Estudou a influencia de factores como o cambio de viscosidade da hidroxietil metilcelulosa (HEMC), se está modificado ou non, e o cambio de contido sobre o límite de fluencia e a viscosidade plástica do morteiro de cemento fresco. Para HEMC non modificado, canto maior sexa a viscosidade, menor será a tensión de fluencia e a viscosidade plástica do morteiro; a influencia do cambio de viscosidade do HEMC modificado nas propiedades reolóxicas do morteiro é debilitada; non importa se se modifica ou non, canto maior sexa a viscosidade de HEMC, menor será o O efecto de retardo da tensión de fluencia e o desenvolvemento da viscosidade plástica do morteiro é máis evidente. Cando o contido de HEMC é superior ao 0,3%, o límite de fluencia e a viscosidade plástica do morteiro aumentan co aumento do contido; cando o contido de HEMC é grande, a tensión de fluencia do morteiro diminúe co tempo e o rango de viscosidade plástica aumenta co tempo.
Palabras clave: hidroxietil metilcelulosa, morteiro fresco, propiedades reolóxicas, límite de fluencia, viscosidade plástica
I. Introdución
Co desenvolvemento da tecnoloxía de construción de morteiros, prestouse cada vez máis atención á construción mecanizada. O transporte vertical de longa distancia presenta novos requisitos para o morteiro bombeado: debe manterse unha boa fluidez durante todo o proceso de bombeo. Isto precisa estudar os factores que inflúen e as condicións restritivas da fluidez do morteiro, e o método común é observar os parámetros reolóxicos do morteiro.
As propiedades reolóxicas do morteiro dependen principalmente da natureza e cantidade de materias primas. O éter de celulosa é unha mestura moi utilizada no morteiro industrial, que ten unha gran influencia nas propiedades reolóxicas do morteiro, polo que estudosos nacionais e estranxeiros realizaron algunhas investigacións sobre el. En resumo, pódense extraer as seguintes conclusións: un aumento da cantidade de éter de celulosa levará a un aumento do par inicial do morteiro, pero despois dun período de axitación, a resistencia ao fluxo do morteiro diminuirá no seu lugar (1) ; cando a fluidez inicial é basicamente a mesma, a fluidez do morteiro perderase primeiro. aumentou despois de diminuír (2); o límite de fluencia e a viscosidade plástica do morteiro mostraron unha tendencia de diminución primeiro e despois de aumento, e o éter de celulosa promoveu a destrución da estrutura do morteiro e prolongou o tempo desde a destrución ata a reconstrución (3); O éter e o po espesado teñen maior viscosidade e estabilidade, etc. (4). Non obstante, os estudos anteriores aínda teñen deficiencias:
Os estándares e procedementos de medición dos diferentes estudosos non son uniformes e os resultados das probas non se poden comparar con precisión; o rango de proba do instrumento é limitado e os parámetros reolóxicos do morteiro medido teñen un pequeno rango de variación, que non é moi representativo; faltan ensaios comparativos sobre éteres de celulosa con diferentes viscosidades; Hai moitos factores que inflúen, e a repetibilidade non é boa. Nos últimos anos, a aparición do reómetro de morteiro Viskomat XL proporcionou unha gran comodidade para a determinación precisa das propiedades reolóxicas do morteiro. Ten as vantaxes dun alto nivel de control automático, gran capacidade, amplo rango de proba e resultados de proba máis acordes coas condicións reais. Neste traballo, a partir do uso deste tipo de instrumentos, sintetízanse os resultados da investigación dos estudosos existentes, e formúlase o programa de probas para estudar o efecto de diferentes tipos e viscosidades da hidroxietil metilcelulosa (HEMC) na reoloxía do morteiro en un rango de dosificación maior. impacto no rendemento.
2. Modelo reolóxico de morteiro de cemento fresco
Desde que a reoloxía se introduciu na ciencia do cemento e do formigón, un gran número de estudos demostraron que o formigón e o morteiro frescos poden considerarse fluídos de Bingham, e Banfill elaborou aínda máis a viabilidade de utilizar o modelo de Bingham para describir as propiedades reolóxicas do morteiro (5). Na ecuación reolóxica τ=τ0+μγ do modelo de Bingham, τ é o esforzo cortante, τ0 é a tensión de fluencia, μ é a viscosidade plástica e γ é a taxa de cizallamento. Entre eles, τ0 e μ son os dous parámetros máis importantes: τ0 é o esforzo cortante mínimo que pode facer fluír o morteiro de cemento, e só cando τ>τ0 actúa sobre o morteiro, o morteiro pode fluír; μ reflicte a resistencia viscosa cando o morteiro flúe Canto maior sexa μ, máis lento flúe o morteiro [3]. No caso de que tanto τ0 como μ sexan descoñecidos, o esforzo cortante debe medirse a polo menos dúas velocidades de cizallamento diferentes antes de poder calculalo (6).
