मशीन से छिड़के गए सीमेंट मोर्टार के गुणों पर हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर का प्रभाव

सेलूलोज़ ईथर मशीन-ब्लास्टेड मोर्टार में एक आवश्यक योजक है। मशीन-ब्लास्ट मोर्टार के जल प्रतिधारण, घनत्व, वायु सामग्री, यांत्रिक गुणों और छिद्र आकार वितरण पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (एचपीएमसी) की चार अलग-अलग चिपचिपाहट के प्रभावों का अध्ययन किया गया। अध्ययनों से पता चला है कि: एचपीएमसी मोर्टार के जल प्रतिधारण प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकता है, और एचपीएमसी की मात्रा 0.15% होने पर जल प्रतिधारण दर 90% से अधिक हो सकती है। सर्वाधिक स्पष्ट; एचपीएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ मोर्टार की वायु सामग्री बढ़ जाती है: एचपीएमसी स्पष्ट रूप से सीमेंट मोर्टार के यांत्रिक गुणों को कम कर देगा, लेकिन मोर्टार का तह अनुपात बढ़ जाएगा; एचपीएमसी जोड़ने के बाद मोर्टार का छिद्र आकार काफी बढ़ जाएगा, हानिकारक छिद्रों और कई हानिकारक छिद्रों का अनुपात काफी बढ़ गया है।

मुख्य शब्द: गारा; हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर; पानी प्रतिधारण; छिद्र आकार वितरण

0. प्रस्तावना

हाल के वर्षों में, उद्योग की निरंतर प्रगति और प्रौद्योगिकी में सुधार के साथ, विदेशी मोर्टार छिड़काव मशीनों की शुरूआत और सुधार के माध्यम से, हमारे देश में यांत्रिक छिड़काव और पलस्तर की तकनीक काफी विकसित हुई है। यांत्रिक छिड़काव मोर्टार साधारण मोर्टार से भिन्न होता है, जिसके लिए उच्च जल प्रतिधारण प्रदर्शन, उपयुक्त तरलता और कुछ एंटी-सैगिंग प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, सेल्युलोज ईथर को मोर्टार में मिलाया जाता है, जिसमें हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज प्लेन ईथर (एचपीएमसी) सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मोर्टार में एचपीएमसी के मुख्य कार्य हैं: उत्कृष्ट जल धारण क्षमता, गाढ़ा करना और चिपचिपा बनाना और रियोलॉजिकल समायोजन। हालाँकि, एचपीएमसी की कमियों को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता। एचपीएमसी में वायु-प्रवेश प्रभाव होता है, जो अधिक आंतरिक दोष पैदा करेगा और मोर्टार के यांत्रिक गुणों को गंभीर रूप से कम कर देगा। यह पेपर स्थूल पहलू से मोर्टार की जल प्रतिधारण दर, घनत्व, वायु सामग्री और यांत्रिक गुणों पर एचपीएमसी के प्रभाव का अध्ययन करता है, और सूक्ष्म पहलू से मोर्टार की छिद्र संरचना पर एचपीएमसी के प्रभाव का अध्ययन करता है।

1. परीक्षण

1.1 कच्चा माल

सीमेंट: व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पी·O42.5 सीमेंट, इसकी 28d फ्लेक्सुरल और कंप्रेसिव ताकत क्रमशः 6.9 और 48.2 MPa है; रेत: चेंगदे महीन नदी की रेत, 40-100 जाल; सेलूलोज़ ईथर: हेबै मिथाइल सेलूलोज़ ईथर, सफेद पाउडर, नाममात्र चिपचिपाहट 40, 100, 150, 200 Pa में एक कंपनी द्वारा उत्पादित हाइड्रोक्सीप्रोपाइल अल्कोहल·एस: पानी: साफ नल का पानी।

