सीमेंट मोर्टार पर हाइड्रोक्सीएथाइल मिथाइलसेलुलोज का प्रभाव

हाइड्रॉक्सीथाइल मिथाइलसेलुलोज (एचईएमसी) की चिपचिपाहट में परिवर्तन, चाहे वह संशोधित हो या नहीं, और ताजा सीमेंट मोर्टार की उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट पर सामग्री परिवर्तन जैसे कारकों के प्रभाव का अध्ययन किया गया था। असंशोधित एचईएमसी के लिए, चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, मोर्टार का उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपापन उतना ही कम होगा; मोर्टार के रियोलॉजिकल गुणों पर संशोधित एचईएमसी की चिपचिपाहट परिवर्तन का प्रभाव कमजोर हो गया है; इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि इसे संशोधित किया गया है या नहीं, एचईएमसी की चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, मोर्टार की उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट विकास का मंदता प्रभाव उतना ही कम होगा। जब एचईएमसी की सामग्री 0.3% से अधिक होती है, तो सामग्री की वृद्धि के साथ मोर्टार का उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपापन बढ़ जाता है; जब एचईएमसी की सामग्री बड़ी होती है, तो मोर्टार का उपज तनाव समय के साथ कम हो जाता है, और प्लास्टिक की चिपचिपाहट की सीमा समय के साथ बढ़ जाती है।

मुख्य शब्द: हाइड्रोक्सीएथाइल मिथाइलसेलुलोज, ताजा मोर्टार, रियोलॉजिकल गुण, उपज तनाव, प्लास्टिक चिपचिपापन

I. प्रस्तावना

मोर्टार निर्माण प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, मशीनीकृत निर्माण पर अधिक ध्यान दिया गया है। लंबी दूरी की ऊर्ध्वाधर परिवहन पंप मोर्टार के लिए नई आवश्यकताओं को सामने रखती है: पंपिंग प्रक्रिया के दौरान अच्छी तरलता बनाए रखी जानी चाहिए। इसके लिए मोर्टार की तरलता के प्रभावशाली कारकों और प्रतिबंधात्मक स्थितियों का अध्ययन करने की आवश्यकता है, और सामान्य विधि मोर्टार के रियोलॉजिकल मापदंडों का निरीक्षण करना है।

मोर्टार के रियोलॉजिकल गुण मुख्य रूप से कच्चे माल की प्रकृति और मात्रा पर निर्भर करते हैं। सेलूलोज़ ईथर औद्योगिक मोर्टार में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक मिश्रण है, जिसका मोर्टार के रियोलॉजिकल गुणों पर बहुत प्रभाव पड़ता है, इसलिए देश और विदेश के विद्वानों ने इस पर कुछ शोध किए हैं। संक्षेप में, निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं: सेल्युलोज ईथर की मात्रा में वृद्धि से मोर्टार के प्रारंभिक टॉर्क में वृद्धि होगी, लेकिन सरगर्मी की अवधि के बाद, मोर्टार का प्रवाह प्रतिरोध इसके बजाय कम हो जाएगा (1) ; जब प्रारंभिक तरलता मूल रूप से समान होती है, तो मोर्टार की तरलता पहले खो जाएगी। घटने के बाद बढ़ा (2); मोर्टार की उपज शक्ति और प्लास्टिक चिपचिपाहट ने पहले घटने और फिर बढ़ने की प्रवृत्ति दिखाई, और सेलूलोज़ ईथर ने मोर्टार संरचना के विनाश को बढ़ावा दिया और विनाश से पुनर्निर्माण तक का समय बढ़ाया (3); ईथर और गाढ़े पाउडर में चिपचिपाहट और स्थिरता आदि अधिक होती है (4)। हालाँकि, उपरोक्त अध्ययनों में अभी भी कमियाँ हैं:

