Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլ ցելյուլոզային եթերի ազդեցությունը մեքենայով ցողված ցեմենտի շաղախի հատկությունների վրա

Ցելյուլոզային եթերը էական հավելում է մեքենայով պայթեցված շաղախի մեջ: Ուսումնասիրվել են հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզայի (HPMC) չորս տարբեր մածուցիկության ազդեցությունը մեքենայով պայթեցված շաղախի ջրի պահպանման, խտության, օդի պարունակության, մեխանիկական հատկությունների և ծակոտիների չափերի բաշխման վրա: Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ. Առավել ակնհայտ; Շաղախի օդի պարունակությունը մեծանում է HPMC-ի պարունակության ավելացմամբ. HPMC ավելացնելուց հետո շաղախի ծակոտիների չափը զգալիորեն կմեծանա: Վնասակար անցքերի և բազմաթիվ վնասակար անցքերի համամասնությունը զգալիորեն ավելացել է:

Բանալի բառեր: հավանգ; հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային եթեր; ջրի պահպանում; ծակոտիների չափի բաշխում

0. Առաջաբան

Վերջին տարիներին, արդյունաբերության շարունակական առաջընթացի և տեխնոլոգիայի կատարելագործման հետ մեկտեղ, օտարերկրյա շաղախների սրսկիչ մեքենաների ներդրմամբ և կատարելագործմամբ, մեր երկրում մեծ զարգացում է ստացել մեխանիկական սրսկման և սվաղման տեխնոլոգիան: Մեխանիկական ցողման շաղախը տարբերվում է սովորական շաղախից, որը պահանջում է ջրի պահպանման բարձր կատարողականություն, հարմար հեղուկություն և որոշակի հակակախվածություն: Սովորաբար շաղախին ավելացնում են ցելյուլոզային եթեր, որոնց թվում առավել լայնորեն օգտագործվում է հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային պարզ եթերը (HPMC): Շաղախի մեջ HPMC-ի հիմնական գործառույթներն են՝ ջրի պահպանման գերազանց կարողություն, խտացում և մածուցիկացում և ռեոլոգիական կարգավորում: Այնուամենայնիվ, HPMC-ի թերությունները չեն կարող անտեսվել: HPMC-ն ունի օդափոխիչ ազդեցություն, որն ավելի շատ ներքին թերություններ կառաջացնի և լրջորեն կնվազեցնի շաղախի մեխանիկական հատկությունները: Այս աշխատությունը ուսումնասիրում է HPMC-ի ազդեցությունը շաղախի ջրի պահպանման արագության, խտության, օդի պարունակության և մեխանիկական հատկությունների վրա մակրոսկոպիկ տեսանկյունից և ուսումնասիրում է HPMC-ի ազդեցությունը շաղախի ծակոտկեն կառուցվածքի վրա մանրադիտակային տեսանկյունից:

1. Թեստ

1.1 Հումք

Ցեմենտ՝ կոմերցիոն հասանելի Պ·O42.5 ցեմենտ, նրա 28d ճկման և սեղմման ուժերը համապատասխանաբար 6.9 և 48.2 ՄՊա են; ավազ՝ Չենդե նուրբ գետի ավազ, 40-100 ցանց; Ցելյուլոզային եթեր. հիդրօքսիպրոպիլ սպիրտ, արտադրված ընկերության կողմից Հեբեյում Մեթիլ ցելյուլոզային եթեր, սպիտակ փոշի, անվանական մածուցիկություն 40, 100, 150, 200 Պա·S: Ջուր. մաքուր ծորակից ջուր:

1.2 Փորձարկման մեթոդ

Համաձայն JGJ/T 105-2011 «Մեխանիկական ցողման և սվաղման շինարարական կանոնակարգի», շաղախի հետևողականությունը 80~120 մմ է, իսկ ջրի պահպանման գործակիցը 90%-ից ավելի է: Այս թեստում կրաքարի-ավազի հարաբերակցությունը սահմանվում է 1:5, հետևողականությունը վերահսկվում է (93):±2) մմ, իսկ ցելյուլոզային եթերը դրսից խառնվում է, և դրա դեղաչափը հաշվարկվում է ցեմենտի զանգվածի համաձայն: Շաղախի հիմնական հատկությունները, ինչպիսիք են թաց խտությունը, օդի պարունակությունը, ջրի պահպանման արագությունը և հետևողականությունը, փորձարկվում են JGJ 70-2009 «Շենքի շաղախի հիմնական հատկությունների փորձարկման մեթոդների» հիման վրա, և օդի պարունակությունը փորձարկվում և հաշվարկվում է համաձայն խտության մեթոդ. Փորձանմուշների պատրաստման, ճկման և սեղմման ուժի փորձարկումներն իրականացվել են GB/T 17671-1999 «Ցեմենտային հավանգ ավազի ամրության փորձարկման մեթոդներ (ISO մեթոդ)» հղումով: Ծակոտիների չափը ստուգվել է սնդիկի ծակոտկենաչափությամբ: Սնդիկի ծակոտկենաչափի մոդելը եղել է AUTOPORE 9500, իսկ չափման միջակայքը՝ 5,5 նմ-ից մինչև 360:μմ. Ընդհանուր առմամբ իրականացվել է թեստերի 4 հավաքածու։ 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (թվերը՝ A, B, C, D):

