सीमेंट मोर्टार के लिए संशोधित सेलूलोज़ ईथर के यांत्रिक गुण

0.45 के पानी-सीमेंट अनुपात, 1:2.5 के नींबू-रेत अनुपात और 0%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8% और 1.0% की विभिन्न चिपचिपाहट के साथ सेलूलोज़ ईथर के साथ संशोधित सीमेंट मोर्टार तैयार किया गया था। . सीमेंट मोर्टार के यांत्रिक गुणों को मापने और सूक्ष्म आकारिकी का अवलोकन करके, संशोधित सीमेंट मोर्टार की संपीड़न शक्ति, लचीली ताकत और बंधन ताकत पर एचईएमसी के प्रभाव का अध्ययन किया गया था। शोध के नतीजे बताते हैं कि: एचईएमसी सामग्री में वृद्धि के साथ, अलग-अलग उम्र में संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति लगातार कम हो जाती है, और कमी की सीमा कम हो जाती है और नरम हो जाती है; जब सेलूलोज़ ईथर की समान सामग्री जोड़ी जाती है, तो विभिन्न चिपचिपाहट के साथ सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति होती है: HEMC20 एचईएमसी10>एचईएमसी5.

मुख्य शब्द:सेलूलोज़ ईथर; सीमेंट मोर्टार; सम्पीडक क्षमता; आनमनी सार्मथ्य; बंधन शक्ति

1 परिचय

इस स्तर पर, दुनिया में मोर्टार की वार्षिक मांग 200 मिलियन टन से अधिक है, और औद्योगिक मांग अभी भी बढ़ रही है। वर्तमान में, पारंपरिक सीमेंट मोर्टार में रक्तस्राव, प्रदूषण, बड़ी सुखाने की सिकुड़न, खराब अभेद्यता, कम तन्यता बंधन शक्ति और पानी की कमी के कारण अपूर्ण जलयोजन जैसे दोष हैं, जिन्हें हल करना मुश्किल है, जिससे न केवल निर्माण दोष पैदा होता है, बल्कि यह भी होता है। सख्त करने के लिए मोर्टार का टूटना, चूर्णित होना, गिरना और खोखला होना जैसी घटनाएँ घटित होती हैं।

वाणिज्यिक मोर्टार के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले मिश्रणों में से एक के रूप में, सेलूलोज़ ईथर में जल प्रतिधारण, गाढ़ापन और मंदता के कार्य होते हैं, और इसका उपयोग सीमेंट मोर्टार के भौतिक गुणों जैसे कार्यशीलता, जल प्रतिधारण, संबंध प्रदर्शन और सेटिंग समय में सुधार करने के लिए किया जा सकता है। , जैसे कि सीमेंट में उल्लेखनीय वृद्धि। मोर्टार की तन्यता बंधन शक्ति कम हो जाएगी, लेकिन सीमेंट मोर्टार की संपीड़न शक्ति, लचीली ताकत और लोचदार मापांक कम हो जाएगा। झांग यिशुन और अन्य ने मोर्टार के गुणों पर मिथाइल सेलूलोज़ ईथर और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलूलोज़ ईथर के प्रभाव का अध्ययन किया। परिणामों से पता चला कि: दोनों सेल्युलोज ईथर मोर्टार के जल प्रतिधारण में सुधार कर सकते हैं, और लचीली ताकत और संपीड़न शक्ति अलग-अलग डिग्री में घट जाती है, जबकि मोर्टार का तह अनुपात और बंधन शक्ति अलग-अलग डिग्री में बढ़ जाती है, और मोर्टार का संकोचन प्रदर्शन हो सकता है सुधार किया जाए. एजेनी, आर. ज़ुरब्रिगेन, आदि ने सेलूलोज़ ईथर संशोधित पतली परत चिपकने वाली मोर्टार प्रणाली में विभिन्न सामग्रियों की बातचीत का अध्ययन करने के लिए आधुनिक परीक्षण और विश्लेषण तकनीकों का उपयोग किया, और देखा कि सेलूलोज़ ईथर और सीए (ओएच) मोर्टार की सतह के पास दिखाई दिए। . 2, सीमेंट-आधारित सामग्रियों में सेलूलोज़ ईथर के प्रवास का संकेत देता है।

