Μηχανικές ιδιότητες Τροποποιημένου Αιθέρα Κυτταρίνης για Τσιμεντοκονίαμα

Παρασκευάστηκε το τροποποιημένο τσιμεντοκονίαμα με αναλογία νερού-τσιμέντου 0,45, αναλογία ασβέστη-άμμου 1:2,5 και αιθέρα κυτταρίνης με διαφορετικά ιξώδη 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% και 1,0%. . Με τη μέτρηση των μηχανικών ιδιοτήτων της τσιμεντοκονίας και την παρατήρηση της μικροσκοπικής μορφολογίας, μελετήθηκε η επίδραση του HEMC στη θλιπτική αντοχή, την αντοχή σε κάμψη και την αντοχή συγκόλλησης της τροποποιημένης τσιμεντοκονίας. Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι: με την αύξηση της περιεκτικότητας σε HEMC, η αντοχή σε θλίψη του τροποποιημένου κονιάματος σε διαφορετικές ηλικίες μειώνεται συνεχώς και το εύρος μείωσης μειώνεται και τείνει να είναι ήπια. όταν προστίθεται το ίδιο περιεχόμενο αιθέρα κυτταρίνης, η αντοχή σε θλίψη του κονιάματος τροποποιημένου με αιθέρα κυτταρίνης με διαφορετικά ιξώδη είναι: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

Λέξεις κλειδιά:αιθέρας κυτταρίνης; τσιμεντοκονία? αντοχή σε θλίψη? αντοχή σε κάμψη? δύναμη δεσμού

1 Εισαγωγή

Σε αυτό το στάδιο, η ετήσια ζήτηση για κονίαμα στον κόσμο υπερβαίνει τους 200 εκατομμύρια τόνους και η βιομηχανική ζήτηση εξακολουθεί να αυξάνεται. Επί του παρόντος, η παραδοσιακή τσιμεντοκονία έχει ελαττώματα όπως αιμορραγία, αποκόλληση, μεγάλη συρρίκνωση ξήρανσης, κακή στεγανότητα, χαμηλή αντοχή σε εφελκυσμό και ατελή ενυδάτωση λόγω απώλειας νερού, τα οποία είναι δύσκολο να επιλυθούν, όχι μόνο προκαλούν κατασκευαστικά ελαττώματα, αλλά και οδηγούν στη σκλήρυνση Εμφανίζονται φαινόμενα όπως ρωγμές κονιάματος, κονιοποίηση, απόρριψη και κοιλότητα.

Ως ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πρόσμικτα για εμπορικά κονιάματα, ο αιθέρας κυτταρίνης έχει τις λειτουργίες κατακράτησης νερού, πύκνωσης και επιβράδυνσης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση των φυσικών ιδιοτήτων της τσιμεντοκονίας όπως εργασιμότητα, κατακράτηση νερού, απόδοση συγκόλλησης και χρόνος πήξης. , όπως η σημαντική αύξηση του τσιμέντου. Η αντοχή εφελκυσμού του κονιάματος θα μειωθεί, αλλά η αντοχή σε θλίψη, η αντοχή σε κάμψη και ο συντελεστής ελαστικότητας του τσιμεντοκονιάματος θα μειωθούν. Ο Zhang Yishun και άλλοι μελέτησαν την επίδραση του αιθέρα της μεθυλοκυτταρίνης και του υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρινικού αιθέρα στις ιδιότητες του κονιάματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι: και οι δύο αιθέρες κυτταρίνης μπορούν να βελτιώσουν την κατακράτηση νερού του κονιάματος και η αντοχή σε κάμψη και η αντοχή σε θλίψη μειώνεται σε διαφορετικούς βαθμούς, ενώ ο λόγος αναδίπλωσης και η αντοχή συγκόλλησης του κονιάματος αυξάνονται σε διαφορετικούς βαθμούς και η απόδοση συρρίκνωσης του κονιάματος μπορεί να βελτιωθεί. Οι AJenni, R.Zurbriggen, κ.λπ. χρησιμοποίησαν σύγχρονες τεχνικές δοκιμών και ανάλυσης για να μελετήσουν την αλληλεπίδραση διαφόρων υλικών στο τροποποιημένο με αιθέρα κυτταρίνης σύστημα κόλλας λεπτής στρώσης και παρατήρησαν ότι ο αιθέρας κυτταρίνης και το Ca(OH) εμφανίστηκαν κοντά στην επιφάνεια του κονιάματος . 2, που δείχνει τη μετανάστευση αιθέρων κυτταρίνης σε υλικά με βάση το τσιμέντο.

