Hydroksietyylimetyyliselluloosan vaikutus sementtilaastiin

Tutkittiin tekijöiden, kuten hydroksietyylimetyyliselluloosan (HEMC) viskositeetin muutoksen, olipa se modifioitua vai ei, ja sisällön muutoksen vaikutusta tuoreen sementtilaastin myötörajaan ja plastiseen viskositeettiin. Mitä suurempi viskositeetti on modifioimattomalla HEMC:llä, sitä pienempi myötöraja ja laastin plastinen viskositeetti; modifioidun HEMC:n viskositeetin muutoksen vaikutus laastin reologisiin ominaisuuksiin heikkenee; riippumatta siitä, onko se modifioitu vai ei, mitä korkeampi HEMC:n viskositeetti on, sitä pienempi on myötörajan ja laastin plastisen viskositeetin kehittymisen hidastusvaikutus on selvempi. Kun HEMC-pitoisuus on suurempi kuin 0,3 %, myötöraja ja laastin plastinen viskositeetti kasvavat pitoisuuden kasvaessa; kun HEMC-pitoisuus on suuri, laastin myötöraja pienenee ajan myötä ja plastisen viskositeetin vaihteluväli kasvaa ajan myötä.

Avainsanat: hydroksietyylimetyyliselluloosa, tuorelaasti, reologiset ominaisuudet, myötöraja, plastinen viskositeetti

I. Johdanto

Laastirakennustekniikan kehittyessä mekaaniseen rakentamiseen on kiinnitetty yhä enemmän huomiota. Pitkän matkan pystysuora kuljetus asettaa pumpattavalle laastille uusia vaatimuksia: hyvä juoksevuus on säilytettävä koko pumppausprosessin ajan. Tässä on selvitettävä laastin juoksevuuden vaikuttavia tekijöitä ja rajoittavia olosuhteita, ja yleisenä menetelmänä on tarkkailla laastin reologisia parametreja.

Laastin reologiset ominaisuudet riippuvat pääasiassa raaka-aineiden laadusta ja määrästä. Selluloosaeetteri on teollisuuslaastissa laajalti käytetty seos, jolla on suuri vaikutus laastin reologisiin ominaisuuksiin, joten tutkijat kotimaassa ja ulkomailla ovat tehneet siitä jonkin verran tutkimusta. Yhteenvetona voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset: selluloosaeetterin määrän kasvu johtaa laastin alkuvääntömomentin kasvuun, mutta sekoitusjakson jälkeen laastin virtausvastus sen sijaan laskee (1) ; kun alkuperäinen juoksevuus on periaatteessa sama, laastin juoksevuus menetetään ensin. lisääntynyt pienentymisen jälkeen (2); laastin myötöraja ja plastinen viskositeetti osoittivat ensin laskevan ja sitten nousevan suuntauksen, ja selluloosaeetteri edisti laastin rakenteen tuhoutumista ja pidensi aikaa tuhoamisesta uudelleen rakentamiseen (3); Eetterillä ja sakeutetulla jauheella on korkeampi viskositeetti ja stabiilisuus jne. (4). Edellä mainituissa tutkimuksissa on kuitenkin edelleen puutteita:

Eri tutkijoiden mittausstandardit ja -menetelmät eivät ole yhtenäisiä, eikä testituloksia voi verrata tarkasti; instrumentin testausalue on rajallinen ja mitatun laastin reologiset parametrit vaihtelevat vähän, mikä ei ole laajasti edustava; eri viskositeetin omaaville selluloosaeettereille ei ole tehty vertailevia testejä; Vaikuttavia tekijöitä on monia, eikä toistettavuus ole hyvä. Viime vuosina Viskomat XL laastireometrin ulkoasu on tarjonnut suuren mukavuuden laastin reologisten ominaisuuksien tarkkaan määrittämiseen. Sen etuna on korkea automaattinen ohjaustaso, suuri kapasiteetti, laaja testialue ja testitulokset, jotka vastaavat paremmin todellisia olosuhteita. Tässä artikkelissa syntetisoidaan tämäntyyppisten instrumenttien käyttöön perustuen olemassa olevien tutkijoiden tutkimustuloksia ja testiohjelma on muotoiltu tutkimaan eri tyyppisten ja viskositeettien hydroksietyylimetyyliselluloosan (HEMC) vaikutusta laastin reologiaan suurempi annosalue. suorituskykyä.

