή συρρίκνωσης του κονιάματος αυξήθηκε και στη συνέχεια μειώθηκε. Αυτό συμβαίνει επειδή το ιξώδες του HPMC είναι μεγαλύτερο από αυτό του C9101. Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του αιθέρα κυτταρίνης. Όσο καλύτερη είναι η κατακράτηση νερού, τόσο περισσότερη περιεκτικότητα σε αέρα, όταν η περιεκτικότητα σε αέρα φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, η τιμή συρρίκνωσης του κονιάματος θα αυξηθεί. Επομένως, όσον αφορά την τιμή συρρίκνωσης, η βέλτιστη δόση του C9101 είναι 0,05%~0,20%. Η βέλτιστη δόση HPMC είναι 0,05%~0,10%.

3. Συμπέρασμα

1. Ο αιθέρας κυτταρίνης μπορεί να βελτιώσει την κατακράτηση νερού του κονιάματος και να μειώσει τη συνοχή του κονιάματος. Η προσαρμογή της ποσότητας αιθέρα κυτταρίνης μπορεί να καλύψει τις ανάγκες του κονιάματος που χρησιμοποιείται σε διαφορετικά έργα.

2. Η προσθήκη αιθέρα κυτταρίνης μειώνει την αντοχή στην κάμψη και τη θλιπτική αντοχή του κονιάματος, αλλά αυξάνει την αναλογία διπλώματος και την αντοχή συγκόλλησης σε κάποιο βαθμό, βελτιώνοντας έτσι την ανθεκτικότητα του κονιάματος.

3. Η προσθήκη αιθέρα κυτταρίνης μπορεί να βελτιώσει την απόδοση συρρίκνωσης του κονιάματος και με την αύξηση της περιεκτικότητάς του, η τιμή συρρίκνωσης του κονιάματος γίνεται όλο και μικρότερη. Όταν όμως η ποσότητα του αιθέρα κυτταρίνης φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, η τιμή συρρίκνωσης του κονιάματος αυξάνεται σε ένα ορισμένο βαθμό λόγω της αύξησης της ποσότητας που συμπαρασύρει τον αέρα.