Σε αυτό το άρθρο, χρησιμοποιώντας μεθόδους δοκιμής κονιάματος όπως αντοχή σε θλίψη, αντίσταση κάμψης, συγκόλληση και μικροσκοπική εμφάνιση SEM, μελετάται η επίδραση της τσιμεντοκονίας αιθέρα κυτταρίνης σε μηχανικές ιδιότητες όπως αντοχή σε θλίψη, αντοχή σε κάμψη και αντοχή δεσμού σε διαφορετικές ηλικίες. και επεξηγείται. μηχανισμός δράσης του.

2. Πρώτες ύλες και μέθοδοι δοκιμής

2.1 Πρώτες ύλες

2.1.1 Τσιμέντο

Το συνηθισμένο λαυρικό τσιμέντο που παράγεται από την Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., μοντέλο P 042.5 (GB175-2007), έχει πυκνότητα 3,25 g/cm³ και συγκεκριμένη επιφάνεια 4200εκ²/σολ.

2.1.2 Αιθέρας υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης

Οαιθέρας υδροξυαιθυλο μεθυλοκυτταρίνηςπου παράγεται από τον Όμιλο Hercules των Ηνωμένων Πολιτειών έχει ιξώδη 50000MPa/s, 100000MPa/s και 200000MPa/s σε διάλυμα 2% στα 25°C, και οι ακόλουθες συντμήσεις είναι HEMC5, HEMC10 και HEMC20.

2.2 Μέθοδος δοκιμής

ένα. Αντοχή σε θλίψη τροποποιημένου κονιάματος

Η αντοχή σε θλίψη των δειγμάτων πράσινου σώματος δοκιμάστηκε με μια μηχανή αντοχής σε θλίψη TYE-300 από την Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Ο ρυθμός φόρτωσης είναι 0,5 kN/s. Η δοκιμή αντοχής σε θλίψη πραγματοποιείται σύμφωνα με το GB/T17671-1999 «Μέθοδος δοκιμής αντοχής τσιμεντοκονίας (Μέθοδος ISO)».

Εξ ορισμού, ο τύπος για τον υπολογισμό της αντοχής σε θλίψη του πράσινου σώματος είναι:

Rc=F/S

Όπου Rc—αντοχή σε θλίψη, MPa.

F—το φορτίο αστοχίας που επενεργεί στο δείγμα, kN.

S—περιοχή πίεσης, m².

Εξ ορισμού, ο τύπος για τον υπολογισμό της αντοχής σε κάμψη του πράσινου σώματος είναι:

Rf= (3P× L)/(2β× h²) =0,234×P

Στον τύπο, Rf—αντοχή σε κάμψη, MPa.

P—το φορτίο αστοχίας που επενεργεί στο δείγμα, kN.

L—η απόσταση μεταξύ των κέντρων των κυλίνδρων στήριξης, δηλαδή 10 cm.

β, η—το πλάτος και το ύψος της διατομής του σώματος δοκιμής, τα οποία είναι και τα δύο 4 cm.

σι. Αντοχή σε εφελκυσμό τροποποιημένης τσιμεντοκονίας

Χρησιμοποιήστε τον ZQS6-2000 Adhesive Brick Adhesive Strength Detector για να μετρήσετε την αντοχή της κόλλας και η ταχύτητα εφελκυσμού είναι 2mm/min. Η δοκιμή αντοχής συγκόλλησης πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με το JC/T985-2005 «Αυτοεπιπεδούμενο κονίαμα με βάση το τσιμέντο για έδαφος».

Εξ ορισμού, ο τύπος για τον υπολογισμό της αντοχής του δεσμού του πράσινου σώματος είναι:

P=F/S

Στον τύπο, ο Π—αντοχή σε εφελκυσμό, MPa.

F—μέγιστο φορτίο αστοχίας, N;

S—περιοχή συγκόλλησης, mm².