2. Tuoreen sementtilaastin reologinen malli

Siitä lähtien, kun reologia otettiin käyttöön sementti- ja betonitiedessä, monet tutkimukset ovat osoittaneet, että tuoretta betonia ja laastia voidaan pitää Bingham-nesteenä, ja Banfill kehitti edelleen mahdollisuutta käyttää Bingham-mallia laastin reologisten ominaisuuksien kuvaamiseen (5). Bingham-mallin reologisessa yhtälössä τ=τ0+μγ τ on leikkausjännitys, τ0 on myötöraja, μ on plastinen viskositeetti ja γ on leikkausnopeus. Niiden joukossa τ0 ja μ ovat kaksi tärkeintä parametria: τ0 on pienin leikkausjännitys, joka voi saada sementtilaastin virtaamaan, ja vain kun τ>τ0 vaikuttaa laastiin, laasti voi virrata; μ heijastaa viskoosista vastusta laastin virratessa Mitä suurempi μ, sitä hitaammin laasti virtaa [3]. Tapauksessa, jossa sekä τ0 että μ ovat tuntemattomia, leikkausjännitys on mitattava vähintään kahdella eri leikkausnopeudella ennen kuin se voidaan laskea (6).

Tietyssä laastireometrissä NT-käyrää, joka saadaan asettamalla terän pyörimisnopeus N ja mittaamalla laastin leikkausvastuksen synnyttämä vääntömomentti T, voidaan käyttää myös toisen yhtälön T=g+ laskemiseen, joka vastaa Binghamin mallia. Kaksi parametria Nh:n g ja h. g on verrannollinen myötörajaan τ0, h on verrannollinen plastiseen viskositeettiin μ ja τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , missä G on instrumenttiin liittyvä vakio, ja K voi johdetaan tunnetun virtauksen läpi. Se saadaan korjaamalla nestettä, jonka ominaisuudet muuttuvat leikkausnopeuden mukaan[7]. Mukavuuden vuoksi tässä artikkelissa käsitellään suoraan g:tä ja h:ta ja käytetään g:n ja h:n muuttuvaa lakia heijastamaan laastin myötörajan ja plastisen viskositeetin muuttuvaa lakia.

3. Testaa

3.1 Raaka-aineet

3,2 hiekkaa

Kvartsihiekka: karkea hiekka on 20-40 mesh, keskikokoinen hiekka on 40-70 mesh, hieno hiekka on 70-100 mesh, ja kolmea sekoitetaan suhteessa 2:2:1.

3.3 Selluloosaeetteri

Hydroksietyylimetyyliselluloosa HEMC20 (viskositeetti 20 000 mPa s), HEMC25 (viskositeetti 25 000 mPa s), HEMC40 (viskositeetti 40 000 mPa s) ja HEMC45 (viskositeetti 45 000 mPa s) ja HEMC45 (viskositeetti 45 000 mPa s), joista HEMC5 on modifioitu HEMC2 s.

3.4 Veden sekoitus

vesijohtovettä.

3.5 Testaussuunnitelma

Kalkki-hiekkasuhde on 1:2,5, vedenkulutus on kiinteästi 60 % sementin kulutuksesta ja HEMC-pitoisuus 0-1,2 % sementin kulutuksesta.

Sekoita ensin tarkasti punnittu sementti, HEMC ja kvartsihiekka tasaiseksi, lisää sitten sekoitusvesi ohjeen GB/T17671-1999 mukaisesti ja sekoita ja testaa sitten Viskomat XL laastireometrillä. Testimenettely on seuraava: nopeutta nostetaan nopeasti 0:sta 80 rpm:stä 0-5 min, 60 rpm 5-7 min, 40 rpm 7-9 min, 20 rpm 9-11 min, 10 rpm 11-13 min ja 5 rpm 13-15 min, 15 ~ 30 min, nopeus on 0 rpm, ja sitten sykli 30 minuutin välein yllä olevan menettelyn mukaisesti, ja kokonaistestin aika on 120 minuuttia.

