Selluloosaeetterin vaikutus vedenpidätykseen

Ympäristösimulaatiomenetelmällä tutkittiin eri substituutio- ja moolisubstituutioasteiden omaavien selluloosaeetterien vaikutusta laastin vedenpidätykseen kuumissa olosuhteissa. Testitulosten analysointi tilastollisilla työkaluilla osoittaa, että hydroksietyylimetyyliselluloosaeetteri, jolla on alhainen substituutioaste ja korkea molaarinen substituutioaste, osoittaa parhaan vedenpidätyksen laastissa.

Avainsanat: selluloosaeetteri: vedenpidätys; laasti; ympäristön simulointimenetelmä; kuumissa olosuhteissa

Laadunvalvontaan, käyttö- ja kuljetusmukavuuteen sekä ympäristönsuojeluun liittyvien etujensa ansiosta kuivasekoitettua laastia käytetään nykyään yhä laajemmin talonrakentamisessa. Kuivasekoitettua laastia käytetään veden lisäämisen ja rakennustyömaalla sekoituksen jälkeen. Vedellä on kaksi päätehtävää: toinen on varmistaa laastin rakennussuorituskyky ja toinen varmistaa sementtimäisen materiaalin hydratoituminen, jotta laasti voi saavuttaa vaaditut fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet kovettumisen jälkeen. Veden lisäämisestä laastiin rakentamisen valmistumiseen asti riittävien fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseen vapaa vesi kulkeutuu kahteen suuntaan sementin hydratoinnin lisäksi: pohjakerroksen absorptio ja pinnan haihtuminen. Kuumissa olosuhteissa tai suorassa auringonpaisteessa kosteus haihtuu nopeasti pinnalta. Kuumissa olosuhteissa tai suorassa auringonpaisteessa on oleellista, että laasti pidättää kosteuden nopeasti pinnalta ja vähentää sen vapaata vesihukkaa. Avain laastin vedenpidätyskyvyn arvioinnissa on määrittää sopiva testimenetelmä. Li Wei et ai. tutki laastin vedenpidätystestimenetelmää ja havaitsi, että ympäristösimulaatiomenetelmällä voidaan tehokkaasti karakterisoida laastin vedenpidätyskykyä eri ympäristön lämpötiloissa verrattuna tyhjiösuodatusmenetelmään ja suodatinpaperimenetelmään.

Selluloosaeetteri on kuivasekoitetuissa laastituotteissa yleisimmin käytetty vettä pidättävä aine. Yleisimmin käytetyt selluloosaeetterit kuivalaastissa ovat hydroksietyylimetyyliselluloosaeetteri (HEMC) ja hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteri (HPMC). Vastaavia substituenttiryhmiä ovat hydroksietyyli, metyyli ja hydroksipropyyli, metyyli. Selluloosaeetterin substituutioaste (DS) osoittaa, missä määrin kunkin anhydroglukoosiyksikön hydroksyyliryhmä on substituoitu, ja molaarinen substituutioaste (MS) osoittaa, että jos substituutioryhmä sisältää hydroksyyliryhmän, substituutioreaktio jatkuu suorittaa eetteröintireaktio uudesta vapaasta hydroksyyliryhmästä. tutkinnon. Selluloosaeetterin kemiallinen rakenne ja substituutioaste ovat tärkeitä laastin kosteuden kulkeutumiseen ja laastin mikrorakenteeseen vaikuttavia tekijöitä. Selluloosaeetterin molekyylipainon kasvu lisää laastin vedenpidätyskykyä ja erilainen substituutioaste vaikuttaa myös laastin vedenpidätykseen.

Kuivasekoitetun laastin rakennusympäristön päätekijöitä ovat ympäristön lämpötila, suhteellinen kosteus, tuulen nopeus ja sademäärä. Mitä tulee kuumaan ilmastoon, ACI (American Concrete Institute) komitea 305 määrittelee sen minkä tahansa tekijöiden, kuten korkean ilman lämpötilan, alhaisen suhteellisen kosteuden ja tuulen nopeuden, yhdistelmäksi, joka heikentää tuoreen tai kovettuneen betonin laatua tai suorituskykyä tämän tyyppisessä säässä. Kotimaassani kesä on usein erilaisten rakennusprojektien rakentamisen sesonkiaikaa. Rakentaminen kuumassa ilmastossa, jossa on korkea lämpötila ja alhainen kosteus, erityisesti seinän takana oleva laastin osa voi altistua auringonvalolle, mikä vaikuttaa kuivasekoitetun laastin tuoreeseen sekoittumiseen ja kovettumiseen. Merkittäviä vaikutuksia suorituskykyyn, kuten heikentynyt työstettävyys, kuivuminen ja voiman menetys. Kuivasekoitetun laastin laadun varmistaminen kuuman ilmaston rakentamisessa on herättänyt laastiteollisuuden teknikkojen ja rakennushenkilöstön huomion ja tutkimuksen.

