Hüdroksüpropüülmetüültsellulooseetri mõju masinaga pihustatud tsementmördi omadustele

Tsellulooseeter on masinpuhastatud mördi oluline lisand. Uuriti nelja erineva hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (HPMC) viskoossuse mõju masinpuhastatud mördi veepeevusele, tihedusele, õhusisaldusele, mehaanilistele omadustele ja pooride suuruse jaotusele. Uuringud on näidanud, et: HPMC võib oluliselt parandada mördi veepidavust ja veepeetus võib ületada 90%, kui HPMC kogus on 0,15%. Kõige ilmsem; mördi õhusisaldus suureneb koos HPMC sisalduse suurenemisega: HPMC vähendab ilmselt tsemendimördi mehaanilisi omadusi, kuid mördi voltimissuhe suureneb; mördi pooride suurus suureneb oluliselt pärast HPMC lisamist. Kahjulike aukude ja mitmete kahjulike aukude osakaal suurenes oluliselt.

Võtmesõnad: mört; hüdroksüpropüülmetüültselluloosi eeter; veepeetus; pooride suuruse jaotus

0. Eessõna

Viimastel aastatel on tööstuse pideva arengu ja tehnoloogia täiustamisega välismaiste mördipihustusmasinate kasutuselevõtu ja täiustamise kaudu meie riigis mehaanilise pihustamise ja krohvimise tehnoloogiat oluliselt arenenud. Mehaaniline pihustusmört erineb tavalisest mördist, mis nõuab kõrget veepidavust, sobivat voolavust ja teatavat läbipaiskumisvastast toimet. Tavaliselt lisatakse mördile tsellulooseetrit, millest enim kasutatakse hüdroksüpropüülmetüültselluloosi tavalist eetrit (HPMC). HPMC põhifunktsioonid mördis on: suurepärane veepidavus, paksenemine ja viskoossus ning reoloogiline reguleerimine. Siiski ei saa tähelepanuta jätta HPMC puudusi. HPMC-l on õhku kaasahaarav toime, mis põhjustab rohkem sisemisi defekte ja vähendab oluliselt mördi mehaanilisi omadusi. Käesolevas artiklis uuritakse HPMC mõju mördi veepeetuse kiirusele, tihedusele, õhusisaldusele ja mehaanilistele omadustele makroskoopilisest aspektist ning HPMC mõju mördi pooride struktuurile mikroskoopilisest aspektist.

1. Test

1.1 Tooraine

Tsement: kaubanduslikult saadaval P·O42,5 tsement, selle 28d painde- ja survetugevus on vastavalt 6,9 ja 48,2 MPa; liiv: Chengde peen jõeliiv, 40-100 silma; tsellulooseeter: hüdroksüpropüülalkohol, mis on toodetud Hebeis asuva ettevõtte poolt Metüültsellulooseeter, valge pulber, nimiviskoossus 40, 100, 150, 200 Pa·S: Vesi: puhas kraanivesi.

1.2 Katsemeetod

Vastavalt JGJ/T 105-2011 "Mehhaanilise pihustamise ja krohvimise ehituseeskirjad" on mördi konsistents 80–120 mm ja veepeetus on suurem kui 90%. Selles testis on lubja-liiva suhe seatud 1:5, konsistentsi reguleeritakse (93±2) mm ja tsellulooseeter segatakse väliselt ja selle annus arvutatakse tsemendi massi järgi. Mördi põhiomadusi, nagu märja tihedus, õhusisaldus, veepeetus ja konsistents, testitakse viitega JGJ 70-2009 "Ehitusmördi põhiomaduste katsemeetodid" ning õhusisaldust testitakse ja arvutatakse vastavalt tiheduse meetod. Proovikehade ettevalmistus-, painde- ja survetugevuskatsed viidi läbi viidetega GB/T 17671-1999 “Meetodid tsementmörtliiva tugevuse testimiseks (ISO meetod)”. Pooride suurust testiti elavhõbeda poorimeetria abil. Elavhõbeda poorimõõturi mudel oli AUTOPORE 9500 ja mõõtevahemik 5,5 nm kuni 360μm. Kokku viidi läbi 4 testikomplekti. 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (numbrid on A, B, C, D).

2. Tulemused ja analüüs

2.1 HPMC mõju tsemendimördi veepeetumiskiirusele

Veepeetus viitab mördi võimele vett hoida. Masinaga pihustatud mördis võib tsellulooseetri lisamine tõhusalt säilitada niiskust, vähendada verejooksu kiirust ja täita tsemendipõhiste materjalide piisava hüdratatsiooni nõudeid.

