Utjecaj celuloznog etera na retenciju vode

Metoda simulacije okoliša korištena je za proučavanje učinka celuloznih etera s različitim stupnjevima supstitucije i molarne supstitucije na zadržavanje vode morta u vrućim uvjetima. Analiza rezultata ispitivanja korištenjem statističkih alata pokazuje da hidroksietil metilcelulozni eter s niskim stupnjem supstitucije i visokim stupnjem molarne supstitucije pokazuje najbolje zadržavanje vode u mortu.

Ključne riječi: celulozni eter: zadržavanje vode; malter; metoda simulacije okoliša; toplim uvjetima

Zbog svojih prednosti u kontroli kvalitete, praktičnosti uporabe i transporta te zaštite okoliša, suhi mort se danas sve više koristi u visokogradnji. Suho miješani mort koristi se nakon dodavanja vode i miješanja na gradilištu. Voda ima dvije glavne funkcije: jedna je osigurati građevinske performanse morta, a druga je osigurati hidrataciju cementnog materijala kako bi mort nakon stvrdnjavanja postigao potrebna fizikalna i mehanička svojstva. Od završetka dodavanja vode u mort do završetka izgradnje do postizanja zadovoljavajućih fizičkih i mehaničkih svojstava, slobodna voda će migrirati u dva smjera osim hidratacije cementa: upijanje osnovnog sloja i površinsko isparavanje. U vrućim uvjetima ili na izravnoj sunčevoj svjetlosti vlaga brzo isparava s površine. U vrućim uvjetima ili pod izravnim sunčevim svjetlom bitno je da mort brzo zadržava vlagu s površine i smanjuje njen slobodni gubitak vode. Ključ za procjenu zadržavanja vode u mortu je određivanje odgovarajuće metode ispitivanja. Li Wei i sur. proučavali su metodu ispitivanja zadržavanja vode u mortu i otkrili da u usporedbi s metodom vakuumske filtracije i metodom filter papira, metoda simulacije okoliša može učinkovito karakterizirati zadržavanje vode u mortu na različitim temperaturama okoline.

Celulozni eter najčešće je korišteno sredstvo za zadržavanje vode u suhom miješanju žbuke. Najčešće korišteni celulozni eteri u suhom mortu su hidroksietil metil celulozni eter (HEMC) i hidroksipropil metil celulozni eter (HPMC). Odgovarajuće supstituentske skupine su hidroksietil, metil i hidroksipropil, metil. Stupanj supstitucije (DS) celuloznog etera pokazuje stupanj do kojeg je hidroksilna skupina na svakoj anhidroglukoznoj jedinici supstituirana, a stupanj molarne supstitucije (MS) pokazuje da ako supstituirajuća skupina sadrži hidroksilnu skupinu, reakcija supstitucije nastavlja se do provesti reakciju eterifikacije iz nove slobodne hidroksilne skupine. stupanj. Kemijska struktura i stupanj supstitucije celuloznog etera važni su čimbenici koji utječu na prijenos vlage u mortu i mikrostrukturu morta. Povećanje molekularne težine celuloznog etera povećat će zadržavanje vode u mortu, a različit stupanj supstitucije također će utjecati na zadržavanje vode u mortu.

Glavni čimbenici okoline za gradnju suhom mješavinom morta uključuju temperaturu okoline, relativnu vlažnost, brzinu vjetra i padaline. Što se tiče vruće klime, Odbor 305 ACI-ja (American Concrete Institute) definira je kao bilo koju kombinaciju čimbenika kao što su visoka atmosferska temperatura, niska relativna vlažnost i brzina vjetra, koja smanjuje kvalitetu ili performanse svježeg ili očvrslog betona za ovu vrstu vremena. Ljeto u mojoj zemlji često je vrhunac sezone za izgradnju raznih građevinskih projekata. Kod gradnje u vrućoj klimi s visokom temperaturom i niskom vlagom, osobito dio morta iza zida može biti izložen sunčevoj svjetlosti, što će utjecati na svježe miješanje i stvrdnjavanje suhog morta. Značajni učinci na performanse kao što su smanjena obradivost, dehidracija i gubitak snage. Kako osigurati kvalitetu suho miješane žbuke u gradnji s vrućom klimom privuklo je pozornost i istraživanje tehničara industrije žbuke i građevinskog osoblja.