Nun reómetro de morteiro dado, a curva NT obtida establecendo a taxa de rotación da folla N e medindo o par T xerado pola resistencia ao corte do morteiro tamén se pode utilizar para calcular outra ecuación T=g+ que se axuste ao modelo de Bingham Os dous parámetros g e h de Nh. g é proporcional ao límite de fluencia τ0, h é proporcional á viscosidade plástica μ e τ0 = (K/G)g, μ = (l / G) h , onde G é unha constante relacionada co instrumento, e K pode facerse pasar polo fluxo coñecido. Obtense corrixindo o fluído cuxas características cambian coa velocidade de cizallamento[7]. Por motivos de comodidade, este artigo discute directamente g e h, e utiliza a lei cambiante de g e h para reflectir a lei cambiante da tensión de fluencia e da viscosidade plástica do morteiro.
3. Proba
3.1 Materias primas
3.2 area
Area de cuarzo: a area grosa é de malla 20-40, a area media é de malla 40-70, a area fina é de malla 70-100 e as tres mestúranse nunha proporción de 2:2:1.
3.3 Éter de celulosa
Hidroxietil metilcelulosa HEMC20 (viscosidade 20000 mPa s), HEMC25 (viscosidade 25000 mPa s), HEMC40 (viscosidade 40000 mPa s) e HEMC45 (viscosidade 45000 mPa s), dos cales HEMC25 e HEMC45 éther éter.
3.4 Mestura de auga
auga da billa.
3.5 Plan de proba
A relación cal-area é de 1:2,5, o consumo de auga está fixado no 60% do consumo de cemento e o contido de HEMC é do 0-1,2% do consumo de cemento.
Primeiro mestura o cemento pesado con precisión, o HEMC e a area de cuarzo uniformemente, despois engade a auga de mestura segundo GB/T17671-1999 e mexa, e despois usa o reómetro de morteiro Viskomat XL para probar. O procedemento de proba é: a velocidade aumenta rapidamente de 0 a 80 rpm a 0 ~ 5 min, 60 rpm a 5 ~ 7 min, 40 rpm a 7 ~ 9 min, 20 rpm a 9 ~ 11 min, 10 rpm a 11 ~ 13 min e 5 rpm a 13 ~ 15 min, 15 ~ 30 min, a velocidade é de 0 rpm e, a continuación, ciclo unha vez cada 30 min segundo o procedemento anterior e o tempo total da proba é de 120 min.
4. Resultados e discusión
4.1 Efecto do cambio de viscosidade HEMC sobre as propiedades reolóxicas do morteiro de cemento
(A cantidade de HEMC é o 0,5% da masa de cemento), reflectindo correspondentemente a lei de variación do límite de fluencia e da viscosidade plástica do morteiro. Pódese ver que aínda que a viscosidade do HEMC40 é maior que a do HEMC20, a tensión de fluencia e a viscosidade plástica do morteiro mesturado con HEMC40 son inferiores ás do morteiro mesturado con HEMC20; aínda que a viscosidade de HEMC45 é un 80% maior que a de HEMC25, a tensión de fluencia do morteiro é lixeiramente menor e a viscosidade plástica está entre Despois de 90 minutos houbo un aumento. Isto débese a que canto maior sexa a viscosidade do éter de celulosa, menor será a velocidade de disolución e máis tempo tardará o morteiro preparado con el en alcanzar a viscosidade final [8]. Ademais, no mesmo momento da proba, a densidade aparente do morteiro mesturado con HEMC40 era inferior á do morteiro mesturado con HEMC20, e a do morteiro mesturado con HEMC45 era inferior á do morteiro mesturado con HEMC25, indicando que HEMC40 e HEMC45 introduciron máis burbullas de aire, e as burbullas de aire no morteiro teñen un efecto "Bola", o que tamén reduce a resistencia ao fluxo do morteiro.
Despois de engadir HEMC40, a tensión de fluencia do morteiro estaba en equilibrio despois de 60 minutos, e a viscosidade plástica aumentou; despois de engadir HEMC20, a tensión de fluencia do morteiro alcanzou o equilibrio despois de 30 minutos e a viscosidade plástica aumentou. Mostra que HEMC40 ten un maior efecto retardador no desenvolvemento da tensión de fluencia do morteiro e da viscosidade plástica que HEMC20, e tarda máis en alcanzar a viscosidade final.
O límite de fluencia do morteiro mesturado con HEMC45 diminuíu de 0 a 120 minutos, e a viscosidade plástica aumentou despois de 90 minutos; mentres que a tensión de fluencia do morteiro mesturado con HEMC25 aumentou despois de 90 minutos, e a viscosidade plástica aumentou despois de 60 minutos. Mostra que HEMC45 ten un maior efecto retardador no desenvolvemento da tensión de fluencia do morteiro e da viscosidade plástica que HEMC25, e o tempo necesario para alcanzar a viscosidade final tamén é máis longo.
4.2 Efecto do contido de HEMC sobre o límite de fluencia do morteiro de cemento
Durante a proba, os factores que afectan o límite de fluencia do morteiro son: delaminación e sangrado do morteiro, danos na estrutura por axitación, formación de produtos de hidratación, redución da humidade libre no morteiro e efecto retardador do éter de celulosa. Para o efecto retardador do éter de celulosa, a visión máis xeralmente aceptada é explicalo pola adsorción de mesturas.