HPMC mõjust mördi veepidavuse kiirusele on näha, et HPMC sisalduse suurenemisega suureneb mördi veepidavuse määr järk-järgult. 100, 150 ja 200 Pa viskoossusega tsellulooseetrite kõverad·s on põhimõtteliselt samad. Kui sisaldus on 0,05–0,15%, suureneb veepeetus lineaarselt. Kui sisaldus on 0,15%, on veepeetus suurem kui 93%..Pärast 20% muutub veepeetuse kasvav trend tasaseks, mis näitab, et HPMC kogus on küllastumise lähedal. HPMC koguse mõjukõver viskoossusega 40 Pa·s veepeetuse määral on ligikaudu sirgjoon. Kui kogus on suurem kui 0,15%, on mördi veepeetus oluliselt madalam kui ülejäänud kolmel sama viskoossusega HPMC-l. Üldiselt arvatakse, et tsellulooseetri veepeetusmehhanism on järgmine: hüdroksüülrühm tselluloosi eetri molekulil ja hapnikuaatom eetersidemel ühinevad veemolekuliga, moodustades vesiniksideme, nii et vaba vesi muutub seotud veeks. , mängides seega head veepidavust; Samuti arvatakse, et veemolekulide ja tsellulooseetri molekulaarsete ahelate vaheline difusioon võimaldab veemolekulidel siseneda tsellulooseetri makromolekulaarsete ahelate sisemusse ja olla allutatud tugevatele sidumisjõududele, parandades seeläbi tsemendilobri veepeetust. Suurepärane veepeetus võib hoida mördi homogeense, raskesti eraldatava ja saavutada hea segamisvõime, vähendades samal ajal mehaanilist kulumist ja pikendades mördi pihustusmasina eluiga.

2.2 HPMC mõju tsemendimördi tihedusele ja õhusisaldusele

HPMC erinevate viskoossuste ja dooside mõjust mördi tihedusele on näha, et kui HPMC annus on 0-0,20%, siis HPMC doosi suurenedes väheneb mördi tihedus järsult, alates 2050 kg/m³ kuni umbes 1650 kg/m³ , vähenes umbes 20% võrra; kui HPMC sisaldus ületab 0,20%, kipub tiheduse vähenemine olema tasane. Võrreldes nelja erineva viskoossusega HPMC tüüpi, on näha, et mida kõrgem on viskoossus, seda väiksem on mördi tihedus; 150 ja 200 Pa s HPMC segaviskoossusega mörtide tiheduskõverad põhimõtteliselt kattuvad, mis näitab, et HPMC viskoossuse jätkudes suurenedes mördi tihedus enam ei vähene.

HPMC erinevate viskoossuste ja dooside mõjust mördi õhusisaldusele on näha, et mördi õhusisalduse muutus on vastupidine mördi tihedusele. Õhu maht tõuseb peaaegu sirgjooneliselt; kui HPMC sisaldus ületab 0,20%, õhusisaldus peaaegu ei muutu, mis näitab, et mördi õhku kaasav toime on küllastumise lähedal. HPMC õhku kaasav toime viskoossusega 150 ja 200 Pa·s on suurem kui HPMC viskoossusega 40 ja 100 Pa·s.

Tsellulooseetri õhku kaasahaarava toime määrab peamiselt selle molekulaarstruktuur. Tsellulooseetris on nii hüdrofiilsed rühmad (hüdroksüül-, eetrirühmad) kui ka hüdrofoobsed rühmad (metüülrühmad, glükoositsüklid) ja see on pindaktiivne aine. , omab pinnaaktiivsust, omades seega õhku kaasahaaravat toimet. Ühest küljest võib sisestatud gaas toimida mördis kuullaagrina, parandada mördi töövõimet, suurendada mahtu ja suurendada väljundit, mis on tootjale kasulik. Kuid teisest küljest suurendab õhku kaasav toime mördi õhusisaldust ja poorsust pärast kõvenemist, mille tulemuseks on kahjulike pooride suurenemine ja mehaaniliste omaduste vähenemine. Kuigi HPMC-l on teatav õhku kaasav toime, ei saa see asendada õhku kaasahaaravat ainet. Lisaks, kui HPMC-d ja õhku kaasahaaravat ainet kasutatakse samaaegselt, võib õhku kaasahaarav aine ebaõnnestuda.

2.3 HPMC mõju tsemendimördi mehaanilistele omadustele

28d paindetugevuse ja 28d survetugevuse põhjal on näha, et kui HPMC kogus on vaid 0,05%, väheneb mördi paindetugevus oluliselt, mis on ligikaudu 25% madalam kui ilma HPMCta tooriku proovil ja survetugevus saab ulatuda ainult 65%ni tühiproovist. 80%. Kui HPMC sisaldus ületab 0,20%, ei ole mördi painde- ja survetugevuse vähenemise aste ilmne. HPMC viskoossus mõjutab mördi mehaanilisi omadusi vähe. HPMC tekitab palju pisikesi õhumulle ning mördile õhku kaasa haarav toime suurendab mördi sisemist poorsust ja kahjulikke poore, mille tulemusena väheneb oluliselt surve- ja paindetugevus. Teine mördi tugevuse vähenemise põhjus on tsellulooseetri vett kinnipidav toime, mis hoiab kõvastunud mördis vett ning suur veesideaine suhe toob kaasa katseploki tugevuse vähenemise. Kuigi tsellulooseeter võib mehaanilise ehitusmördi puhul märkimisväärselt suurendada mördi veepeetust ja parandada selle töödeldavust, mõjutab see liiga suure koguse korral tõsiselt mördi mehaanilisi omadusi, seega tuleks nende kahe vahelist suhet kaaluda mõistlikult.