1.2 परीक्षण विधि

जेजीजे/टी 105-2011 "यांत्रिक छिड़काव और पलस्तर के लिए निर्माण विनियम" के अनुसार, मोर्टार की स्थिरता 80~120 मिमी है, और जल प्रतिधारण दर 90% से अधिक है। इस परीक्षण में, चूना-रेत अनुपात 1:5 पर सेट किया गया है, स्थिरता (93) पर नियंत्रित की गई है±2) मिमी, और सेलूलोज़ ईथर को बाहरी रूप से मिश्रित किया जाता है, और इसकी खुराक की गणना सीमेंट द्रव्यमान के अनुसार की जाती है। मोर्टार के मूल गुणों जैसे गीला घनत्व, वायु सामग्री, जल प्रतिधारण दर और स्थिरता का परीक्षण जेजीजे 70-2009 "बिल्डिंग मोर्टार के मूल गुणों के लिए परीक्षण विधियां" के संदर्भ में किया जाता है, और वायु सामग्री का परीक्षण और गणना इसके अनुसार की जाती है। घनत्व विधि. नमूनों की तैयारी, लचीली और संपीड़न शक्ति परीक्षण जीबी/टी 17671-1999 "सीमेंट मोर्टार रेत की ताकत के परीक्षण के तरीके (आईएसओ विधि)" के संदर्भ में किए गए थे। छिद्र के आकार का परीक्षण पारा पोरोसिमेट्री द्वारा किया गया था। पारा पोरोसिमीटर का मॉडल ऑटोपोर 9500 था, और मापने की सीमा 5.5 एनएम से 360 थीμएम। परीक्षणों के कुल 4 सेट आयोजित किए गए। 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (संख्याएं ए, बी, सी, डी हैं)।

2. परिणाम और विश्लेषण

2.1 सीमेंट मोर्टार की जल धारण दर पर एचपीएमसी का प्रभाव

जल प्रतिधारण से तात्पर्य मोर्टार की पानी धारण करने की क्षमता से है। मशीन से छिड़के गए मोर्टार में, सेल्युलोज ईथर मिलाने से नमी को प्रभावी ढंग से बनाए रखा जा सकता है, रक्तस्राव की दर को कम किया जा सकता है और सीमेंट-आधारित सामग्रियों की पर्याप्त जलयोजन की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है।

मोर्टार की जल प्रतिधारण दर पर एचपीएमसी के प्रभाव से यह देखा जा सकता है कि एचपीएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ, मोर्टार की जल प्रतिधारण दर धीरे-धीरे बढ़ती है। 100, 150 और 200 Pa की श्यानता वाले सेलूलोज़ ईथर के वक्र·मूलतः वही हैं. जब सामग्री 0.05% से 0.15% होती है, तो जल प्रतिधारण दर रैखिक रूप से बढ़ जाती है। जब सामग्री 0.15% होती है, तो जल प्रतिधारण दर 93% से अधिक होती है।．20% के बाद, जल प्रतिधारण की बढ़ती प्रवृत्ति सपाट हो जाती है, जो दर्शाता है कि एचपीएमसी की मात्रा संतृप्ति के करीब है। 40 Pa की श्यानता के साथ HPMC की मात्रा का प्रभाव वक्र·जल प्रतिधारण दर पर एस लगभग एक सीधी रेखा है। जब मात्रा 0.15% से अधिक होती है, तो मोर्टार की जल प्रतिधारण दर समान मात्रा में चिपचिपाहट वाले एचपीएमसी के अन्य तीन प्रकारों की तुलना में काफी कम होती है। आम तौर पर यह माना जाता है कि सेल्यूलोज ईथर का जल प्रतिधारण तंत्र है: सेल्यूलोज ईथर अणु पर हाइड्रॉक्सिल समूह और ईथर बंधन पर ऑक्सीजन परमाणु हाइड्रोजन बंधन बनाने के लिए पानी के अणु के साथ जुड़ेगा, ताकि मुक्त पानी बंधा हुआ पानी बन जाए। , इस प्रकार एक अच्छा जल प्रतिधारण प्रभाव खेलता है; यह भी माना जाता है कि पानी के अणुओं और सेलूलोज़ ईथर आणविक श्रृंखलाओं के बीच अंतर-प्रसार पानी के अणुओं को सेलूलोज़ ईथर मैक्रोमोलेक्युलर श्रृंखलाओं के आंतरिक भाग में प्रवेश करने और मजबूत बाध्यकारी बलों के अधीन होने की अनुमति देता है, जिससे सीमेंट घोल की जल अवधारण में सुधार होता है। उत्कृष्ट जल प्रतिधारण मोर्टार को सजातीय बनाए रख सकता है, अलग करना आसान नहीं है, और अच्छा मिश्रण प्रदर्शन प्राप्त कर सकता है, जबकि यांत्रिक घिसाव को कम करता है और मोर्टार छिड़काव मशीन के जीवन को बढ़ाता है।