3. Αποτελέσματα και συζήτηση

3.1 Αντοχή σε θλίψη

Από τη θλιπτική αντοχή δύο ειδών κονιαμάτων τροποποιημένων με αιθέρα κυτταρίνης με διαφορετικά ιξώδη σε διαφορετικές ηλικίες, μπορεί να φανεί ότι με την αύξηση της περιεκτικότητας σε HEMC, η αντοχή σε θλίψη των κονιαμάτων τροποποιημένων με αιθέρα κυτταρίνης σε διαφορετικές ηλικίες (3d, 7d και 28d) μειώθηκε. σημαντικά. Μειώθηκε σημαντικά και σταδιακά σταθεροποιήθηκε: όταν η περιεκτικότητα σε HEMC ήταν μικρότερη από 0,4%, η αντοχή σε θλίψη μειώθηκε σημαντικά σε σύγκριση με το τυφλό δείγμα. όταν η περιεκτικότητα σε HEMC ήταν 0,4%~1,0%, η τάση μείωσης της θλιπτικής αντοχής επιβραδύνθηκε. Όταν η περιεκτικότητα σε αιθέρα κυτταρίνης είναι μεγαλύτερη από 0,8%, η αντοχή σε θλίψη της ηλικίας 7d και 28d είναι χαμηλότερη από αυτή του τυφλού δείγματος στην ηλικία 3d, ενώ η θλιπτική αντοχή του τροποποιημένου κονιάματος 3d είναι σχεδόν μηδενική και το δείγμα είναι ελαφρά πιεσμένο Θρυμματίζεται αμέσως, το εσωτερικό είναι πουδρένιο και η πυκνότητα είναι πολύ χαμηλή.

Η επίδραση του ίδιου HEMC στη θλιπτική αντοχή του τροποποιημένου κονιάματος σε διαφορετικές ηλικίες είναι επίσης διαφορετική, δείχνοντας ότι η θλιπτική αντοχή του 28d μειώνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας HEMC περισσότερο από αυτή των 7d και 3d. Αυτό δείχνει ότι η επιβραδυντική επίδραση του HEMC υπήρχε πάντα με την αύξηση της ηλικίας και η επιβραδυντική επίδραση του HEMC δεν επηρεάστηκε από τη μείωση του νερού στο σύστημα ή την πρόοδο της αντίδρασης ενυδάτωσης, με αποτέλεσμα την αύξηση της θλιπτικής αντοχής του τροποποιημένου κονιάματος είναι πολύ μικρότερο από αυτό χωρίς δείγματα κονιάματος αναμεμειγμένα με HEMC.

Από την καμπύλη μεταβολής της αντοχής σε θλίψη του τροποποιημένου κονιάματος με αιθέρα κυτταρίνης σε διαφορετικές ηλικίες, μπορεί να φανεί ότι όταν προστεθεί η ίδια ποσότητα αιθέρα κυτταρίνης, η αντοχή σε θλίψη του τροποποιημένου αιθέρα κυτταρίνης με διαφορετικά ιξώδη είναι: HEMC20 HEMC10>HEMC5. Αυτό συμβαίνει επειδή το HEMC με υψηλό βαθμό πολυμερισμού έχει μεγαλύτερη επίδραση στη μείωση της θλιπτικής αντοχής του κονιάματος από το HEMC με χαμηλό βαθμό πολυμερισμού, αλλά η θλιπτική αντοχή του τροποποιημένου κονιάματος που αναμιγνύεται με HEMC είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του ακατέργαστο κονίαμα χωρίς HEMC.

Οι ακόλουθοι τρεις παράγοντες οδηγούν στη μείωση της αντοχής σε θλίψη του τροποποιημένου κονιάματος: αφενός, επειδή η υδατοδιαλυτή δομή μακρομοριακού δικτύου HEMC καλύπτει τα σωματίδια τσιμέντου, γέλη CSH, οξείδιο ασβεστίου, ένυδρο αργιλικό ασβέστιο και άλλα σωματίδια και μη ενυδατωμένα σωματίδια Στην επιφάνεια, ειδικά στο πρώιμο στάδιο της ενυδάτωσης του τσιμέντου, η προσρόφηση μεταξύ ένυδρου αργιλικού ασβεστίου και HEMC επιβραδύνει την αντίδραση ενυδάτωσης του αργιλικού ασβεστίου, με αποτέλεσμα σημαντική μείωση της αντοχής σε θλίψη. Η επιβραδυντική επίδραση του μόνιμου κονιάματος είναι προφανής, γεγονός που δείχνει ότι όταν η περιεκτικότητα σε HEMC20 φτάσει το 0,8%~1%, η αντοχή 3d του τροποποιημένου δείγματος κονιάματος είναι μηδέν. από την άλλη πλευρά, το ενυδατωμένο διάλυμα HEMC έχει υψηλότερο ιξώδες και κατά τη διαδικασία ανάμιξης του κονιάματος, μπορεί να αναμιχθεί με αέρα για να σχηματίσει μεγάλο αριθμό φυσαλίδων αέρα, με αποτέλεσμα μεγάλο αριθμό κενών στο σκληρυμένο κονίαμα και η αντοχή σε θλίψη του δείγματος μειώνεται συνεχώς με την αύξηση της περιεκτικότητας σε HEMC και την αύξηση του βαθμού πολυμερισμού του. Το σύστημα κονιάματος αυξάνει μόνο την ευκαμψία του κονιάματος και δεν μπορεί να παίξει το ρόλο της άκαμπτης στήριξης, επομένως η αντοχή σε θλίψη μειώνεται.