इस पेपर में, संपीड़न प्रतिरोध, फ्लेक्सुरल प्रतिरोध, बॉन्डिंग और एसईएम सूक्ष्म उपस्थिति जैसे मोर्टार परीक्षण विधियों का उपयोग करके, विभिन्न उम्र में संपीड़न शक्ति, फ्लेक्सुरल प्रतिरोध और बॉन्ड ताकत जैसे यांत्रिक गुणों पर सेलूलोज़ ईथर सीमेंट मोर्टार के प्रभाव का अध्ययन किया जाता है। और इसकी व्याख्या की गयी है. इसकी क्रिया का तंत्र.

2. कच्चा माल और परीक्षण विधियाँ

2.1 कच्चा माल

2.1.1 सीमेंट

वुहान हुआक्सिन सीमेंट कंपनी लिमिटेड द्वारा उत्पादित साधारण लॉरेट सीमेंट, मॉडल पी 042.5 (जीबी175-2007), का घनत्व 3.25 ग्राम/सेमी है।³ और 4200 सेमी का एक विशिष्ट सतह क्षेत्र²/जी।

2.1.2 हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर

हाइड्रोक्सीएथाइल मिथाइल सेल्युलोज ईथरसंयुक्त राज्य अमेरिका के हरक्यूलिस समूह द्वारा उत्पादित 25 पर 2% समाधान में 50000MPa/s, 100000MPa/s, और 200000MPa/s की चिपचिपाहट है°C, और निम्नलिखित संक्षिप्त रूप HEMC5, HEMC10, और HEMC20 हैं।

2.2 परीक्षण विधि

एक। संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति

हरे शरीर के नमूनों की संपीड़न शक्ति का परीक्षण वूशी जियानयी इंस्ट्रूमेंट कंपनी लिमिटेड की TYE-300 संपीड़न शक्ति मशीन से किया गया था। लोडिंग दर 0.5 kN/s है। कंप्रेसिव स्ट्रेंथ टेस्ट जीबी/टी17671-1999 "सीमेंट मोर्टार स्ट्रेंथ टेस्ट मेथड (आईएसओ मेथड)" के अनुसार किया जाता है।

परिभाषा के अनुसार, हरे शरीर की संपीड़न शक्ति की गणना करने का सूत्र है:

आरसी=एफ/एस

जहां आर.सी—संपीड़न शक्ति, एमपीए;

F—नमूने पर अभिनय करने वाला विफलता भार, केएन;

S—दबाव क्षेत्र, एम².

परिभाषा के अनुसार, हरे शरीर की लचीली ताकत की गणना करने का सूत्र है:

आरएफ= (3पी× एल)/(2बी× h²) =0.234×P

सूत्र में, आरएफ—लचीली ताकत, एमपीए;

P—नमूने पर अभिनय करने वाला विफलता भार, केएन;

L—सहायक सिलेंडरों के केंद्रों के बीच की दूरी, यानी 10 सेमी;

बी, एच—परीक्षण निकाय के क्रॉस-सेक्शन की चौड़ाई और ऊंचाई, दोनों 4 सेमी हैं।

बी। संशोधित सीमेंट मोर्टार की तन्यता बंधन ताकत

चिपकने वाली ताकत को मापने के लिए ZQS6-2000 चिपकने वाली ईंट चिपकने वाली ताकत डिटेक्टर का उपयोग करें, और तन्य गति 2 मिमी/मिनट है। बॉन्डिंग स्ट्रेंथ टेस्ट JC/T985-2005 "जमीन के लिए सीमेंट-आधारित सेल्फ-लेवलिंग मोर्टार" के अनुसार किया गया था।

परिभाषा के अनुसार, हरे शरीर की बंधन शक्ति की गणना करने का सूत्र है:

पी=एफ/एस

सूत्र में, पी—तन्यता बंधन शक्ति, एमपीए;

F—अधिकतम विफलता भार, एन;

S—संबंध क्षेत्र, मिमी².