विभिन्न विद्वानों के माप मानक और प्रक्रियाएँ एक समान नहीं हैं, और परीक्षण परिणामों की सटीक तुलना नहीं की जा सकती है; उपकरण की परीक्षण सीमा सीमित है, और मापे गए मोर्टार के रियोलॉजिकल मापदंडों में भिन्नता की एक छोटी सी सीमा होती है, जो व्यापक रूप से प्रतिनिधि नहीं है; विभिन्न श्यानता वाले सेलूलोज़ ईथर पर तुलनात्मक परीक्षणों का अभाव है; कई प्रभावशाली कारक हैं, और दोहराव अच्छा नहीं है। हाल के वर्षों में, विस्कोमैट एक्सएल मोर्टार रियोमीटर की उपस्थिति ने मोर्टार के रियोलॉजिकल गुणों के सटीक निर्धारण के लिए बड़ी सुविधा प्रदान की है। इसमें उच्च स्वचालित नियंत्रण स्तर, बड़ी क्षमता, विस्तृत परीक्षण रेंज और वास्तविक स्थितियों के अनुरूप परीक्षण परिणाम के फायदे हैं। इस पेपर में, इस प्रकार के उपकरण के उपयोग के आधार पर, मौजूदा विद्वानों के शोध परिणामों को संश्लेषित किया गया है, और मोर्टार के रियोलॉजी पर हाइड्रॉक्सीथाइल मिथाइलसेलुलोज (एचईएमसी) के विभिन्न प्रकारों और चिपचिपाहट के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए परीक्षण कार्यक्रम तैयार किया गया है। एक बड़ी खुराक रेंज. प्रदर्शन प्रभाव.

2. ताजा सीमेंट मोर्टार का रियोलॉजिकल मॉडल

चूंकि रियोलॉजी को सीमेंट और कंक्रीट विज्ञान में पेश किया गया था, बड़ी संख्या में अध्ययनों से पता चला है कि ताजा कंक्रीट और मोर्टार को बिंगहैम तरल पदार्थ के रूप में माना जा सकता है, और बैनफिल ने मोर्टार के रियोलॉजिकल गुणों का वर्णन करने के लिए बिंगहैम मॉडल का उपयोग करने की व्यवहार्यता को और विस्तार से बताया (5)। बिंघम मॉडल के रियोलॉजिकल समीकरण τ=τ0+μγ में, τ कतरनी तनाव है, τ0 उपज तनाव है, μ प्लास्टिक चिपचिपापन है, और γ कतरनी दर है। उनमें से, τ0 और μ दो सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं: τ0 न्यूनतम कतरनी तनाव है जो सीमेंट मोर्टार को प्रवाहित कर सकता है, और केवल जब τ>τ0 मोर्टार पर कार्य करता है, तो मोर्टार प्रवाहित हो सकता है; जब मोर्टार प्रवाहित होता है तो μ चिपचिपा प्रतिरोध को दर्शाता है। μ जितना बड़ा होगा, मोर्टार उतना ही धीमा प्रवाहित होगा [3]। ऐसे मामले में जहां τ0 और μ दोनों अज्ञात हैं, इसकी गणना करने से पहले कतरनी तनाव को कम से कम दो अलग-अलग कतरनी दरों पर मापा जाना चाहिए (6)।

किसी दिए गए मोर्टार रियोमीटर में, ब्लेड रोटेशन दर एन सेट करके और मोर्टार के कतरनी प्रतिरोध द्वारा उत्पन्न टॉर्क टी को मापकर प्राप्त एनटी वक्र का उपयोग एक अन्य समीकरण टी = जी + की गणना करने के लिए भी किया जा सकता है जो बिंघम मॉडल के अनुरूप है। एनएच का जी और एच. जी उपज तनाव τ0 के लिए आनुपातिक है, एच प्लास्टिक चिपचिपापन μ के लिए आनुपातिक है, और τ0 = (K/G)g, μ = (एल / जी) एच, जहां जी साधन से संबंधित एक स्थिरांक है, और K कर सकते हैं ज्ञात प्रवाह के माध्यम से पारित किया जाना चाहिए यह उस तरल पदार्थ को सही करके प्राप्त किया जाता है जिसकी विशेषताएं कतरनी दर के साथ बदलती हैं [7]। सुविधा के लिए, यह पेपर सीधे जी और एच पर चर्चा करता है, और मोर्टार के उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट के बदलते कानून को प्रतिबिंबित करने के लिए जी और एच के बदलते कानून का उपयोग करता है।

3. परीक्षण

3.1 कच्चा माल

3.2 रेत

क्वार्ट्ज रेत: मोटे रेत 20-40 जाल है, मध्यम रेत 40-70 जाल है, महीन रेत 70-100 जाल है, और तीनों को 2:2:1 के अनुपात में मिलाया जाता है।