28-päevasest voltimissuhtest on näha, et HPMC sisalduse suurenemisega näitab mördi üldine voltimissuhe tõusutrendi, mis on põhimõtteliselt lineaarne seos. Selle põhjuseks on asjaolu, et lisatud tsellulooseeter tekitab suurel hulgal õhumulle, põhjustades mördi sees rohkem defekte, mille tulemuseks on mördi survetugevuse järsk vähenemine ja kuigi teatud määral väheneb ka paindetugevus; kuid tsellulooseeter võib parandada mördi painduvust ja vastupidavust. Voltimistugevus on soodne, mistõttu vähenemine aeglustub. Kui mõelda kõikehõlmavalt, siis nende kahe koosmõju tulemuseks on voltimissuhte suurenemine.

2.4 HPMC mõju mördi pooride suurusele

Nelja proovirühma A, B, C ja D pooride suuruse jaotuse kõveraid mõõdeti elavhõbeda sissetungimise poorimeetria abil.

Vastavalt pooride suuruse jaotuskõverale, pooride suuruse jaotuse andmetele ja AD proovide erinevatele statistilistele parameetritele on HPMC-l suur mõju tsemendimördi pooride struktuurile:

(1) Pärast HPMC lisamist suureneb tsemendimördi pooride suurus märkimisväärselt. Pooride suuruse jaotuskõveral liigub pildi pindala paremale ja tipuväärtusele vastav pooriväärtus muutub suuremaks. Ka pooride suuruse jaotuse ja pooride mediaansuuruse statistilistest andmetest erinevate statistiliste parameetrite katsetulemustes on näha, et tsemendimördi keskmine pooride suurus pärast HPMC lisamist on oluliselt suurem kui tühiproovil ning proovis 0,3% doosiga Väärtuse ava on 2 suurusjärku suurem kui tühiproovi oma.

(2) Wu Zhongwei et al. jagas betooni poorid nelja tüüpi, mis on kahjutud poorid (≤20 nm), vähe kahjulikke poore (20–100 nm), kahjulikud poorid (100–200 nm) ja palju kahjulikke poore (≥200 nm). 200 nm). Poori suuruse jaotuse statistilistest andmetest ja erinevate statistiliste parameetrite katsetulemustest on näha, et kahjutute või vähem kahjulike pooride arv väheneb oluliselt ning kahjulike või kahjulikumate pooride arv suureneb pärast HPMC lisamist. Proovi kahjutud või vähem kahjulikud poorid ilma HPMCta on umbes 49,4% ning kahjutute või vähemkahjulike pooride hulk väheneb oluliselt pärast HPMC lisamist. Võttes näiteks 0,1% annuse, vähenevad kahjutud või vähem kahjulikud poorid umbes 45%. , kahjulike pooride arv on suurem kui 10μm kasvas umbes 9 korda.

3) Poori keskmine läbimõõt, keskmine pooride läbimõõt, pooride erimaht ja eripind ei järgi HPMC sisalduse suurenemisega väga ranget muutumisreeglit, mis võib olla seotud proovivaliku suure hajutamisega elavhõbeda süstimise katses. Kuid üldiselt kipuvad HPMC-ga segatud proovi keskmine pooride läbimõõt, keskmine pooride läbimõõt ja pooride erimaht võrreldes tühiprooviga suurenema, samas kui eripind väheneb.

3. Järeldus

(1) Mördi veepidavus suureneb koos HPMC sisalduse suurenemisega. Tsellulooseetri kõverad viskoossusega 100, 150 ja 200 Pa·S on põhimõtteliselt samad ja veepeetuse määr on suurem kui 93%, kui sisaldus on 0,15%. Kui sisu 40 Pa·s tsellulooseetri sisaldus on suurem kui 0,15%, veepeetuse määr on madalam kui ülejäänud kolme tüüpi viskoossusega HPMC omadel.

(2) Mördi tihedus väheneb järk-järgult koos HPMC sisalduse suurenemisega ja sisaldus on 0,05%. Tiheduse vähenemine on kõige ilmsem 0,20%, umbes 20%; kui sisaldus ületab 0,20%, tihedus peaaegu ei muutu; mördi õhusisaldus suureneb koos HPMC sisalduse suurenemisega.

(3) HPMC sisalduse suurenemine vähendab ilmselt tsemendimördi mehaanilisi omadusi, kuid mördi vastav voltimissuhe suureneb ja mördi paindlikkus muutub paremaks.

(4) Pärast HPMC lisamist suureneb mördi pooride suurus märkimisväärselt ning kahjulike pooride ja mitmete kahjulike pooride osakaal suureneb oluliselt. 0,1% HPMC sisaldusega proov vähenes umbes 45% võrreldes tühiprooviga, mille poorid ei olnud või olid vähem kahjulikud, ja kahjulikumate pooride arv, mis on suuremad kui 10μm kasvas umbes 9 korda.