3) परिणाम और चर्चा

3.1 संपीड़न शक्ति

अलग-अलग उम्र में अलग-अलग चिपचिपाहट वाले दो प्रकार के सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति से, यह देखा जा सकता है कि एचईएमसी सामग्री में वृद्धि के साथ, अलग-अलग उम्र (3 डी, 7 डी और 28 डी) में सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति कम हो गई उल्लेखनीय रूप से। उल्लेखनीय रूप से कमी आई और धीरे-धीरे स्थिर हो गई: जब एचईएमसी की सामग्री 0.4% से कम थी, तो खाली नमूने की तुलना में संपीड़न शक्ति में काफी कमी आई; जब एचईएमसी की सामग्री 0.4% ~ 1.0% थी, तो संपीड़न शक्ति कम होने की प्रवृत्ति धीमी हो गई। जब सेलूलोज़ ईथर सामग्री 0.8% से अधिक होती है, तो 7डी और 28डी उम्र की संपीड़न शक्ति 3डी उम्र में खाली नमूने की तुलना में कम होती है, जबकि संशोधित मोर्टार 3डी की संपीड़न शक्ति लगभग शून्य होती है, और नमूना होता है हल्के से दबाया गया, तुरंत कुचल दिया गया, अंदर पाउडर जैसा है, और घनत्व बहुत कम है।

अलग-अलग उम्र में संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति पर एक ही HEMC का प्रभाव भी अलग-अलग होता है, जिससे पता चलता है कि 7d और 3d की तुलना में HEMC सामग्री की वृद्धि के साथ 28d की संपीड़न शक्ति कम हो जाती है। इससे पता चलता है कि एचईएमसी का मंदक प्रभाव उम्र बढ़ने के साथ हमेशा मौजूद रहता है, और एचईएमसी का मंदक प्रभाव सिस्टम में पानी की कमी या जलयोजन प्रतिक्रिया की प्रगति से प्रभावित नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप संपीड़न शक्ति में वृद्धि होती है। संशोधित मोर्टार एचईएमसी के साथ मिश्रित किए गए बिना मोर्टार नमूनों की तुलना में बहुत छोटा है।

अलग-अलग उम्र में सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति के परिवर्तन वक्र से, यह देखा जा सकता है कि जब सेलूलोज़ ईथर की समान मात्रा जोड़ी जाती है, तो विभिन्न चिपचिपाहट के साथ सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति होती है: HEMC20 एचईएमसी10>एचईएमसी5. इसका कारण यह है कि उच्च स्तर के पोलीमराइजेशन वाले एचईएमसी का मोर्टार की संपीड़न शक्ति में कमी पर निम्न स्तर के पोलीमराइजेशन वाले एचईएमसी की तुलना में अधिक प्रभाव पड़ता है, लेकिन एचईएमसी के साथ मिश्रित संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति मोर्टार की संपीड़न शक्ति की तुलना में बहुत कम होती है। एचईएमसी के बिना खाली मोर्टार।

निम्नलिखित तीन कारक संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति में कमी का कारण बनते हैं: एक तरफ, क्योंकि पानी में घुलनशील एचईएमसी मैक्रोमोलेक्यूलर नेटवर्क संरचना सीमेंट कणों, सीएसएच जेल, कैल्शियम ऑक्साइड, कैल्शियम एल्यूमिनेट हाइड्रेट और अन्य कणों और अनहाइड्रेटेड को कवर करती है। सतह पर कण, विशेष रूप से सीमेंट हाइड्रेशन के प्रारंभिक चरण में, कैल्शियम एल्यूमिनेट हाइड्रेट और एचईएमसी के बीच सोखना कैल्शियम एल्यूमिनेट की हाइड्रेशन प्रतिक्रिया को धीमा कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप संपीड़न शक्ति में उल्लेखनीय कमी आती है। स्थायी मोर्टार का मंदक प्रभाव स्पष्ट है, जो दर्शाता है कि जब HEMC20 की सामग्री 0.8% ~ 1% तक पहुंच जाती है, तो संशोधित मोर्टार नमूने की 3डी ताकत शून्य होती है; दूसरी ओर, हाइड्रेटेड एचईएमसी समाधान में उच्च चिपचिपाहट होती है, और मोर्टार की मिश्रण प्रक्रिया के दौरान, इसे हवा के साथ मिश्रित करके बड़ी संख्या में हवा के बुलबुले बनाए जा सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कठोर मोर्टार में बड़ी संख्या में खालीपन होता है। , और एचईएमसी सामग्री की वृद्धि और इसके पोलीमराइजेशन डिग्री की वृद्धि के साथ नमूने की संपीड़न शक्ति लगातार कम हो जाती है; मोर्टार प्रणाली केवल मोर्टार के लचीलेपन को बढ़ाती है और कठोर समर्थन की भूमिका नहीं निभा सकती है, इसलिए संपीड़न शक्ति कम हो जाती है।