2.2 सीमेंट मोर्टार के घनत्व और वायु सामग्री पर एचपीएमसी का प्रभाव

मोर्टार के घनत्व पर एचपीएमसी की विभिन्न चिपचिपाहट और खुराक के प्रभाव से, यह देखा जा सकता है कि जब एचपीएमसी की खुराक 0-0.20% होती है, तो मोर्टार का घनत्व एचपीएमसी खुराक की वृद्धि के साथ 2050 किलोग्राम/मीटर से तेजी से कम हो जाता है।³ लगभग 1650 किग्रा/मी³ , लगभग 20% की कमी हुई; एचपीएमसी सामग्री 0.20% से अधिक होने के बाद, घनत्व में कमी समतल हो जाती है। विभिन्न चिपचिपाहट वाले चार प्रकार के एचपीएमसी की तुलना करने पर, यह देखा जा सकता है कि चिपचिपाहट जितनी अधिक होगी, मोर्टार का घनत्व उतना ही कम होगा; 150 और 200 Pa s HPMC की मिश्रित चिपचिपाहट वाले मोर्टार के घनत्व वक्र मूल रूप से ओवरलैप होते हैं, जो दर्शाता है कि जैसे-जैसे HPMC की चिपचिपाहट बढ़ती जा रही है, मोर्टार का घनत्व अब कम नहीं होगा।

मोर्टार की वायु सामग्री पर एचपीएमसी की विभिन्न चिपचिपाहट और खुराक के प्रभाव से, यह देखा जा सकता है कि मोर्टार की वायु सामग्री में परिवर्तन मोर्टार के घनत्व के विपरीत है। हवा की मात्रा लगभग एक सीधी रेखा में बढ़ती है; जब एचपीएमसी सामग्री 0.20% से अधिक हो जाती है, तो वायु सामग्री मुश्किल से बदलती है, यह दर्शाता है कि मोर्टार का वायु-प्रवेश प्रभाव संतृप्ति के करीब है। 150 और 200 पीए की चिपचिपाहट के साथ एचपीएमसी का वायु-प्रवेश प्रभाव·40 और 100 Pa की श्यानता के साथ s HPMC से अधिक है·s.

सेलूलोज़ ईथर का वायु-प्रवेश प्रभाव मुख्य रूप से इसकी आणविक संरचना से निर्धारित होता है। सेलूलोज़ ईथर में हाइड्रोफिलिक समूह (हाइड्रॉक्सिल, ईथर समूह) और हाइड्रोफोबिक समूह (मिथाइल समूह, ग्लूकोज रिंग) दोनों होते हैं, और यह एक सर्फेक्टेंट है। , सतह गतिविधि है, इस प्रकार एक वायु-प्रवेश प्रभाव पड़ता है। एक ओर, डाली गई गैस मोर्टार में बॉल बेयरिंग के रूप में कार्य कर सकती है, मोर्टार के कामकाजी प्रदर्शन में सुधार कर सकती है, मात्रा बढ़ा सकती है और आउटपुट बढ़ा सकती है, जो निर्माता के लिए फायदेमंद है। लेकिन दूसरी ओर, वायु-प्रवेश प्रभाव मोर्टार की वायु सामग्री और सख्त होने के बाद सरंध्रता को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप हानिकारक छिद्रों में वृद्धि होती है और यांत्रिक गुणों में काफी कमी आती है। यद्यपि एचपीएमसी में एक निश्चित वायु-प्रवेश प्रभाव होता है, यह वायु-प्रवेश एजेंट को प्रतिस्थापित नहीं कर सकता है। इसके अलावा, जब एचपीएमसी और एयर-एंट्रेनिंग एजेंट का उपयोग एक ही समय में किया जाता है, तो एयर-एंट्रेनिंग एजेंट विफल हो सकता है।