4. Tulokset ja keskustelu

4.1 HEMC-viskositeettimuutoksen vaikutus sementtilaastin reologisiin ominaisuuksiin

(HEMC:n määrä on 0,5 % sementtimassasta), mikä heijastaa vastaavasti myötörajan ja laastin plastisen viskositeetin vaihtelulakia. Voidaan nähdä, että vaikka HEMC40:n viskositeetti on korkeampi kuin HEMC20:n, HEMC40:n kanssa sekoitetun laastin myötöraja ja plastinen viskositeetti ovat alhaisemmat kuin HEMC20:een sekoitettujen laastien; vaikka HEMC45:n viskositeetti on 80 % korkeampi kuin HEMC25:n, on laastin myötöraja hieman pienempi ja plastinen viskositeetti on välillä 90 minuutin kuluttua kasvua. Tämä johtuu siitä, että mitä korkeampi selluloosaeetterin viskositeetti on, sitä hitaampi on liukenemisnopeus ja sitä kauemmin kestää, ennen kuin sillä valmistettu laasti saavuttaa lopullisen viskositeetin [8]. Lisäksi samaan testihetkeen HEMC40:een sekoitettu laastin irtotiheys oli pienempi kuin HEMC20:een sekoitettu laasti ja HEMC45:een sekoitettu laasti pienempi kuin HEMC25:een sekoitettu laasti, mikä osoittaa, että HEMC40 ja HEMC45 tuottivat enemmän ilmakuplia ja laastin ilmakupilla on ""Ball"-vaikutus, mikä myös vähentää laastin virtausvastusta.

HEMC40:n lisäämisen jälkeen laastin myötöraja oli tasapainossa 60 minuutin kuluttua ja plastinen viskositeetti kasvoi; HEMC20:n lisäämisen jälkeen laastin myötöraja saavutti tasapainon 30 minuutin kuluttua ja muovin viskositeetti nousi. Se osoittaa, että HEMC40:llä on suurempi hidastava vaikutus laastin myötörajan ja plastisen viskositeetin kehittymiseen kuin HEMC20:lla, ja lopullisen viskositeetin saavuttaminen kestää kauemmin.

HEMC45:een sekoitetun laastin myötöraja laski 0 minuutista 120 minuuttiin ja muovin viskositeetti nousi 90 minuutin kuluttua; kun taas HEMC25:een sekoitetun laastin myötöraja kasvoi 90 minuutin kuluttua ja muovinen viskositeetti kasvoi 60 minuutin kuluttua. Se osoittaa, että HEMC45:llä on suurempi hidastava vaikutus laastin myötörajan ja plastisen viskositeetin kehittymiseen kuin HEMC25:llä, ja myös lopullisen viskositeetin saavuttamiseen tarvittava aika on pidempi.

4.2 HEMC-sisällön vaikutus sementtilaastin myötörajaan

Kokeen aikana laastin myötörajaan vaikuttavia tekijöitä ovat: laastin delaminaatio ja vuoto, sekoituksen aiheuttamat rakennevauriot, hydraatiotuotteiden muodostuminen, laastin vapaan kosteuden väheneminen ja selluloosaeetterin hidastava vaikutus. Selluloosaeetterin hidastavasta vaikutuksesta yleisemmin hyväksytty näkemys on selittää se lisäaineiden adsorptiolla.

Voidaan nähdä, että kun HEMC40:tä lisätään ja sen pitoisuus on alle 0,3 %, laastin myötöraja pienenee asteittain HEMC40-pitoisuuden kasvaessa; kun HEMC40:n pitoisuus on suurempi kuin 0,3 %, laastin myötöraja kasvaa vähitellen. Ilman selluloosaeetteriä tapahtuvan laastin vuotamisen ja delaminoitumisen vuoksi kiviainesten välissä ei ole tarpeeksi sementtitahnaa voitelua varten, mikä lisää myötörajaa ja vaikeuttaa virtausta. Selluloosaeetterin oikea lisäys voi tehokkaasti parantaa laastin delaminaatioilmiötä ja ilmakuplat vastaavat pieniä "palloja", jotka voivat vähentää laastin myötörajaa ja helpottaa sen valumista. Selluloosaeetterin pitoisuuden kasvaessa myös sen kiinteä kosteuspitoisuus kasvaa vähitellen. Kun selluloosaeetterin pitoisuus ylittää tietyn arvon, vapaan kosteuden vähenemisen vaikutus alkaa olla johtavassa roolissa ja laastin myötöraja kasvaa vähitellen.