3.3 सेलूलोज़ ईथर

हाइड्रोक्सीएथाइल मिथाइलसेलुलोज HEMC20 (चिपचिपापन 20000 mPa s), HEMC25 (चिपचिपापन 25000 mPa s), HEMC40 (चिपचिपापन 40000 mPa s), और HEMC45 (चिपचिपापन 45000 mPa s), जिनमें से HEMC25 और HEMC45 एक संशोधित सेलूलोज़ ईथर है।

3.4 पानी मिलाना

नल का जल।

3.5 परीक्षण योजना

चूना-रेत अनुपात 1:2.5 है, पानी की खपत सीमेंट खपत का 60% तय की गई है, और एचईएमसी सामग्री सीमेंट खपत का 0-1.2% है।

पहले सटीक रूप से तौले गए सीमेंट, एचईएमसी और क्वार्ट्ज रेत को समान रूप से मिलाएं, फिर जीबी/टी17671-1999 के अनुसार मिश्रण पानी डालें और हिलाएं, और फिर परीक्षण के लिए विस्कोमैट एक्सएल मोर्टार रियोमीटर का उपयोग करें। परीक्षण प्रक्रिया इस प्रकार है: गति तेजी से 0 ~ 5 मिनट पर 0 से 80 आरपीएम, 5 ~ 7 मिनट पर 60 आरपीएम, 7 ~ 9 मिनट पर 40 आरपीएम, 9 ~ 11 मिनट पर 20 आरपीएम, 11 ~ 13 मिनट पर 10 आरपीएम और 13 ~ 15 मिनट पर 5 आरपीएम तक बढ़ जाती है। 15~30 मिनट, गति 0आरपीएम है, और फिर उपरोक्त प्रक्रिया के अनुसार हर 30 मिनट में एक बार साइकिल चलाएं, और कुल परीक्षण समय 120 मिनट है।

4। परिणाम और चर्चा

4.1 सीमेंट मोर्टार के रियोलॉजिकल गुणों पर एचईएमसी चिपचिपाहट परिवर्तन का प्रभाव

(एचईएमसी की मात्रा सीमेंट द्रव्यमान का 0.5% है), जो तदनुसार मोर्टार के उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट के भिन्नता कानून को दर्शाती है। यह देखा जा सकता है कि यद्यपि HEMC40 की चिपचिपाहट HEMC20 की तुलना में अधिक है, HEMC40 के साथ मिश्रित मोर्टार की उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट HEMC20 के साथ मिश्रित मोर्टार की तुलना में कम है; हालाँकि HEMC45 की चिपचिपाहट HEMC25 की तुलना में 80% अधिक है, मोर्टार का उपज तनाव थोड़ा कम है, और प्लास्टिक की चिपचिपाहट में 90 मिनट के बाद वृद्धि हुई है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सेलूलोज़ ईथर की चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, विघटन दर उतनी ही धीमी होगी, और इसके साथ तैयार किए गए मोर्टार को अंतिम चिपचिपाहट तक पहुंचने में उतना ही अधिक समय लगेगा [8]। इसके अलावा, परीक्षण में उसी क्षण, HEMC40 के साथ मिश्रित मोर्टार का थोक घनत्व HEMC20 के साथ मिश्रित मोर्टार की तुलना में कम था, और HEMC45 के साथ मिश्रित मोर्टार का घनत्व HEMC25 के साथ मिश्रित मोर्टार की तुलना में कम था। यह दर्शाता है कि HEMC40 और HEMC45 ने अधिक हवा के बुलबुले पेश किए, और मोर्टार में हवा के बुलबुले में "बॉल" प्रभाव होता है, जो मोर्टार प्रवाह प्रतिरोध को भी कम करता है।

HEMC40 जोड़ने के बाद, मोर्टार का उपज तनाव 60 मिनट के बाद संतुलन में था, और प्लास्टिक की चिपचिपाहट बढ़ गई; HEMC20 जोड़ने के बाद, मोर्टार का उपज तनाव 30 मिनट के बाद संतुलन पर पहुंच गया, और प्लास्टिक की चिपचिपाहट बढ़ गई। यह दर्शाता है कि HEMC20 की तुलना में HEMC40 का मोर्टार उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट के विकास पर अधिक मंद प्रभाव पड़ता है, और अंतिम चिपचिपाहट तक पहुंचने में अधिक समय लगता है।