3.2 लचीली ताकत

अलग-अलग उम्र में दो अलग-अलग चिपचिपाहट वाले सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की लचीली ताकत से, यह देखा जा सकता है कि संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति में परिवर्तन के समान, एचईएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की लचीली ताकत धीरे-धीरे कम हो जाती है।

अलग-अलग उम्र में सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की लचीली ताकत के परिवर्तन वक्र से, यह देखा जा सकता है कि जब सेलूलोज़ ईथर की सामग्री समान होती है, तो HEMC20 संशोधित मोर्टार नमूने की लचीली ताकत HEMC10 संशोधित मोर्टार नमूने की तुलना में थोड़ी कम होती है। जबकि जब एचईएमसी की सामग्री 0.4% ~ 0.8% होती है, तो दोनों के 28डी फ्लेक्सुरल ताकत परिवर्तन वक्र लगभग मेल खाते हैं।

अलग-अलग उम्र में सेल्युलोज ईथर संशोधित मोर्टार की लचीली ताकत के परिवर्तन वक्र से, यह भी देखा जा सकता है कि संशोधित मोर्टार की लचीली ताकत में परिवर्तन है: HEMC5

3.3 बंधन शक्ति

अलग-अलग उम्र में तीन सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टारों की बॉन्ड ताकत के भिन्नता वक्रों से यह देखा जा सकता है कि संशोधित मोर्टार की बॉन्ड ताकत एचईएमसी सामग्री में वृद्धि के साथ बढ़ती है और धीरे-धीरे स्थिर हो जाती है। उम्र के विस्तार के साथ, संशोधित मोर्टार की बंधन शक्ति में भी बढ़ती प्रवृत्ति देखी गई।

तीन सेल्युलोज ईथर संशोधित मोर्टारों के 28-दिवसीय बॉन्ड ताकत परिवर्तन वक्रों से यह देखा जा सकता है कि संशोधित मोर्टार की बॉन्ड ताकत एचईएमसी सामग्री में वृद्धि के साथ बढ़ती है, और धीरे-धीरे स्थिर हो जाती है। साथ ही, सेल्युलोज ईथर के पोलीमराइजेशन की डिग्री में वृद्धि के साथ, संशोधित मोर्टार की बंधन शक्ति में परिवर्तन होता है: HEMC20>HEMC10>HEMC5।

यह उच्च एचईएमसी सामग्री के साथ संशोधित मोर्टार में बड़ी संख्या में छिद्रों की शुरूआत के कारण होता है, जिसके परिणामस्वरूप कठोर शरीर की सरंध्रता में वृद्धि, संरचना के घनत्व में कमी और बंधन शक्ति की धीमी वृद्धि होती है। ; तन्यता परीक्षण में, संशोधित मोर्टार में फ्रैक्चर हुआ। अंदर, संशोधित मोर्टार और सब्सट्रेट के बीच संपर्क सतह पर कोई फ्रैक्चर नहीं है, जो इंगित करता है कि संशोधित मोर्टार और सब्सट्रेट के बीच बंधन की ताकत कठोर की तुलना में अधिक है। संशोधित मोर्टार. हालाँकि, जब HEMC की मात्रा कम (0% ~ 0.4%) होती है, तो पानी में घुलनशील HEMC अणु हाइड्रेटेड सीमेंट कणों को ढक सकते हैं और लपेट सकते हैं, और सीमेंट कणों के बीच एक बहुलक फिल्म बना सकते हैं, जिससे लचीलापन और लचीलेपन में वृद्धि होती है। संशोधित मोर्टार. प्लास्टिसिटी, और एचईएमसी के उत्कृष्ट जल प्रतिधारण के कारण, संशोधित मोर्टार में जलयोजन प्रतिक्रिया के लिए पर्याप्त पानी होता है, जो सीमेंट की ताकत के विकास को सुनिश्चित करता है, और संशोधित सीमेंट मोर्टार की बंधन ताकत रैखिक रूप से बढ़ जाती है।