Pódese ver que cando se engade HEMC40 e o seu contido é inferior ao 0,3%, a tensión de fluencia do morteiro diminúe gradualmente co aumento do contido en HEMC40; cando o contido de HEMC40 é superior ao 0,3%, a tensión de fluencia do morteiro aumenta gradualmente. Debido ao sangrado e delaminación do morteiro sen éter de celulosa, non hai suficiente pasta de cemento entre os áridos para lubricar, o que orixina un aumento da tensión de fluencia e unha dificultade para fluír. A adición adecuada de éter de celulosa pode mellorar eficazmente o fenómeno de delaminación do morteiro, e as burbullas de aire introducidas son equivalentes a pequenas "bolas", que poden reducir a tensión de fluencia do morteiro e facilitar o fluxo. A medida que aumenta o contido de éter de celulosa, o seu contido de humidade fixa tamén aumenta gradualmente. Cando o contido de éter de celulosa supera un determinado valor, a influencia da redución da humidade libre comeza a xogar un papel principal e a tensión de fluencia do morteiro aumenta gradualmente.
Cando a cantidade de HEMC40 é inferior ao 0,3%, a tensión de fluencia do morteiro diminúe gradualmente dentro de 0-120 min, o que está relacionado principalmente coa delaminación cada vez máis grave do morteiro, porque hai unha certa distancia entre a folla e o fondo do morteiro. o instrumento, e o agregado despois da delaminación afundindo cara ao fondo, a resistencia superior faise menor; cando o contido de HEMC40 é do 0,3%, o morteiro apenas se delaminará, a adsorción de éter de celulosa é limitada, a hidratación é dominante e a tensión de rendemento ten un certo aumento; o contido de HEMC40 é Cando o contido de éter de celulosa é de 0,5% -0,7%, a adsorción de éter de celulosa aumenta gradualmente, a taxa de hidratación diminúe e a tendencia de desenvolvemento da tensión de fluencia do morteiro comeza a cambiar; Na superficie, a taxa de hidratación é menor e a tensión de fluencia do morteiro diminúe co tempo.
4.3 Efecto do contido de HEMC sobre a viscosidade plástica do morteiro de cemento
Pódese ver que despois de engadir HEMC40, a viscosidade plástica do morteiro aumenta gradualmente co aumento do contido de HEMC40. Isto débese a que o éter de celulosa ten un efecto espesante, que pode aumentar a viscosidade do líquido, e canto maior sexa a dosificación, maior será a viscosidade do morteiro. A razón pola que a viscosidade plástica do morteiro diminúe despois de engadir un 0,1% de HEMC40 tamén se debe ao efecto "bola" da introdución de burbullas de aire e á redución do sangrado e da delaminación do morteiro.
A viscosidade plástica do morteiro común sen engadir éter de celulosa diminúe gradualmente co tempo, o que tamén está relacionado coa menor densidade da parte superior causada pola estratificación do morteiro; cando o contido de HEMC40 é de 0,1%-0,5%, a estrutura do morteiro é relativamente uniforme e a estrutura do morteiro é relativamente uniforme despois de 30 minutos. A viscosidade plástica non cambia moito. Neste momento, reflicte principalmente o efecto de viscosidade do propio éter de celulosa; despois de que o contido de HEMC40 sexa superior ao 0,7%, a viscosidade plástica do morteiro aumenta gradualmente co aumento do tempo, porque a viscosidade do morteiro tamén está relacionada coa do éter de celulosa. A viscosidade da solución de éter de celulosa aumenta gradualmente nun período de tempo despois do inicio da mestura. Canto maior sexa a dose, máis significativo será o efecto de aumentar co tempo.
V. Conclusión
Factores como o cambio de viscosidade do HEMC, se está modificado ou non, e o cambio da dosificación afectarán significativamente ás propiedades reolóxicas do morteiro, que se poden reflectir nos dous parámetros de límite de fluencia e viscosidade plástica.
Para HEMC non modificado, canto maior sexa a viscosidade, menor será a tensión de fluencia e a viscosidade plástica do morteiro dentro de 0-120 min; a influencia do cambio de viscosidade do HEMC modificado nas propiedades reolóxicas do morteiro é máis débil que a do HEMC non modificado; non importa a modificación Se é permanente ou non, canto maior sexa a viscosidade do HEMC, máis significativo será o efecto retardador no desenvolvemento da tensión de fluencia do morteiro e da viscosidade plástica.
Ao engadir HEMC40 cunha viscosidade de 40000mPa·s e o seu contido é superior ao 0,3%, o límite de fluencia do morteiro aumenta gradualmente; cando o contido supera o 0,9%, a tensión de fluencia do morteiro comeza a mostrar unha tendencia de diminución gradual co tempo; A viscosidade plástica aumenta co aumento do contido de HEMC40. Cando o contido é superior ao 0,7%, a viscosidade plástica do morteiro comeza a mostrar unha tendencia a aumentar gradualmente co tempo.
Hora de publicación: 24-nov-2022