HEMC45 के साथ मिश्रित मोर्टार का उपज तनाव 0 से 120 मिनट तक कम हो गया, और प्लास्टिक की चिपचिपाहट 90 मिनट के बाद बढ़ गई; जबकि HEMC25 के साथ मिश्रित मोर्टार का उपज तनाव 90 मिनट के बाद बढ़ गया, और प्लास्टिक की चिपचिपाहट 60 मिनट के बाद बढ़ गई। यह दर्शाता है कि HEMC25 की तुलना में HEMC45 का मोर्टार उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट के विकास पर अधिक मंद प्रभाव पड़ता है, और अंतिम चिपचिपाहट तक पहुंचने के लिए आवश्यक समय भी अधिक होता है।

4.2 सीमेंट मोर्टार के उपज तनाव पर एचईएमसी सामग्री का प्रभाव

परीक्षण के दौरान, मोर्टार के उपज तनाव को प्रभावित करने वाले कारक हैं: मोर्टार का प्रदूषण और रक्तस्राव, सरगर्मी से संरचना क्षति, जलयोजन उत्पादों का निर्माण, मोर्टार में मुक्त नमी की कमी, और सेलूलोज़ ईथर का मंद प्रभाव। सेल्युलोज ईथर के मंदक प्रभाव के लिए, आम तौर पर स्वीकृत दृष्टिकोण इसे मिश्रणों के सोखने से समझाना है।

यह देखा जा सकता है कि जब HEMC40 जोड़ा जाता है और इसकी सामग्री 0.3% से कम होती है, तो HEMC40 सामग्री की वृद्धि के साथ मोर्टार का उपज तनाव धीरे-धीरे कम हो जाता है; जब HEMC40 की सामग्री 0.3% से अधिक होती है, तो मोर्टार उपज तनाव धीरे-धीरे बढ़ता है। सेलूलोज़ ईथर के बिना मोर्टार के रक्तस्राव और प्रदूषण के कारण, समुच्चय के बीच चिकनाई के लिए पर्याप्त सीमेंट पेस्ट नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप उपज तनाव में वृद्धि होती है और बहने में कठिनाई होती है। सेलूलोज़ ईथर का उचित जोड़ मोर्टार प्रदूषण घटना को प्रभावी ढंग से सुधार सकता है, और पेश किए गए हवा के बुलबुले छोटे "गेंदों" के बराबर होते हैं, जो मोर्टार के उपज तनाव को कम कर सकते हैं और इसे प्रवाहित करना आसान बना सकते हैं। जैसे-जैसे सेलूलोज़ ईथर की मात्रा बढ़ती है, इसकी निश्चित नमी की मात्रा भी धीरे-धीरे बढ़ती है। जब सेलूलोज़ ईथर की सामग्री एक निश्चित मूल्य से अधिक हो जाती है, तो मुक्त नमी की कमी का प्रभाव अग्रणी भूमिका निभाना शुरू कर देता है, और मोर्टार का उपज तनाव धीरे-धीरे बढ़ जाता है।

जब HEMC40 की मात्रा 0.3% से कम होती है, तो मोर्टार का उपज तनाव 0-120 मिनट के भीतर धीरे-धीरे कम हो जाता है, जो मुख्य रूप से मोर्टार के तेजी से गंभीर प्रदूषण से संबंधित है, क्योंकि ब्लेड और नीचे के बीच एक निश्चित दूरी होती है। उपकरण, और समुच्चय प्रदूषण के बाद नीचे तक डूब जाता है, ऊपरी प्रतिरोध छोटा हो जाता है; जब HEMC40 सामग्री 0.3% है, तो मोर्टार मुश्किल से नष्ट हो जाएगा, सेलूलोज़ ईथर का सोखना सीमित है, जलयोजन प्रमुख है, और उपज तनाव में एक निश्चित वृद्धि हुई है; HEMC40 सामग्री है जब सेलूलोज़ ईथर की सामग्री 0.5%-0.7% होती है, सेलूलोज़ ईथर का सोखना धीरे-धीरे बढ़ता है, जलयोजन दर कम हो जाती है, और मोर्टार की उपज तनाव के विकास की प्रवृत्ति बदलने लगती है; सतह पर, जलयोजन की दर कम होती है और समय के साथ मोर्टार का उपज तनाव कम हो जाता है।