2.3 सीमेंट मोर्टार के यांत्रिक गुणों पर एचपीएमसी का प्रभाव

28डी फ्लेक्सुरल ताकत और 28डी कंप्रेसिव ताकत से, यह देखा जा सकता है कि जब एचपीएमसी की मात्रा केवल 0.05% होती है, तो मोर्टार की फ्लेक्सुरल ताकत काफी कम हो जाती है, जो एचपीएमसी के बिना खाली नमूने की तुलना में लगभग 25% कम है, और संपीड़न शक्ति केवल रिक्त नमूने के 65% तक पहुंच सकती है। 80%. जब एचपीएमसी की सामग्री 0.20% से अधिक हो जाती है, तो मोर्टार की लचीली ताकत और संपीड़ित ताकत में कमी की डिग्री स्पष्ट नहीं होती है। एचपीएमसी की चिपचिपाहट का मोर्टार के यांत्रिक गुणों पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। एचपीएमसी बहुत सारे छोटे हवा के बुलबुले पेश करता है, और मोर्टार पर वायु-प्रवेश प्रभाव मोर्टार की आंतरिक सरंध्रता और हानिकारक छिद्रों को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप संपीड़न शक्ति और लचीली ताकत में उल्लेखनीय कमी आती है। मोर्टार की ताकत में कमी का एक अन्य कारण सेल्युलोज ईथर का जल प्रतिधारण प्रभाव है, जो कठोर मोर्टार में पानी रखता है, और बड़े जल-बाइंडर अनुपात से परीक्षण ब्लॉक की ताकत में कमी आती है। यांत्रिक निर्माण मोर्टार के लिए, हालांकि सेलूलोज़ ईथर मोर्टार की जल प्रतिधारण दर को काफी बढ़ा सकता है और इसकी कार्यशीलता में सुधार कर सकता है, यदि मात्रा बहुत बड़ी है, तो यह मोर्टार के यांत्रिक गुणों को गंभीर रूप से प्रभावित करेगा, इसलिए दोनों के बीच संबंध को उचित रूप से तौला जाना चाहिए।

28-दिवसीय फोल्डिंग अनुपात से, यह देखा जा सकता है कि एचपीएमसी सामग्री में वृद्धि के साथ, मोर्टार का समग्र फोल्डिंग अनुपात एक बढ़ती प्रवृत्ति दिखाता है, जो मूल रूप से एक रैखिक संबंध है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जोड़ा गया सेल्युलोज ईथर बड़ी संख्या में हवा के बुलबुले पेश करता है, जिससे मोर्टार के अंदर अधिक दोष पैदा होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मोर्टार की संपीड़न शक्ति में तेज कमी आती है, और हालांकि झुकने की ताकत भी कुछ हद तक कम हो जाती है; लेकिन सेल्युलोज ईथर मोर्टार के लचीलेपन में सुधार कर सकता है और प्रतिरोध को मोड़ने की ताकत अनुकूल है, जिससे कमी की दर धीमी हो जाती है। व्यापक रूप से विचार करने पर, दोनों के संयुक्त प्रभाव से फोल्डिंग अनुपात में वृद्धि होती है।

2.4 मोर्टार के छिद्र आकार पर एचपीएमसी का प्रभाव

नमूनों ए, बी, सी और डी के चार समूहों के छिद्र आकार वितरण वक्र को पारा घुसपैठ पोरोसिमेट्री द्वारा मापा गया था।

छिद्र आकार वितरण वक्र, छिद्र आकार वितरण डेटा और एडी नमूनों के विभिन्न सांख्यिकीय मापदंडों के अनुसार, एचपीएमसी का सीमेंट मोर्टार की छिद्र संरचना पर बहुत प्रभाव पड़ता है:

(1) एचपीएमसी जोड़ने के बाद, सीमेंट मोर्टार का छिद्र आकार काफी बढ़ जाता है। छिद्र आकार वितरण वक्र पर, छवि का क्षेत्र दाईं ओर चला जाता है, और शिखर मान के अनुरूप छिद्र मान बड़ा हो जाता है। इसके अलावा विभिन्न सांख्यिकीय मापदंडों के परीक्षण परिणामों में छिद्र आकार वितरण और मध्य छिद्र आकार के सांख्यिकीय आंकड़ों से, यह देखा जा सकता है कि एचपीएमसी जोड़ने के बाद सीमेंट मोर्टार का औसत छिद्र आकार खाली नमूने की तुलना में काफी बड़ा है, और 0.3% खुराक वाले नमूने में मूल्य एपर्चर रिक्त नमूने की तुलना में परिमाण के 2 ऑर्डर अधिक है।

