اتر سلولزی روی ملات ماسه سرباره

با استفاده از P·سیمان درجه 52.5 II به عنوان ماده سیمانی و ماسه سرباره فولاد به عنوان سنگدانه ریز، ماسه سرباره فولادی با سیالیت بالا و استحکام بالا با افزودن مواد افزودنی شیمیایی مانند کاهنده آب، پودر لاتکس و ملات مخصوص کف زدا و اثرات دو متفاوت تهیه می شود. ویسکوزیته (2000mPa·s و 6000mPa·s) اتر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) بر روی احتباس آب، سیالیت و استحکام آن مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که: (1) هر دو HPMC2000 و HPMC6000 می توانند به طور قابل توجهی میزان نگهداری آب ملات تازه مخلوط شده را افزایش دهند و عملکرد حفظ آب آن را بهبود بخشند. (2) هنگامی که محتوای اتر سلولز کم باشد، تأثیر آن بر سیالیت ملات آشکار نیست. هنگامی که به 0.25٪ یا بیشتر افزایش می یابد، اثر زوال خاصی بر سیالیت ملات دارد که در این میان اثر زوال HPMC6000 آشکارتر است. (3) افزودن اتر سلولز هیچ تأثیر آشکاری بر مقاومت فشاری 28 روزه ملات ندارد، اما اضافه کردن HPMC2000 زمان نامناسب، بدیهی است که برای مقاومت خمشی در سنین مختلف نامطلوب است و در عین حال به طور قابل توجهی کاهش می دهد. مقاومت فشاری اولیه ملات (3 روز و 7 روز)؛ (4) افزودن HPMC6000 تأثیر خاصی بر استحکام خمشی سنین مختلف دارد، اما کاهش به طور قابل توجهی کمتر از HPMC2000 بود. در این مقاله در نظر گرفته شده است که هنگام تهیه ملات ماسه مخصوص سرباره فولادی با سیالیت بالا، میزان نگهداری آب بالا و استحکام بالا باید HPMC6000 انتخاب شود و دوز آن نباید بیشتر از 0.20 درصد باشد.

کلمات کلیدی:شن و ماسه سرباره فولادی؛ اتر سلولز؛ ویسکوزیته؛ عملکرد کاری؛ قدرت

مقدمه

سرباره فولاد محصول جانبی تولید فولاد است. با توسعه صنعت آهن و فولاد، میزان تخلیه سالانه سرباره فولاد در سال های اخیر حدود 100 میلیون تن افزایش یافته است و مشکل ذخیره سازی به دلیل عدم استفاده به موقع از منابع بسیار جدی است. بنابراین استفاده از منابع و دفع سرباره فولاد با روش های علمی و موثر مشکلی است که نمی توان آن را نادیده گرفت. سرباره فولادی دارای ویژگی های چگالی بالا، بافت سخت و مقاومت فشاری بالا است و می تواند به عنوان جایگزینی برای ماسه طبیعی در ملات سیمان یا بتن استفاده شود. سرباره فولاد نیز واکنش پذیری خاصی دارد. سرباره فولاد به پودر ظرافت خاصی (پودر سرباره فولاد) آسیاب می شود. پس از مخلوط شدن با بتن، می تواند اثر پوزولانی داشته باشد که به افزایش مقاومت دوغاب و بهبود انتقال رابط بین سنگدانه بتن و دوغاب کمک می کند. مساحت، در نتیجه مقاومت بتن افزایش می یابد. با این حال، باید توجه داشت که سرباره فولادی که بدون هیچ اقدامی تخلیه می شود، اکسید کلسیم آزاد داخلی، اکسید منیزیم آزاد و فاز RO باعث پایداری حجمی ضعیف سرباره فولاد می شود که تا حد زیادی استفاده از سرباره فولادی را به عنوان درشت و درشت محدود می کند. سنگدانه های ریز کاربرد در ملات سیمان یا بتن. وانگ یوجی و همکاران فرآیندهای مختلف تصفیه سرباره فولادی را خلاصه کرد و دریافت که سرباره فولادی که با روش پر کردن گرم تیمار شده است، پایداری خوبی دارد و می تواند مشکل انبساط آن را در بتن سیمانی برطرف کند، و فرآیند تصفیه داغ گرفتگی در واقع در کارخانه شماره 3 آهن و فولاد شانگهای برای اولین بار سنگدانه های سرباره فولادی علاوه بر مشکل پایداری، دارای ویژگی های منافذ ناهموار، چند زاویه و مقدار کمی محصولات هیدراتاسیون روی سطح هستند. هنگامی که به عنوان سنگدانه برای تهیه ملات و بتن استفاده می شود، عملکرد کاری آنها اغلب تحت تأثیر قرار می گیرد. در حال حاضر، با فرض اطمینان از پایداری حجم، استفاده از سرباره فولاد به عنوان سنگدانه ریز برای تهیه ملات ویژه، جهت مهمی برای استفاده از منابع سرباره فولادی است. این مطالعه نشان داد که افزودن کاهنده آب، پودر لاتکس، اتر سلولز، عامل جذب کننده هوا و کف زدا به ملات ماسه سرباره فولادی می تواند عملکرد مخلوط و عملکرد سخت شده ملات ماسه سرباره فولاد را در صورت نیاز بهبود بخشد. نگارنده از تدابیر افزودن پودر لاتکس و سایر مواد افزودنی برای تهیه ملات ترمیم کننده ماسه سرباره فولادی استفاده کرده است. در تولید و کاربرد ملات، اتر سلولز رایج ترین ماده افزودنی شیمیایی است. متداول ترین اترهای سلولز مورد استفاده در ملات هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر (HPMC) و هیدروکسی اتیل متیل سلولز اتر (HEMC) هستند. )صبر کن اتر سلولز می تواند عملکرد کاری ملات را تا حد زیادی بهبود بخشد، مانند حفظ آب عالی ملات از طریق غلیظ شدن، اما افزودن اتر سلولز نیز بر سیالیت، محتوای هوا، زمان گیرش و سخت شدن ملات تأثیر می گذارد. خواص مختلف.

