Éter de celulosa no morteiro de area de escoura

Usando P·II cemento de grao 52,5 como material cementoso e area de escoria de aceiro como agregado fino, a area de escoria de aceiro con alta fluidez e alta resistencia prepárase engadindo aditivos químicos como redutor de auga, po de látex e morteiro especial antiespumante, e os efectos de dous diferentes viscosidade (2000 mPa·s e 6000 mPa·s) do éter de hidroxipropil metilcelulosa (HPMC) sobre a súa retención de auga, fluidez e resistencia. Os resultados mostran que: (1) Tanto HPMC2000 como HPMC6000 poden aumentar significativamente a taxa de retención de auga do morteiro recén mesturado e mellorar o seu rendemento de retención de auga; (2) Cando o contido de éter de celulosa é baixo, o efecto sobre a fluidez do morteiro non é obvio. Cando se aumenta a 0,25% ou superior, ten un certo efecto de deterioración sobre a fluidez do morteiro, entre os que o efecto de deterioración de HPMC6000 é máis evidente; (3) a adición de éter de celulosa non ten ningún efecto obvio sobre a resistencia á compresión de 28 días do morteiro, pero a adición de HPMC2000 tempo inadecuado, é obviamente desfavorable para a resistencia á flexión de diferentes idades e, ao mesmo tempo, reduce significativamente. a resistencia a compresión inicial do morteiro (3 días e 7 días); (4) A adición de HPMC6000 ten un certo efecto sobre a resistencia á flexión de diferentes idades, pero a redución foi significativamente menor que a de HPMC2000. Neste documento, considérase que HPMC6000 debe seleccionarse cando se prepara un morteiro especial de area de escoria de aceiro con alta fluidez, alta taxa de retención de auga e alta resistencia, e a dosificación non debe ser superior ao 0,20%.

Palabras clave:area de escoria de aceiro; éter de celulosa; viscosidade; rendemento laboral; forza

introdución

A escoura de aceiro é un subproduto da produción de aceiro. Co desenvolvemento da industria siderúrxica, a descarga anual de escouras de aceiro aumentou uns 100 millóns de toneladas nos últimos anos e o problema de almacenamento debido á falla de utilización oportuna dos recursos é moi grave. Polo tanto, a utilización dos recursos e a eliminación da escoura de aceiro mediante métodos científicos e eficaces é un problema que non se pode ignorar. A escoura de aceiro ten as características de alta densidade, textura dura e alta resistencia á compresión, e pódese usar como substituto da area natural no morteiro de cemento ou formigón. A escoura de aceiro tamén ten certa reactividade. A escoria de aceiro mórase nun po de certa finura (po de escoria de aceiro). Despois de ser mesturado no formigón, pode exercer un efecto puzolánico, o que axuda a mellorar a resistencia da suspensión e mellorar a transición da interface entre o agregado de formigón e a suspensión. área, aumentando así a resistencia do formigón. Non obstante, débese prestar atención a que a escoria de aceiro descargada sen ningunha medida, o seu óxido de calcio libre interno, óxido de magnesio libre e fase RO provocarán unha escasa estabilidade do volume da escoria de aceiro, o que limita en gran medida o uso de escorias de aceiro como grosas e grosas. áridos finos. Aplicación en morteiro de cemento ou formigón. Wang Yuji et al. resumiu diferentes procesos de tratamento de escorias de aceiro e descubriu que a escoria de aceiro tratada mediante o método de recheo en quente ten unha boa estabilidade e pode eliminar o seu problema de expansión no formigón de cemento, e o proceso de tratamento de escorias en quente realmente implementouse na planta de ferro e aceiro número 3 de Shanghai para o primeira vez. Ademais do problema da estabilidade, os áridos de escorias de aceiro tamén teñen as características de poros rugosos, múltiples ángulos e unha pequena cantidade de produtos de hidratación na superficie. Cando se usan como áridos para preparar morteiros e formigón, o seu rendemento de traballo adoita ser afectado. Na actualidade, baixo a premisa de garantir a estabilidade do volume, usar escorias de aceiro como áridos finos para preparar morteiros especiais é unha dirección importante para a utilización dos recursos da escoria de aceiro. O estudo descubriu que a adición de redutor de auga, po de látex, éter de celulosa, axente de incorporación de aire e antiespumante ao morteiro de area de escorias de aceiro pode mellorar o rendemento da mestura e o rendemento endurecido do morteiro de area de escorias de aceiro segundo sexa necesario. O autor utilizou as medidas de adición de po de látex e outros aditivos para preparar un morteiro de reparación de area de escoria de aceiro de alta resistencia. Na produción e aplicación de morteiro, o éter de celulosa é a mestura química máis común. Os éteres de celulosa máis utilizados no morteiro son o éter de hidroxipropil metil celulosa (HPMC) e o éter de hidroxietil metil celulosa (HEMC). ) Agarda. O éter de celulosa pode mellorar en gran medida o rendemento de traballo do morteiro, como o que proporciona ao morteiro unha excelente retención de auga mediante o espesamento, pero engadir éter de celulosa tamén afectará a fluidez, o contido de aire, o tempo de fraguado e o endurecemento do morteiro. Varias propiedades.