Tässä artikkelissa ympäristösimulaatiomenetelmää käytetään arvioimaan laastin vedenpidätyskykyä, joka on sekoitettu hydroksietyylimetyyliselluloosaeetteriin ja hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteriin, joilla on eri substituutio- ja moolisubstituutioaste 45 °C:ssa.℃, ja tilastoohjelmistoa käytetään JMP8.02 analysoi testituloksia tutkiakseen eri selluloosaeettereiden vaikutusta laastin vedenpidätykseen kuumissa olosuhteissa.

1. Raaka-aineet ja testausmenetelmät

1.1 Raaka-aineet

Conch P. 042.5 Sementti, 50-100 meshin kvartsihiekka, hydroksietyylimetyyliselluloosaeetteri (HEMC) ja hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteri (HPMC), viskositeetti 40 000 mPa·s. Muiden komponenttien vaikutuksen välttämiseksi testissä käytetään yksinkertaistettua laastikaavaa, joka sisältää 30 % sementtiä, 0,2 % selluloosaeetteriä ja 69,8 % kvartsihiekkaa, ja lisätyn veden määrä on 19 % laastin kokonaiskaavasta. Molemmat ovat massasuhteita.

1.2 Ympäristösimulaatiomenetelmä

Ympäristösimulaatiomenetelmän testilaite käyttää jodi-volframilamppuja, puhaltimia ja ympäristökammioita simuloimaan ulkolämpötilaa, kosteutta ja tuulen nopeutta jne., testaamaan juuri sekoitetun laastin laatueroa eri olosuhteissa ja testaamaan testaa laastin vedenpidätyskykyä. Tässä kokeessa kirjallisuuden testausmenetelmää on parannettu ja tietokone on kytketty vaakaan automaattista tallennusta ja testausta varten, mikä vähentää kokeellista virhettä.

Testi suoritettiin tavallisessa laboratoriossa [lämpötila (23±2)°C, suhteellinen kosteus (50±3)%] käyttämällä ei-imukykyistä pohjakerrosta (muovimalja, jonka sisähalkaisija on 88 mm) säteilytyslämpötilassa 45 °C°C. Testimenetelmä on seuraava:

(1) Kun tuuletin on sammutettu, kytke jodi-volframilamppu päälle ja aseta muoviastia kiinteään asentoon pystysuoraan jodi-volframilampun alle esikuumenemaan 1 tunniksi;

(2) Punnitse muoviastia, aseta sitten sekoitettu laasti muoviastiaan, tasoita se vaaditun paksuuden mukaan ja punnitse sitten;

(3) Aseta muoviastia takaisin alkuperäiseen asentoonsa, ja ohjelmisto ohjaa vaakaa punnitsemaan automaattisesti 5 minuutin välein, ja testi päättyy 1 tunnin kuluttua.

2. Tulokset ja keskustelu

Eri selluloosaeettereihin sekoitettujen laastien vedenpidätysnopeuden R0 laskentatulokset 45 °C:ssa säteilytyksen jälkeen°C 30 min.

Yllä olevat testitiedot analysoitiin tilastoohjelmistoryhmän SAS Companyn tuotetta JMP8.02 käyttäen luotettavien analyysitulosten saamiseksi. Analyysiprosessi on seuraava.

2.1 Regressioanalyysi ja sovitus

Mallin sovitus suoritettiin standardin pienimmän neliösumman avulla. Mitatun arvon ja ennustetun arvon vertailu näyttää mallisovituksen arvioinnin, ja se näytetään kokonaisuudessaan graafisesti. Kaksi katkoviivaa kuvaavat "95 %:n luottamusväliä" ja katkoviiva vaakaviiva edustaa kaikkien tietojen keskiarvoa. Katkoviivakäyrä ja Katkoviivojen leikkaus osoittaa, että mallin pseudovaihe on tyypillinen.

Sovitusyhteenvedon ja ANOVA:n erityisarvot. Sopivassa yhteenvedossa R² saavutti 97 % ja P-arvo varianssianalyysissä oli paljon pienempi kuin 0,05. Näiden kahden ehdon yhdistelmä osoittaa lisäksi, että mallin sovitus on merkittävä.