به منظور هدایت بهتر توسعه و کاربرد ملات ماسه سرباره فولادی، بر اساس تحقیقات قبلی در مورد ملات ماسه سرباره فولاد، این مقاله از دو نوع ویسکوزیته (2000 میلی پاسکال) استفاده می کند.·s و 6000mPa·s) اتر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) تحقیقات تجربی را در مورد تأثیر ملات با مقاومت بالا ماسه سرباره فولادی بر عملکرد کاری (سیالیت و حفظ آب) و مقاومت فشاری و خمشی انجام دهید.

1. بخش تجربی

1.1 مواد اولیه

سیمان: Onoda P·سیمان عیار 52.5 II.

شن و ماسه سرباره فولادی: سرباره فولاد مبدل تولید شده توسط شانگهای بائو استیل با فرآیند پر کردن داغ، با چگالی ظاهری 1910 کیلوگرم بر متر پردازش می شود.³، متعلق به ماسه متوسط ​​و مدول ظرافت 2.3 است.

کاهنده آب: کاهنده آب پلی کربوکسیلات (PC) تولید شده توسط Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd.، به صورت پودر.

پودر لاتکس: مدل 5010N ارائه شده توسط Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

کف زدا: محصول کد P803 ارائه شده توسط گروه شیمیایی Mingling آلمان، پودر، چگالی 340 کیلوگرم بر متر³، مقیاس خاکستری 34٪ (800°C)، مقدار pH 7.2 (20°C DIN ISO 976، 1% در فاصله، آب).

سلولز اتر: هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر ارائه شده توسطشرکت کیما شیمی با مسئولیت محدودبا ویسکوزیته 2000 میلی پاسکال·s به عنوان HPMC2000 تعیین می شود و ویسکوزیته آن 6000 میلی پاسکال است.·s به عنوان HPMC6000 تعیین شده است.

آب مخلوط: آب لوله کشی.

1.2 نسبت تجربی

نسبت سیمان به ماسه ملات فولادی سرباره به ماسه تهیه شده در مرحله اولیه آزمایش 1:3 (نسبت جرمی)، نسبت آب به سیمان 0.50 (نسبت جرمی) و دوز فوق روان کننده پلی کربوکسیلات 0.25٪ بود. (درصد جرم سیمان، همان زیر.)، محتوای پودر لاتکس 2.0٪ و محتوای کف زدا 0.08٪ است. برای آزمایش های مقایسه ای، دوز دو اتر سلولزی HPMC2000 و HPMC6000 به ترتیب 0.15، 0.20، 0.25 و 0.30 درصد بود.

1.3 روش تست

روش آزمایش سیالیت ملات: ملات را مطابق با GB/T 17671-1999 «آزمایش مقاومت ملات سیمانی (روش ISO)» تهیه کنید، از قالب آزمایشی در GB/T2419-2005 «روش تست سیالیت ملات سیمانی» استفاده کنید و ملات خوب را هم بزنید. به سرعت داخل قالب آزمایشی، ملات اضافی را با یک سوهان پاک کنید، قالب آزمایش را به صورت عمودی به سمت بالا بلند کنید و زمانی که ملات دیگر جریان نداشت، حداکثر قطر سطح پخش شده ملات و قطر را در جهت عمودی اندازه گیری کنید. مقدار متوسط ​​را بگیرید، نتیجه به 5 میلی متر دقیق است.

آزمایش میزان نگهداری آب ملات طبق روش مشخص شده در JGJ/T 70-2009 «روش‌های آزمایش برای خواص اساسی ملات ساختمانی» انجام می‌شود.