U ovom se radu metoda simulacije okoliša koristi za procjenu zadržavanja vode morta pomiješanog s hidroksietil metil celuloznim eterom i hidroksipropil metil celuloznim eterom s različitim stupnjevima supstitucije i molarne supstitucije na 45°C.℃, a koristi se statistički softver JMP8.02 analizira podatke ispitivanja kako bi se proučio utjecaj različitih celuloznih etera na zadržavanje vode u mortu u vrućim uvjetima.

1. Sirovine i metode ispitivanja

1.1 Sirovine

Conch P. 042.5 Cement, kvarcni pijesak 50-100 mesh, hidroksietil metilcelulozni eter (HEMC) i hidroksipropil metilcelulozni eter (HPMC) s viskoznošću od 40000 mPa·s. Kako bi se izbjegao utjecaj drugih komponenti, test usvaja pojednostavljenu formulu morta, uključujući 30% cementa, 0,2% celuloznog etera i 69,8% kvarcnog pijeska, a količina dodane vode je 19% ukupne formule morta. Oba su omjeri mase.

1.2 Metoda simulacije okoliša

Ispitni uređaj metode simulacije okoliša koristi jod-volframove žarulje, ventilatore i komore za okoliš za simulaciju vanjske temperature, vlažnosti i brzine vjetra itd., kako bi se ispitala razlika u kvaliteti svježe umiješanog morta u različitim uvjetima i ispitajte zadržavanje vode u mortu. U ovom eksperimentu poboljšana je metoda ispitivanja iz literature, a računalo je spojeno na vagu za automatsko snimanje i testiranje, čime se smanjuje eksperimentalna pogreška.

Ispitivanje je provedeno u standardnom laboratoriju [temperatura (23±2)°C, relativna vlažnost (50±3)%] korištenjem neupijajućeg temeljnog sloja (plastične posude s unutarnjim promjerom od 88 mm) na temperaturi zračenja od 45°C. Metoda ispitivanja je sljedeća:

(1) S isključenim ventilatorom, uključite jod-volframovu lampu i postavite plastičnu posudu u fiksni položaj okomito ispod jod-volframove lampe da se prethodno zagrije 1 h;

(2) Izvažite plastičnu posudu, zatim stavite promiješanu žbuku u plastičnu posudu, zagladite je prema potrebnoj debljini i zatim izvažite;

(3) Vratite plastičnu posudu u prvobitni položaj, a softver kontrolira vagu za automatsko vaganje svakih 5 minuta, a test završava nakon 1 sata.

2. Rezultati i rasprava

Rezultati proračuna stope zadržavanja vode R0 morta pomiješanog s različitim celuloznim eterima nakon ozračivanja na 45°C 30 min.

Gore navedeni testni podaci analizirani su pomoću proizvoda JMP8.02 grupe za statistički softver SAS Company, kako bi se dobili pouzdani rezultati analize. Proces analize je sljedeći.

2.1 Regresijska analiza i prilagodba

Prilagodba modela provedena je standardnim najmanjim kvadratima. Usporedba između izmjerene i predviđene vrijednosti pokazuje ocjenu uklapanja modela, au cijelosti je grafički prikazana. Dvije isprekidane krivulje predstavljaju "95% interval pouzdanosti", a isprekidana vodoravna linija predstavlja prosječnu vrijednost svih podataka. Isprekidana krivulja i Sjecište isprekidanih vodoravnih linija pokazuje da je model pseudofaze tipičan.

Specifične vrijednosti za sažetak uklapanja i ANOVA. U prikladnom sažetku, R² dosegla 97%, a P vrijednost u analizi varijance bila je daleko manja od 0,05. Kombinacija dva uvjeta dalje pokazuje da je prilagodba modela značajna.