3.4 एसईएम

सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार से पहले और बाद की एसईएम तुलना छवियों से, यह देखा जा सकता है कि असंशोधित मोर्टार में क्रिस्टल अनाज के बीच अंतराल अपेक्षाकृत बड़े हैं, और थोड़ी मात्रा में क्रिस्टल बनते हैं। संशोधित मोर्टार में, क्रिस्टल पूरी तरह से बढ़ते हैं, सेलूलोज़ ईथर के समावेश से मोर्टार के जल प्रतिधारण प्रदर्शन में सुधार होता है, सीमेंट पूरी तरह से हाइड्रेटेड होता है, और हाइड्रेशन उत्पाद स्पष्ट होते हैं।

ऐसा इसलिए है क्योंकि सेलूलोज़ ईथर को एक विशेष ईथरीकरण प्रक्रिया के साथ इलाज किया गया है, जिसमें उत्कृष्ट फैलाव और जल प्रतिधारण है। पानी धीरे-धीरे लंबी अवधि में छोड़ा जाता है, सूखने और वाष्पीकरण के कारण केशिका छिद्रों से केवल थोड़ी मात्रा में पानी निकलता है, और संशोधित सीमेंट मोर्टार की ताकत सुनिश्चित करने के लिए अधिकांश पानी सीमेंट के साथ हाइड्रेट होता है।

4 निष्कर्ष

एक। जैसे-जैसे एचईएमसी की सामग्री बढ़ती है, अलग-अलग उम्र में संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति लगातार कम हो जाती है, और कमी की सीमा कम हो जाती है और सपाट हो जाती है; जब सेलूलोज़ ईथर की सामग्री 0.8% से अधिक होती है, तो 7डी और 28डी 3डी-वृद्ध खाली नमूने की संपीड़न शक्ति रिक्त नमूने की तुलना में कम होती है, जबकि संशोधित मोर्टार की 3डी-वृद्ध संपीड़न शक्ति लगभग शून्य होती है। हल्के से दबाने पर नमूना टूट जाता है और अंदर से कम घनत्व वाला पाउडर जैसा होता है।

बी। जब समान मात्रा में सेलूलोज़ ईथर मिलाया जाता है, तो अलग-अलग चिपचिपाहट के साथ सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की संपीड़न शक्ति निम्नानुसार बदल जाती है: HEMC20 एचईएमसी10>एचईएमसी5.

सी। सेलूलोज़ ईथर संशोधित मोर्टार की लचीली ताकत एचईएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ धीरे-धीरे कम हो जाती है। संशोधित मोर्टार की लचीली ताकत में परिवर्तन है: HEMC5

डी। संशोधित मोर्टार की बंधन शक्ति एचईएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ बढ़ती है, और धीरे-धीरे स्थिर हो जाती है। साथ ही, सेल्युलोज ईथर के पोलीमराइजेशन की डिग्री में वृद्धि के साथ, संशोधित मोर्टार की बंधन शक्ति में परिवर्तन होता है: HEMC20>HEMC10>HEMC5।

ई. सेलूलोज़ ईथर को सीमेंट मोर्टार में मिश्रित करने के बाद, क्रिस्टल पूरी तरह से बढ़ता है, क्रिस्टल अनाज के बीच छिद्र कम हो जाते हैं, और सीमेंट पूरी तरह से हाइड्रेटेड होता है, जो सीमेंट मोर्टार की संपीड़न, फ्लेक्सुरल और बॉन्डिंग ताकत सुनिश्चित करता है।