3.2 Αντοχή σε κάμψη

Από την αντοχή σε κάμψη δύο διαφορετικού ιξώδους κονιαμάτων τροποποιημένων με αιθέρα κυτταρίνης σε διαφορετικές ηλικίες, μπορεί να φανεί ότι παρόμοια με την αλλαγή στη θλιπτική αντοχή του τροποποιημένου κονιάματος, η αντοχή σε κάμψη του τροποποιημένου κονιάματος με αιθέρα κυτταρίνης μειώνεται σταδιακά με την αύξηση της περιεκτικότητας HEMC.

Από την καμπύλη αλλαγής της αντοχής σε κάμψη του τροποποιημένου κονιάματος με αιθέρα κυτταρίνης σε διαφορετικές ηλικίες, μπορεί να φανεί ότι όταν η περιεκτικότητα σε αιθέρα κυτταρίνης είναι η ίδια, η αντοχή σε κάμψη του τροποποιημένου δείγματος κονιάματος HEMC20 είναι ελαφρώς χαμηλότερη από εκείνη του δείγματος κονιάματος τροποποιημένου HEMC10. ενώ όταν η περιεκτικότητα σε HEMC είναι 0,4%~0,8%, οι καμπύλες αλλαγής της αντοχής σε κάμψη 28d σχεδόν συμπίπτουν.

Από την καμπύλη μεταβολής της αντοχής σε κάμψη του τροποποιημένου κονιάματος με αιθέρα κυτταρίνης σε διαφορετικές ηλικίες, μπορεί επίσης να φανεί ότι η αλλαγή στην αντοχή σε κάμψη του τροποποιημένου κονιάματος είναι: HEMC5

3.3 Δύναμη δεσμού

Μπορεί να φανεί από τις καμπύλες διακύμανσης της αντοχής του δεσμού των τριών κονιαμάτων τροποποιημένων με αιθέρα κυτταρίνης σε διαφορετικές ηλικίες ότι η αντοχή δεσμού του τροποποιημένου κονιάματος αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας HEMC και σταδιακά τείνει να είναι σταθερή. Με την επιμήκυνση της ηλικίας, η αντοχή συγκόλλησης του τροποποιημένου κονιάματος παρουσίασε επίσης αυξητική τάση.

Μπορεί να φανεί από τις καμπύλες αλλαγής αντοχής δεσμού 28 ημερών των τριών κονιαμάτων τροποποιημένων με αιθέρα κυτταρίνης ότι η αντοχή δεσμού του τροποποιημένου κονιάματος αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας HEMC και σταδιακά τείνει να είναι σταθερή. Παράλληλα, με την αύξηση του βαθμού πολυμερισμού του αιθέρα κυτταρίνης, η μεταβολή της αντοχής του δεσμού του τροποποιημένου κονιάματος είναι: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Αυτό οφείλεται στην εισαγωγή μεγάλου αριθμού πόρων στο τροποποιημένο κονίαμα με υψηλή περιεκτικότητα HEMC, με αποτέλεσμα την αύξηση του πορώδους του σκληρυμένου σώματος, τη μείωση της πυκνότητας της δομής και την αργή ανάπτυξη της αντοχής του δεσμού. ; στη δοκιμή εφελκυσμού, η θραύση σημειώθηκε στο τροποποιημένο κονίαμα Εσωτερικά, δεν υπάρχει θραύση στην επιφάνεια επαφής μεταξύ του τροποποιημένου κονιάματος και του υποστρώματος, γεγονός που δείχνει ότι η αντοχή του δεσμού μεταξύ του τροποποιημένου κονιάματος και του υποστρώματος είναι μεγαλύτερη από αυτή του σκληρυμένου τροποποιημένο κονίαμα. Ωστόσο, όταν η ποσότητα του HEMC είναι χαμηλή (0%~0,4%), τα υδατοδιαλυτά μόρια HEMC μπορούν να καλύψουν και να τυλιχτούν πάνω στα ενυδατωμένα σωματίδια τσιμέντου και να σχηματίσουν ένα πολυμερές φιλμ μεταξύ των σωματιδίων τσιμέντου, το οποίο αυξάνει την ευκαμψία και την ευκαμψία του το τροποποιημένο κονίαμα. Πλαστικότητα και λόγω της εξαιρετικής κατακράτησης νερού του HEMC, το τροποποιημένο κονίαμα έχει αρκετό νερό για αντίδραση ενυδάτωσης, γεγονός που εξασφαλίζει την ανάπτυξη αντοχής τσιμέντου και η αντοχή συγκόλλησης της τροποποιημένης τσιμεντοκονίας αυξάνεται γραμμικά.