Co fin de orientar mellor o desenvolvemento e aplicación do morteiro de area de escoria de aceiro, baseándose nos traballos de investigación previos sobre morteiro de area de escoria de aceiro, este artigo utiliza dous tipos de viscosidades (2000 mPa).·s e 6000 mPa·s) de hidroxipropilmetilcelulosa éter (HPMC) Realizar investigacións experimentais sobre a influencia do morteiro de area de escoura de aceiro de alta resistencia no rendemento de traballo (fluidez e retención de auga) e na resistencia á compresión e á flexión.

1. Parte experimental

1.1 Materias primas

Cemento: Onoda P·II cemento grao 52,5.

Area de escoria de aceiro: a escoria de aceiro convertidora producida por Shanghai Baosteel é procesada mediante un proceso de recheo en quente, cunha densidade aparente de 1910 kg/m³, pertencente a area media, e un módulo de finura de 2,3.

Redutor de auga: redutor de auga de policarboxilato (PC) producido por Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., en forma de po.

Látex en po: modelo 5010N proporcionado por Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Antiespumante: produto con código P803 proporcionado por German Mingling Chemical Group, po, densidade 340 kg/m³, escala de grises 34 % (800°C), valor de pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, auga).

Éter de celulosa: éter de hidroxipropil metilcelulosa proporcionado porKima Chemical Co., Ltd., o que ten unha viscosidade de 2000 mPa·s está designado como HPMC2000, e o que ten unha viscosidade de 6000 mPa·s está designado como HPMC6000.

Auga de mestura: auga da billa.

1.2 Ratio experimental

A relación cemento-area do morteiro de area de escoria de aceiro preparado na fase inicial da proba foi de 1:3 (relación de masa), a relación auga-cemento foi de 0,50 (relación de masa) e a dosificación de superplastificante de policarboxilato foi de 0,25% (porcentaxe de masa de cemento, o mesmo a continuación. ), o contido en po de látex é do 2,0% e o contido de antiespumante é do 0,08%. Para experimentos comparativos, as dosificacións dos dous éteres de celulosa HPMC2000 e HPMC6000 foron 0,15%, 0,20%, 0,25% e 0,30%, respectivamente.

1.3 Método de proba

Método de proba de fluidez do morteiro: prepare o morteiro segundo GB/T 17671-1999 "Proba de resistencia do morteiro de cemento (método ISO)", use o molde de proba en GB/T2419-2005 "Método de proba de fluidez do morteiro de cemento" e mexa. no molde de proba rapidamente, limpe o exceso de morteiro cun rascador, levante o molde de proba verticalmente cara arriba e, cando o morteiro xa non flúe, mida o diámetro máximo da área de extensión do morteiro e o diámetro na dirección vertical e toma o valor medio, o resultado é preciso de 5 mm.

A proba da taxa de retención de auga do morteiro realízase segundo o método especificado na JGJ/T 70-2009 "Métodos de proba para as propiedades básicas do morteiro de construción".