2.2 Analiza čimbenika utjecaja

Unutar opsega ovog eksperimenta, pod uvjetom od 30 minuta ozračivanja, odgovarajući faktori utjecaja su sljedeći: u smislu pojedinačnih faktora, p vrijednosti dobivene vrstom celuloznog etera i stupnjem molarne supstitucije manje su od 0,05 , što pokazuje da drugi Potonji ima značajan utjecaj na zadržavanje vode morta. Što se tiče međudjelovanja, iz eksperimentalnih rezultata fiting analize rezultata utjecaja vrste celuloznog etera, stupnja supstitucije (Ds) i stupnja molarne supstitucije (MS) na zadržavanje vode morta, vrsta celuloznog etera i stupanj supstitucije. Interakcija između stupnja supstitucije i molarnog stupnja supstitucije ima značajan učinak na zadržavanje vode morta, jer su p-vrijednosti oba manja od 0,05. Interakcija faktora ukazuje na to da je interakcija dva faktora intuitivnije opisana. Križić označava da ta dva imaju jaku korelaciju, a paralelizam pokazuje da to dvoje imaju slabu korelaciju. U dijagramu interakcije faktora uzmite područjeα gdje vertikalni tip i lateralni stupanj supstitucije međusobno djeluju kao primjer, dva segmenta linije se sijeku, što ukazuje da je korelacija između tipa i stupnja supstitucije jaka, a u području b gdje su vertikalni tip i molarni lateralni stupanj supstitucije međusobno djeluju, dva segmenta linije imaju tendenciju da budu paralelna, što ukazuje da je korelacija između tipa i molarne supstitucije slaba.

2.3 Predviđanje zadržavanja vode

Na temelju modela pristajanja, prema sveobuhvatnom utjecaju različitih celuloznih etera na zadržavanje vode u mortu, JMP softver predviđa zadržavanje vode u mortu i pronalazi kombinaciju parametara za najbolje zadržavanje vode u mortu. Predviđanje zadržavanja vode pokazuje kombinaciju najboljeg zadržavanja vode u mortu i njegovog trenda razvoja, to jest, HEMC je bolji od HPMC u usporedbi tipa, srednja i niska zamjena bolja je od visoke zamjene, a srednja i visoka zamjena bolja je od niske zamjene u molarnoj supstituciji, ali nema značajne razlike između to dvoje u ovoj kombinaciji. Ukratko, hidroksietil metilcelulozni eteri s niskim stupnjem supstitucije i visokim stupnjem molarne supstitucije pokazali su najbolje zadržavanje vode u mortu na 45℃. Pod ovom kombinacijom, predviđena vrijednost zadržavanja vode koju daje sustav je 0,611736±0,014244.

3. Zaključak

(1) Kao značajan pojedinačni čimbenik, vrsta celuloznog etera ima značajan utjecaj na zadržavanje vode u mortu, a hidroksietil metil celulozni eter (HEMC) bolji je od hidroksipropil metil celuloznog etera (HPMC). To pokazuje da će razlika u vrsti supstitucije dovesti do razlike u zadržavanju vode. U isto vrijeme, vrsta celuloznog etera također utječe na stupanj supstitucije.

(2) Kao značajan pojedinačni čimbenik koji utječe na faktor, molarni stupanj supstitucije celuloznog etera se smanjuje, a zadržavanje vode u žbuci ima tendenciju smanjenja. To pokazuje da, budući da bočni lanac supstituentske skupine celuloznog etera nastavlja prolaziti kroz reakciju eterifikacije sa slobodnom hidroksilnom skupinom, to će također dovesti do razlika u zadržavanju vode u mortu.

(3) Stupanj supstitucije celuloznih etera u interakciji je s vrstom i molarnim stupnjem supstitucije. Između stupnja supstitucije i tipa, u slučaju niskog stupnja supstitucije, zadržavanje vode kod HEMC-a je bolje nego kod HPMC-a; u slučaju visokog stupnja supstitucije, razlika između HEMC i HPMC nije velika. Za interakciju između stupnja supstitucije i molarne supstitucije, u slučaju niskog stupnja supstitucije, zadržavanje vode niskog molarnog stupnja supstitucije je bolje od onog visokog molarnog stupnja supstitucije; Razlika nije velika.

(4) Žbuka pomiješana s hidroksietil metil celuloznim eterom s niskim stupnjem supstitucije i visokim stupnjem molarne supstitucije pokazala je najbolje zadržavanje vode u vrućim uvjetima. Međutim, kako objasniti učinak tipa celuloznog etera, stupnja supstitucije i molarnog stupnja supstitucije na zadržavanje vode u mortu, pitanje mehanizma u ovom aspektu još treba dodatno proučavati.