2.2 Vaikuttavien tekijöiden analyysi

Tämän kokeen puitteissa 30 minuutin säteilytyksen ehdolla sopivat vaikutustekijät ovat seuraavat: yksittäisten tekijöiden osalta selluloosaeetterin tyypin ja molaarisen substituutioasteen mukaan saadut p-arvot ovat kaikki alle 0,05 , joka osoittaa, että toinen Jälkimmäisellä on merkittävä vaikutus laastin vedenpidätyskykyyn. Mitä tulee vuorovaikutukseen, selluloosaeetterin tyypin, substituutioasteen (Ds) ja molaarisen substituutioasteen (MS) vaikutuksen laastin vedenpidätyskykyyn kokeellisista sovitusanalyysituloksista voidaan todeta, että selluloosaeetterin tyyppi ja substituutioaste, Substituutioasteen ja molaarisen substituutioasteen vuorovaikutus vaikuttaa merkittävästi laastin vedenpidätykseen, koska molempien p-arvot ovat alle 0,05. Tekijöiden vuorovaikutus osoittaa, että kahden tekijän vuorovaikutus on kuvattu intuitiivisemmin. Risti osoittaa, että näillä kahdella on vahva korrelaatio, ja rinnakkaisuus osoittaa, että kahdella on heikko korrelaatio. Ota tekijöiden vuorovaikutuskaaviossa alueα jossa pystysuora tyyppi ja lateraalinen substituutioaste ovat vuorovaikutuksessa esimerkkinä, kaksi viivasegmenttiä leikkaavat, mikä osoittaa, että tyypin ja substituutioasteen välinen korrelaatio on vahva, ja alueella b, jossa pystytyyppi ja molaarinen lateraalinen substituutioaste vuorovaikutuksessa, kaksi viivasegmenttiä ovat yleensä samansuuntaisia, mikä osoittaa, että korrelaatio tyypin ja molaarisen substituution välillä on heikko.

2.3 Vedenpidätyksen ennuste

Sovitusmallin perusteella eri selluloosaeettereiden kokonaisvaltaisen vaikutuksen mukaan laastin vedenpidätyskykyyn ennustetaan JMP-ohjelmistolla laastin vedenpidätyskyky ja löydetään parametriyhdistelmä laastin parhaalle vedenpidätyskyvylle. Vedenpidätysennuste osoittaa laastin parhaan vedenpidätyskyvyn ja sen kehitystrendin yhdistelmän, toisin sanoen HEMC on parempi kuin HPMC tyyppivertailussa, keskitaso ja alhainen substituutio on parempi kuin korkea substituutio ja keski- ja korkea substituutio on parempi kuin vähäinen substituutio. molaarisessa substituutiossa, mutta näiden kahden välillä ei ole merkittävää eroa tässä yhdistelmässä. Yhteenvetona voidaan todeta, että hydroksietyylimetyyliselluloosaeetterit, joilla oli alhainen substituutioaste ja korkea molaarinen substituutioaste, osoittivat parhaan laastin vedenpidätyksen 45 °C:ssa.℃. Tässä yhdistelmässä järjestelmän antama ennustettu vedenpidätysarvo on 0,611736±0,014244.

3. Johtopäätös

(1) Merkittävänä yksittäisenä tekijänä selluloosaeetterin tyypillä on merkittävä vaikutus laastin vedenpidätyskykyyn, ja hydroksietyylimetyyliselluloosaeetteri (HEMC) on parempi kuin hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteri (HPMC). Se osoittaa, että ero substituution tyypissä johtaa eroon vedenpidätyskyvyssä. Samaan aikaan selluloosaeetterin tyyppi on myös vuorovaikutuksessa substituutioasteen kanssa.

(2) Merkittävänä yksittäisenä tekijänä vaikuttavana tekijänä selluloosaeetterin molaarinen substituutioaste laskee ja laastin vedenpidätyskyky vähenee. Tämä osoittaa, että kun selluloosaeetterisubstituenttiryhmän sivuketju jatkaa eetteröintireaktiota vapaan hydroksyyliryhmän kanssa, se johtaa myös eroihin laastin vedenpidätyskyvyssä.

(3) Selluloosaeetterien substituutioaste oli vuorovaikutuksessa substituutiotyypin ja molaarisen asteen kanssa. Substituutioasteen ja tyypin välillä, jos substituutioaste on alhainen, HEMC:n vedenpidätyskyky on parempi kuin HPMC:n; korkean substituutioasteen tapauksessa ero HEMC:n ja HPMC:n välillä ei ole suuri. Substituutioasteen ja molaarisen substituution välisen vuorovaikutuksen kannalta alhaisen substituutioasteen tapauksessa vedenpidätyskyky alhaisella molaarisella substituutioasteella on parempi kuin korkean molaarisen substituutioasteen; Ero ei ole valtava.

(4) Hydroksietyylimetyyliselluloosaeetteriin sekoitettu laasti, jolla on alhainen substituutioaste ja korkea molaarinen substituutioaste, osoitti parhaan vedenpidätyskyvyn kuumissa olosuhteissa. Kuitenkin, kuinka selittää selluloosaeetterityypin, substituutioasteen ja molaarisen substituutioasteen vaikutus laastin vedenpidätyskykyyn, mekanistinen kysymys tässä näkökohdassa vaatii vielä lisätutkimuksia.