آزمایش مقاومت فشاری و مقاومت خمشی ملات طبق روش مندرج در GB/T 17671-1999 انجام می شود و سن آزمایش به ترتیب 3 روز، 7 روز و 28 روز می باشد.

2. نتایج و بحث

2.1 اثر اتر سلولز بر عملکرد کاری ملات ماسه سرباره فولادی

از تأثیر محتوای مختلف اتر سلولز بر حفظ آب ملات ماسه سرباره فولادی، می توان دریافت که افزودن HPMC2000 یا HPMC6000 می تواند به طور قابل توجهی حفظ آب ملات تازه مخلوط شده را بهبود بخشد. با افزایش محتوای اتر سلولز، میزان احتباس آب ملات به شدت افزایش یافته و سپس ثابت ماند. در میان آنها، هنگامی که محتوای اتر سلولز تنها 0.15٪ باشد، میزان نگهداری آب ملات در مقایسه با مقدار بدون افزودن، نزدیک به 10٪ افزایش می یابد و به 96٪ می رسد. هنگامی که محتوای آن به 0.30٪ افزایش می یابد، میزان نگهداری آب ملات به 98.5٪ می رسد. مشاهده می شود که افزودن اتر سلولز می تواند به طور قابل توجهی حفظ آب ملات را بهبود بخشد.

از تأثیر دوزهای مختلف اتر سلولز بر سیالیت ملات ماسه سرباره فولادی، می توان دریافت که وقتی دوز اتر سلولز 0.15٪ و 0.20٪ باشد، تأثیر آشکاری بر سیالیت ملات ندارد. هنگامی که دوز به 0.25٪ یا بالاتر افزایش می یابد، تأثیر بیشتری بر سیالیت دارد، اما سیالیت همچنان می تواند در 260 میلی متر و بالاتر حفظ شود. هنگامی که دو اتر سلولزی در یک مقدار هستند، در مقایسه با HPMC2000، تأثیر منفی HPMC6000 بر سیالیت ملات آشکارتر است.

هیدروکسی پروپیل متیل سلولز اتر یک پلیمر غیر یونی با احتباس آب خوب است و در یک محدوده مشخص، هر چه ویسکوزیته بیشتر باشد، احتباس آب بهتر و اثر ضخیم شدن آشکارتر است. دلیل آن این است که گروه هیدروکسیل در زنجیره مولکولی آن و اتم اکسیژن روی پیوند اتری می توانند با مولکول های آب پیوند هیدروژنی ایجاد کنند و آب آزاد را به آب محدود تبدیل کنند. بنابراین، در همان دوز، HPMC6000 می تواند ویسکوزیته ملات را بیش از HPMC2000 افزایش دهد، سیالیت ملات را کاهش دهد و میزان نگهداری آب را به وضوح افزایش دهد. سند 10 پدیده فوق را با تشکیل یک محلول ویسکوالاستیک پس از حل شدن اتر سلولز در آب و مشخص کردن خواص جریان با تغییر شکل توضیح می دهد. می توان استنباط کرد که ملات سرباره فولادی تهیه شده در این مقاله دارای سیالیت زیادی است که بدون اختلاط می تواند به 295 میلی متر برسد و تغییر شکل آن نسبتاً زیاد است. هنگامی که اتر سلولز اضافه می شود، دوغاب تحت جریان ویسکوز قرار می گیرد و توانایی آن برای بازیابی شکل کم است، بنابراین منجر به کاهش تحرک می شود.

2.2 اثر اتر سلولز بر مقاومت ملات ماسه سرباره فولادی

افزودن اتر سلولز نه تنها بر عملکرد کار ملات ماسه سرباره فولادی تأثیر می گذارد، بلکه بر خواص مکانیکی آن نیز تأثیر می گذارد.

از تأثیر دوزهای مختلف اتر سلولز بر مقاومت فشاری ملات ماسه سرباره فولادی، می توان دریافت که پس از افزودن HPMC2000 و HPMC6000، مقاومت فشاری ملات در هر دوز با افزایش سن افزایش می یابد. افزودن HPMC2000 هیچ تأثیر آشکاری بر مقاومت فشاری 28 روزه ملات ندارد و نوسان مقاومت زیاد نیست. در حالی که HPMC2000 تأثیر بیشتری بر استحکام اولیه (3 روزه و 7 روزه) دارد، روند کاهش آشکاری را نشان می دهد، اگرچه دوز به 0.25٪ افزایش می یابد و بالاتر، مقاومت فشاری اولیه کمی افزایش یافته است، اما همچنان کمتر از آن بدون افزایش است. اضافه کردن هنگامی که محتوای HPMC6000 کمتر از 0.20٪ باشد، تأثیر آن بر مقاومت فشاری 7 روزه و 28 روزه آشکار نیست و مقاومت فشاری 3 روزه به آرامی کاهش می یابد. هنگامی که محتوای HPMC6000 به 0.25٪ و بالاتر افزایش یافت، استحکام 28 روزه تا حدی افزایش یافت و سپس کاهش یافت. قدرت 7 روزه کاهش یافت و سپس ثابت ماند. قدرت 3 روزه به صورت پایدار کاهش یافت. بنابراین می توان در نظر گرفت که اترهای سلولزی با دو ویسکوزیته HPMC2000 و HPMC6000 اثر زوال آشکاری بر مقاومت فشاری 28 روزه ملات ندارند، اما افزودن HPMC2000 تأثیر منفی بارزتری بر مقاومت اولیه ملات دارد.