A proba de resistencia á compresión e á flexión do morteiro realízase segundo o método especificado en GB/T 17671-1999, e as idades de proba son de 3 días, 7 días e 28 días respectivamente.

2. Resultados e discusión

2.1 Efecto do éter de celulosa no rendemento de traballo do morteiro de area de escouras de aceiro

A partir do efecto do diferente contido de éter de celulosa sobre a retención de auga do morteiro de area de escorias de aceiro, pódese ver que engadir HPMC2000 ou HPMC6000 pode mellorar significativamente a retención de auga do morteiro recén mesturado. Co aumento do contido de éter de celulosa, a taxa de retención de auga do morteiro aumentou moito e despois mantívose estable. Entre eles, cando o contido de éter de celulosa só é do 0,15%, a taxa de retención de auga do morteiro increméntase case un 10% en comparación co que non se añade, chegando ao 96%; cando o contido aumenta ata o 0,30%, a taxa de retención de auga do morteiro é de ata o 98,5%. Pódese ver que a adición de éter de celulosa pode mellorar significativamente a retención de auga do morteiro.

A partir da influencia de diferentes dosificacións de éter de celulosa na fluidez do morteiro de area de escoria de aceiro, pódese ver que cando a dosificación de éter de celulosa é do 0,15% e do 0,20%, non ten ningún efecto obvio sobre a fluidez do morteiro; cando a dosificación aumenta a 0,25% ou superior, ten un maior impacto sobre a fluidez, pero a fluidez aínda se pode manter a 260 mm ou máis; cando os dous éteres de celulosa están na mesma cantidade, en comparación co HPMC2000, o impacto negativo de HPMC6000 na fluidez do morteiro é máis evidente.

O éter de hidroxipropil metil celulosa é un polímero non iónico cunha boa retención de auga e, dentro dun determinado intervalo, canto maior sexa a viscosidade, mellor será a retención de auga e máis evidente será o efecto espesante. A razón é que o grupo hidroxilo da súa cadea molecular e o átomo de osíxeno no enlace éter poden formar enlaces de hidróxeno coas moléculas de auga, convertendo a auga libre en auga unida. Polo tanto, á mesma dosificación, HPMC6000 pode aumentar a viscosidade do morteiro máis que o HPMC2000, reducir a fluidez do morteiro e aumentar a taxa de retención de auga de forma máis evidente. O documento 10 explica o fenómeno anterior formando unha disolución viscoelástica despois de que se disolve o éter de celulosa en auga, e caracterizando as propiedades de fluxo por deformación. Pódese deducir que o morteiro de escorias de aceiro preparado neste documento ten unha gran fluidez, que pode alcanzar os 295 mm sen mesturar, e a súa deformación é relativamente grande. Cando se engade éter de celulosa, a suspensión experimentará un fluxo viscoso e a súa capacidade para restaurar a forma é pequena, polo que provoca unha diminución da mobilidade.

2.2 Efecto do éter de celulosa sobre a resistencia do morteiro de area de escouras de aceiro

A adición de éter de celulosa non só afecta o rendemento de traballo do morteiro de area de escoria de aceiro, senón que tamén afecta ás súas propiedades mecánicas.

A partir do efecto de diferentes dosificacións de éter de celulosa sobre a resistencia á compresión do morteiro de area de escoria de aceiro, pódese ver que despois de engadir HPMC2000 e HPMC6000, a resistencia á compresión do morteiro en cada dosificación aumenta coa idade. Engadir HPMC2000 non ten ningún efecto obvio sobre a resistencia á compresión do morteiro durante 28 días e a flutuación da resistencia non é grande; mentres que HPMC2000 ten un maior efecto sobre a forza inicial (3 días e 7 días), mostrando unha tendencia de diminución obvia, aínda que a dosificación aumenta a 0,25% e superior, a resistencia a compresión inicial aumentou lixeiramente, pero aínda máis baixa que sen engadindo. Cando o contido de HPMC6000 é inferior ao 0,20%, o impacto sobre a resistencia a compresión de 7 días e 28 días non é obvio e a resistencia a compresión de 3 días diminúe lentamente. Cando o contido de HPMC6000 aumentou a 0,25% e superior, a forza de 28 días aumentou ata certo punto e despois diminuíu; a forza de 7 días diminuíu e despois mantívose estable; a forza de 3 días diminuíu de forma estable. Polo tanto, pódese considerar que os éteres de celulosa con dúas viscosidades de HPMC2000 e HPMC6000 non teñen un efecto de deterioración evidente sobre a resistencia á compresión do morteiro durante 28 días, pero a adición de HPMC2000 ten un efecto negativo máis evidente na resistencia inicial do morteiro.