4.3 सीमेंट मोर्टार की प्लास्टिक चिपचिपाहट पर एचईएमसी सामग्री का प्रभाव

यह देखा जा सकता है कि HEMC40 जोड़ने के बाद, HEMC40 सामग्री की वृद्धि के साथ मोर्टार की प्लास्टिक चिपचिपाहट धीरे-धीरे बढ़ती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सेलूलोज़ ईथर में गाढ़ा करने का प्रभाव होता है, जो तरल की चिपचिपाहट को बढ़ा सकता है, और खुराक जितनी अधिक होगी, मोर्टार की चिपचिपाहट उतनी ही अधिक होगी। 0.1% एचईएमसी40 जोड़ने के बाद मोर्टार की प्लास्टिक चिपचिपाहट कम होने का कारण हवा के बुलबुले की शुरूआत का "बॉल" प्रभाव और मोर्टार के रक्तस्राव और प्रदूषण में कमी है।

सेलूलोज़ ईथर को शामिल किए बिना साधारण मोर्टार की प्लास्टिक चिपचिपाहट समय के साथ धीरे-धीरे कम हो जाती है, जो मोर्टार की परत के कारण ऊपरी हिस्से के कम घनत्व से भी संबंधित है; जब HEMC40 की सामग्री 0.1%-0.5% होती है, तो मोर्टार संरचना अपेक्षाकृत समान होती है, और मोर्टार संरचना 30 मिनट के बाद अपेक्षाकृत समान होती है। प्लास्टिक की चिपचिपाहट में ज्यादा बदलाव नहीं होता है। इस समय, यह मुख्य रूप से सेलूलोज़ ईथर के चिपचिपापन प्रभाव को ही दर्शाता है; HEMC40 की सामग्री 0.7% से अधिक होने के बाद, मोर्टार की प्लास्टिक चिपचिपाहट समय के साथ धीरे-धीरे बढ़ती है, क्योंकि मोर्टार की चिपचिपाहट सेलूलोज़ ईथर से भी संबंधित होती है। मिश्रण शुरू होने के कुछ समय के भीतर सेल्युलोज ईथर घोल की चिपचिपाहट धीरे-धीरे बढ़ जाती है। खुराक जितनी अधिक होगी, समय के साथ बढ़ने का प्रभाव उतना ही अधिक महत्वपूर्ण होगा।

वी. निष्कर्ष

एचईएमसी की चिपचिपाहट में परिवर्तन, चाहे वह संशोधित हो या नहीं, और खुराक में परिवर्तन जैसे कारक मोर्टार के रियोलॉजिकल गुणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करेंगे, जो उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट के दो मापदंडों द्वारा परिलक्षित हो सकते हैं।

असंशोधित एचईएमसी के लिए, चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, 0-120 मिनट के भीतर मोर्टार का उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपापन उतना ही कम होगा; मोर्टार के रियोलॉजिकल गुणों पर संशोधित एचईएमसी की चिपचिपाहट परिवर्तन का प्रभाव असंशोधित एचईएमसी की तुलना में कमजोर है; इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि संशोधन स्थायी है या नहीं, एचईएमसी की चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, मोर्टार उपज तनाव और प्लास्टिक चिपचिपाहट के विकास पर देरी का प्रभाव उतना ही महत्वपूर्ण होगा।

जब HEMC40 को 40000mPa·s की चिपचिपाहट के साथ जोड़ा जाता है और इसकी सामग्री 0.3% से अधिक होती है, तो मोर्टार का उपज तनाव धीरे-धीरे बढ़ता है; जब सामग्री 0.9% से अधिक हो जाती है, तो मोर्टार का उपज तनाव समय के साथ धीरे-धीरे कम होने की प्रवृत्ति दिखाना शुरू कर देता है; HEMC40 सामग्री की वृद्धि के साथ प्लास्टिक की चिपचिपाहट बढ़ जाती है। जब सामग्री 0.7% से अधिक होती है, तो मोर्टार की प्लास्टिक चिपचिपाहट समय के साथ धीरे-धीरे बढ़ने की प्रवृत्ति दिखाने लगती है।