HPMC2000 دارای درجات مختلفی از زوال استحکام خمشی ملات است، بدون توجه به مرحله اولیه (3 روز و 7 روز) و یا اواخر (28 روز). افزودن HPMC6000 نیز درجه خاصی از تأثیر منفی بر مقاومت خمشی ملات دارد، اما درجه ضربه کمتر از HPMC2000 است.

اتر سلولز علاوه بر عملکرد نگهداری و غلیظ شدن آب، فرآیند هیدراتاسیون سیمان را نیز به تاخیر می اندازد. عمدتاً به دلیل جذب مولکول های اتر سلولز بر روی محصولات هیدراتاسیون سیمان، مانند ژل هیدرات سیلیکات کلسیم و Ca(OH)2، برای تشکیل یک لایه پوششی است. علاوه بر این، ویسکوزیته محلول منافذ افزایش می‌یابد و اتر سلولز مانع مهاجرت Ca2+ و SO42- در محلول منافذ می‌شود، فرآیند هیدراتاسیون را به تاخیر می‌اندازد. بنابراین، مقاومت اولیه (3 روز و 7 روز) ملات مخلوط شده با HPMC کاهش یافت.

با افزودن اتر سلولز به ملات، تعداد زیادی حباب بزرگ به قطر 0.5-3 میلی متر به دلیل اثر هوادهی اتر سلولزی تشکیل می شود و ساختار غشایی اتر سلولزی بر روی سطح این حباب ها جذب می شود. تا حدودی در تثبیت حباب ها نقش دارد. نقش، در نتیجه تضعیف اثر کف زدا در ملات. اگرچه حباب های هوای تشکیل شده مانند یاتاقان های توپ در ملات تازه مخلوط شده هستند که کارایی را بهبود می بخشد، پس از اینکه ملات جامد و سخت شد، بیشتر حباب های هوا در ملات باقی می مانند تا منافذ مستقل تشکیل دهند که باعث کاهش چگالی ظاهری ملات می شود. . مقاومت فشاری و مقاومت خمشی بر این اساس کاهش می یابد.

مشاهده می شود که هنگام تهیه ملات مخصوص ماسه سرباره فولادی با سیالیت بالا، میزان نگهداری آب بالا و استحکام بالا توصیه می شود از HPMC6000 استفاده شود و دوز آن نباید بیشتر از 0.20 درصد باشد.

در نتیجه گیری

اثرات دو ویسکوزیته اترهای سلولزی (HPMC200 و HPMC6000) بر حفظ آب، سیالیت، مقاومت فشاری و خمشی ملات ماسه سرباره فولادی از طریق آزمایش‌ها مورد مطالعه قرار گرفت و مکانیسم عمل اتر سلولز در ملات ماسه سرباره فولادی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج زیر:

(1) صرف نظر از افزودن HPMC2000 یا HPMC6000، میزان نگهداری آب ملات ماسه سرباره فولادی تازه مخلوط شده را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید و عملکرد حفظ آب آن را می توان بهبود بخشید.

(2) هنگامی که دوز کمتر از 0.20٪ باشد، اثر افزودن HPMC2000 و HPMC6000 بر سیالیت ملات ماسه سرباره فولادی آشکار نیست. هنگامی که محتوای آن به 0.25٪ و بالاتر افزایش می یابد، HPMC2000 و HPMC6000 تأثیر منفی خاصی بر سیالیت ملات ماسه سرباره فولادی دارند و تأثیر منفی HPMC6000 آشکارتر است.

(3) افزودن HPMC2000 و HPMC6000 هیچ تأثیر آشکاری بر مقاومت فشاری 28 روزه ملات ماسه سرباره فولادی ندارد، اما HPMC2000 تأثیر منفی بیشتری بر مقاومت فشاری اولیه ملات دارد و مقاومت خمشی نیز بدیهی است که نامطلوب است. افزودن HPMC6000 تأثیر منفی خاصی بر مقاومت خمشی ملات شن و ماسه فولادی در تمام سنین دارد، اما درجه اثر به طور قابل توجهی کمتر از HPMC2000 است.