(2) वू झोंगवेई एट अल। कंक्रीट में छिद्रों को चार प्रकारों में विभाजित किया गया है, जो हानिरहित छिद्र हैं (≤20 एनएम), कुछ हानिकारक छिद्र (20–100 एनएम), हानिकारक छिद्र (100–200 एनएम) और कई हानिकारक छिद्र (≥200 एनएम)। 200 एनएम)। छिद्र आकार वितरण सांख्यिकीय डेटा और विभिन्न सांख्यिकीय मापदंडों के परीक्षण परिणामों से, यह देखा जा सकता है कि हानिरहित छिद्रों या कम हानिकारक छिद्रों की संख्या काफी कम हो जाती है, और एचपीएमसी जोड़ने के बाद हानिकारक छिद्रों या अधिक हानिकारक छिद्रों की संख्या बढ़ जाती है। एचपीएमसी के बिना नमूने के हानिरहित या कम हानिकारक छिद्र लगभग 49.4% हैं, और एचपीएमसी जोड़ने के बाद हानिरहित या कम हानिकारक छिद्र काफी कम हो जाते हैं। उदाहरण के तौर पर 0.1% की खुराक लेते हुए, हानिरहित या कम हानिकारक छिद्र लगभग 45% कम हो जाते हैं। , हानिकारक छिद्रों की संख्या 10 से अधिकμमी लगभग 9 गुना बढ़ गया।

3) मध्य छिद्र व्यास, औसत छिद्र व्यास, विशिष्ट छिद्र मात्रा और विशिष्ट सतह क्षेत्र एचपीएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ बहुत सख्त परिवर्तन नियम का पालन नहीं करते हैं, जो पारा इंजेक्शन परीक्षण में नमूना चयन के बड़े फैलाव से संबंधित हो सकता है। लेकिन कुल मिलाकर, एचपीएमसी के साथ मिश्रित नमूने का औसत छिद्र व्यास, औसत छिद्र व्यास और विशिष्ट छिद्र मात्रा खाली नमूने की तुलना में बढ़ जाती है, जबकि विशिष्ट सतह क्षेत्र घट जाता है।

3. निष्कर्ष

(1) एचपीएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ मोर्टार की जल प्रतिधारण दर बढ़ जाती है। 100, 150 और 200 Pa की श्यानता वाले सेलूलोज़ ईथर के वक्र·एस मूल रूप से समान हैं, और सामग्री 0.15% होने पर जल प्रतिधारण दर 93% से अधिक है। जब 40 पा की सामग्री·एस सेलूलोज़ ईथर 0.15% से अधिक है, जल प्रतिधारण दर अन्य तीन प्रकार की चिपचिपाहट एचपीएमसी की तुलना में कम है।

(2) एचपीएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ मोर्टार का घनत्व धीरे-धीरे कम हो जाता है, और सामग्री 0.05% है। घनत्व में कमी 0.20% पर सबसे अधिक स्पष्ट है, लगभग 20%; जब सामग्री 0.20% से अधिक हो जाती है, तो घनत्व मुश्किल से बदलता है; एचपीएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ मोर्टार की वायु सामग्री बढ़ जाती है।

(3) एचपीएमसी सामग्री में वृद्धि से सीमेंट मोर्टार के यांत्रिक गुणों में स्पष्ट रूप से कमी आएगी, लेकिन मोर्टार के संगत तह अनुपात में वृद्धि होगी, और मोर्टार का लचीलापन बेहतर हो जाएगा।

(4) एचपीएमसी जोड़ने के बाद, मोर्टार का छिद्र आकार काफी बढ़ जाता है, और हानिकारक छिद्रों और कई हानिकारक छिद्रों का अनुपात काफी बढ़ जाता है। 0.1% एचपीएमसी सामग्री वाला नमूना खाली नमूने की तुलना में लगभग 45% कम हो गया, जिसमें कोई या कम हानिकारक छिद्र नहीं थे, और अधिक हानिकारक छिद्रों की संख्या 10 से अधिक थी।μमी लगभग 9 गुना बढ़ गया।