Kun HEMC40:n määrä on alle 0,3 %, laastin myötöraja laskee asteittain 0-120 min kuluessa, mikä liittyy pääasiassa laastin yhä vakavampaan delaminaatioon, koska laastin terän ja pohjan välillä on tietty etäisyys. instrumentin ja aggregaatin vajoamisen jälkeen pohjalle ylempi vastus pienenee; kun HEMC40-pitoisuus on 0,3 %, laasti tuskin delaminoituu, selluloosaeetterin adsorptio on rajoitettua, hydrataatio on hallitseva ja myötöraja kasvaa jonkin verran; HEMC40-pitoisuus on Kun selluloosaeetterin pitoisuus on 0,5–0,7 %, selluloosaeetterin adsorptio kasvaa asteittain, hydrataationopeus laskee ja laastin myötörajan kehitystrendi alkaa muuttua; Pinnalla hydratoitumisnopeus on pienempi ja laastin myötöraja pienenee ajan myötä.

4.3 HEMC-sisällön vaikutus sementtilaastin plastiseen viskositeettiin

Voidaan nähdä, että HEMC40:n lisäämisen jälkeen laastin plastinen viskositeetti kasvaa asteittain HEMC40-pitoisuuden kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että selluloosaeetterillä on sakeuttamisvaikutus, joka voi lisätä nesteen viskositeettia, ja mitä suurempi annos, sitä suurempi on laastin viskositeetti. Syy siihen, miksi laastin plastinen viskositeetti laskee 0,1 % HEMC40:n lisäämisen jälkeen, johtuu myös ilmakuplien lisäämisen "pallovaikutuksesta" sekä laastin vuotamisen ja delaminoitumisen vähenemisestä.

Tavallisen laastin plastinen viskositeetti ilman selluloosaeetterin lisäystä laskee vähitellen ajan myötä, mikä liittyy myös laastin kerrostumisen aiheuttamaan yläosan alempaan tiheyteen; Kun HEMC40:n pitoisuus on 0,1–0,5 %, laastin rakenne on suhteellisen tasainen ja laastin rakenne on suhteellisen tasainen 30 minuutin kuluttua. Muovin viskositeetti ei juurikaan muutu. Tällä hetkellä se heijastaa pääasiassa itse selluloosaeetterin viskositeettivaikutusta; sen jälkeen kun HEMC40:n pitoisuus on yli 0,7 %, laastin plastinen viskositeetti kasvaa vähitellen ajan kuluessa, koska laastin viskositeetti on myös suhteessa selluloosaeetterin viskositeettiin. Selluloosaeetteriliuoksen viskositeetti kasvaa asteittain sekoituksen alkamisen jälkeen. Mitä suurempi annos, sitä merkittävämpi on ajan myötä lisääntyvä vaikutus.

V. Johtopäätös

Sellaiset tekijät, kuten HEMC:n viskositeetin muutos, onko se modifioitu vai ei, ja annostuksen muutos vaikuttavat merkittävästi laastin reologisiin ominaisuuksiin, mikä voi heijastua kahdella parametrilla myötöraja ja plastinen viskositeetti.

Modifioimattoman HEMC:n tapauksessa mitä suurempi viskositeetti, sitä pienempi myötöraja ja laastin plastinen viskositeetti 0-120 minuutin sisällä; modifioidun HEMC:n viskositeetin muutoksen vaikutus laastin reologisiin ominaisuuksiin on heikompi kuin modifioimattoman HEMC:n; riippumatta modifikaatiosta Oli se sitten pysyvä tai ei, mitä suurempi HEMC:n viskositeetti on, sitä suurempi on viivästysvaikutus laastin myötörajan ja plastisen viskositeetin kehittymiseen.

Kun lisätään HEMC40:tä, jonka viskositeetti on 40 000 mPa·s ja jonka pitoisuus on suurempi kuin 0,3 %, laastin myötöraja kasvaa asteittain; kun pitoisuus ylittää 0,9 %, laastin myötöraja alkaa vähitellen laskea ajan myötä; Muovin viskositeetti kasvaa HEMC40-pitoisuuden kasvaessa. Kun pitoisuus on suurempi kuin 0,7 %, laastin plastinen viskositeetti alkaa vähitellen kasvaa ajan myötä.