3.4 SEM

Από τις εικόνες σύγκρισης SEM πριν και μετά το τροποποιημένο κονίαμα με αιθέρα κυτταρίνης, μπορεί να φανεί ότι τα κενά μεταξύ των κρυσταλλικών κόκκων στο μη τροποποιημένο κονίαμα είναι σχετικά μεγάλα και σχηματίζεται μια μικρή ποσότητα κρυστάλλων. Στο τροποποιημένο κονίαμα, οι κρύσταλλοι αναπτύσσονται πλήρως, η ενσωμάτωση αιθέρα κυτταρίνης βελτιώνει την απόδοση συγκράτησης νερού του κονιάματος, το τσιμέντο είναι πλήρως ενυδατωμένο και τα προϊόντα ενυδάτωσης είναι εμφανή.

Αυτό συμβαίνει γιατί ο αιθέρας κυτταρίνης έχει υποστεί επεξεργασία με ειδική διαδικασία αιθεροποίησης, η οποία έχει εξαιρετική διασπορά και κατακράτηση νερού. Το νερό απελευθερώνεται σταδιακά για μεγάλο χρονικό διάστημα, μόνο μια μικρή ποσότητα νερού διαφεύγει από τους τριχοειδείς πόρους λόγω ξήρανσης και εξάτμισης και το μεγαλύτερο μέρος του νερού ενυδατώνεται με το τσιμέντο για να εξασφαλίσει την αντοχή της τροποποιημένης τσιμεντοκονίας.

4 Συμπέρασμα

ένα. Καθώς η περιεκτικότητα σε HEMC αυξάνεται, η αντοχή σε θλίψη του τροποποιημένου κονιάματος σε διαφορετικές ηλικίες μειώνεται συνεχώς και το εύρος μείωσης μειώνεται και τείνει να είναι επίπεδο. όταν η περιεκτικότητα σε αιθέρα κυτταρίνης είναι μεγαλύτερη από 0,8%, η 7d και η 28d Η αντοχή σε θλίψη του τυφλού δείγματος 3d-παλαιωμένο είναι χαμηλότερη από αυτή του τυφλού δείγματος, ενώ η αντοχή σε θλίψη 3d-παλαιωμένο του τροποποιημένου κονιάματος είναι σχεδόν μηδενική. Το δείγμα σπάει όταν πιέζεται ελαφρά και το εσωτερικό είναι κονιώδες με χαμηλή πυκνότητα.

σι. Όταν προστίθεται η ίδια ποσότητα αιθέρα κυτταρίνης, η αντοχή σε θλίψη του τροποποιημένου κονιάματος με αιθέρα κυτταρίνης με διαφορετικά ιξώδη αλλάζει ως εξής: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

ντο. Η αντοχή σε κάμψη του κονιάματος τροποποιημένου με αιθέρα κυτταρίνης μειώνεται σταδιακά με την αύξηση της περιεκτικότητας σε HEMC. Η αλλαγή της αντοχής σε κάμψη του τροποποιημένου κονιάματος είναι: HEMC5

ρε. Η αντοχή συγκόλλησης του τροποποιημένου κονιάματος αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε HEMC και σταδιακά τείνει να είναι σταθερή. Παράλληλα, με την αύξηση του βαθμού πολυμερισμού του αιθέρα κυτταρίνης, η μεταβολή της αντοχής του δεσμού του τροποποιημένου κονιάματος είναι: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

μι. Αφού αναμειχθεί ο αιθέρας κυτταρίνης στο τσιμεντοκονίαμα, ο κρύσταλλος αναπτύσσεται πλήρως, οι πόροι μεταξύ των κρυσταλλικών κόκκων μειώνονται και το τσιμέντο ενυδατώνεται πλήρως, γεγονός που εξασφαλίζει τη θλιπτική, καμπτική και συγκολλητική αντοχή της τσιμεντοκονίας.