HPMC2000 ten diferentes graos de deterioración na resistencia á flexión do morteiro, non importa na fase inicial (3 días e 7 días) ou na fase tardía (28 días). A adición de HPMC6000 tamén ten un certo grao de impacto negativo sobre a resistencia á flexión do morteiro, pero o grao de impacto é menor que o de HPMC2000.

Ademais da función de retención de auga e espesamento, o éter de celulosa tamén atrasa o proceso de hidratación do cemento. Débese principalmente á adsorción de moléculas de éter de celulosa nos produtos de hidratación do cemento, como o xel de silicato de calcio hidratado e Ca(OH)2, para formar unha capa de recubrimento; ademais, a viscosidade da solución de poros aumenta, e o éter de celulosa dificulta A migración de Ca2+ e SO42- na solución de poros atrasa o proceso de hidratación. Polo tanto, reduciuse a resistencia inicial (3 días e 7 días) do morteiro mesturado con HPMC.

Engadindo éter de celulosa ao morteiro formarase un gran número de burbullas grandes cun diámetro de 0,5-3 mm debido ao efecto de incorporación de aire do éter de celulosa, e a estrutura da membrana de éter de celulosa adsorbe na superficie destas burbullas, que a un certa medida xoga un papel na estabilización das burbullas. papel, debilitando así o efecto do antiespumante no morteiro. Aínda que as burbullas de aire formadas son como rodamentos de bolas no morteiro recén mesturado, o que mellora a traballabilidade, unha vez que o morteiro está solidificado e endurecido, a maioría das burbullas de aire permanecen no morteiro formando poros independentes, o que reduce a densidade aparente do morteiro. . A resistencia á compresión e á flexión diminúen en consecuencia.

Pódese ver que ao preparar un morteiro especial de area de escoria de aceiro con alta fluidez, alta taxa de retención de auga e alta resistencia, recoméndase usar HPMC6000 e a dosificación non debe ser superior ao 0,20%.

en conclusión

A través de experimentos estudáronse os efectos de dúas viscosidades dos éteres de celulosa (HPMC200 e HPMC6000) na retención de auga, a fluidez, a resistencia á compresión e á flexión do morteiro de area de escoria de aceiro e analizouse o mecanismo de acción do éter de celulosa no morteiro de area de escoria de aceiro. As seguintes conclusións:

(1) Independentemente de engadir HPMC2000 ou HPMC6000, a taxa de retención de auga do morteiro de area de escorias de aceiro recén mesturado pódese mellorar significativamente e o seu rendemento de retención de auga pódese mellorar.

(2) Cando a dosificación é inferior ao 0,20%, o efecto de engadir HPMC2000 e HPMC6000 na fluidez do morteiro de area de escorias de aceiro non é obvio. Cando o contido aumenta a 0,25% e superior, HPMC2000 e HPMC6000 teñen un certo impacto negativo na fluidez do morteiro de area de escoria de aceiro, e o impacto negativo de HPMC6000 é máis obvio.

(3) A adición de HPMC2000 e HPMC6000 non ten ningún efecto obvio sobre a resistencia á compresión de 28 días do morteiro de area de escoria de aceiro, pero HPMC2000 ten un maior efecto negativo sobre a resistencia á compresión inicial do morteiro e a resistencia á flexión tamén é obviamente desfavorable. A adición de HPMC6000 ten un certo efecto negativo sobre a resistencia á flexión do morteiro de area de escoria de aceiro en todas as idades, pero o grao de efecto é significativamente menor que o de HPMC2000.