2. Արդյունքներ և վերլուծություն

2.1 HPMC-ի ազդեցությունը ցեմենտի շաղախի ջրի պահպանման արագության վրա

Ջրի պահպանումը վերաբերում է շաղախի ջուրը պահելու ունակությանը: Մեքենայով ցողված շաղախի մեջ ցելյուլոզային եթերի ավելացումը կարող է արդյունավետորեն պահպանել խոնավությունը, նվազեցնել արյունահոսության արագությունը և բավարարել ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի բավարար խոնավացման պահանջները:

Շաղախի ջրի պահպանման արագության վրա HPMC-ի ազդեցությունից երևում է, որ HPMC-ի պարունակության բարձրացման հետ շաղախի ջրի պահպանման գործակիցը աստիճանաբար աճում է: Ցելյուլոզային եթերների կորերը 100, 150 և 200 Պա մածուցիկությամբ·s հիմնականում նույնն են: Երբ պարունակությունը 0.05% -ից 0.15% է, ջրի պահպանման մակարդակը գծային աճում է: Երբ պարունակությունը 0,15% է, ջրի պահպանման մակարդակը 93% -ից ավելի է:.20%-ից հետո ջրի պահպանման աճի միտումը դառնում է հարթ, ինչը ցույց է տալիս, որ HPMC-ի քանակը մոտ է հագեցվածությանը: HPMC-ի քանակի ազդեցության կորը՝ 40 Պա մածուցիկությամբ·s-ի վրա ջրի պահպանման մակարդակը մոտավորապես ուղիղ գիծ է: Երբ քանակությունը 0,15%-ից ավելի է, շաղախի ջրի պահպանման արագությունը զգալիորեն ցածր է, քան նույն քանակությամբ մածուցիկությամբ HPMC-ի մյուս երեք տեսակների: Ընդհանրապես ենթադրվում է, որ ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման մեխանիզմը հետևյալն է. ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլի հիդրօքսիլ խումբը և եթերային կապի վրա թթվածնի ատոմը կապվելու են ջրի մոլեկուլի հետ՝ ձևավորելով ջրածնային կապ, այնպես որ ազատ ջուրը դառնում է կապված ջուր։ , այդպիսով խաղալով ջրի պահպանման լավ ազդեցություն; Ենթադրվում է նաև, որ ջրի մոլեկուլների և ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլային շղթաների միջև միջտարածումը թույլ է տալիս ջրի մոլեկուլներին մտնել բջջանյութի եթերի մակրոմոլեկուլային շղթաների ներս և ենթարկվել ուժեղ կապող ուժերի՝ դրանով իսկ բարելավելով ցեմենտի ցեխի ջրի պահպանումը: Գերազանց ջրի պահպանումը կարող է պահել հավանգը միատարր, հեշտ չէ առանձնացնել, և ձեռք բերել լավ խառնման արդյունավետություն՝ միաժամանակ նվազեցնելով մեխանիկական մաշվածությունը և մեծացնելով շաղախ ցողող մեքենայի կյանքը:

2.2 HPMC-ի ազդեցությունը ցեմենտի շաղախի խտության և օդի պարունակության վրա

HPMC-ի տարբեր մածուցիկության և չափաբաժինների ազդեցությունից շաղախի խտության վրա երևում է, որ երբ HPMC-ի դեղաչափը 0-0,20% է, շաղախի խտությունը կտրուկ նվազում է HPMC-ի չափաբաժնի ավելացման հետ՝ 2050 կգ/մ-ից:³ մինչև մոտ 1650 կգ/մ³ , նվազել է մոտ 20%-ով; HPMC-ի պարունակությունը 0,20%-ը գերազանցելուց հետո խտության նվազումը հակված է հարթ լինելուն: Համեմատելով HPMC-ի չորս տեսակները տարբեր մածուցիկությամբ, կարելի է տեսնել, որ որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան ցածր է շաղախի խտությունը. 150 և 200 Պա վ HPMC խառը մածուցիկությամբ շաղախների խտության կորերը հիմնականում համընկնում են, ինչը ցույց է տալիս, որ քանի որ HPMC-ի մածուցիկությունը շարունակում է աճել, շաղախի խտությունն այլևս չի նվազում:

Շաղախի օդի պարունակության վրա HPMC-ի տարբեր մածուցիկության և չափաբաժինների ազդեցությունից երևում է, որ շաղախի օդի պարունակության փոփոխությունը հակասում է շաղախի խտությանը: Օդի ծավալը գրեթե բարձրանում է ուղիղ գծով. երբ HPMC-ի պարունակությունը գերազանցում է 0,20%-ը, օդի պարունակությունը գրեթե չի փոխվում, ինչը ցույց է տալիս, որ շաղախի օդը ներթափանցող ազդեցությունը մոտ է հագեցվածությանը: HPMC-ի օդային էֆեկտը 150 և 200 Պա մածուցիկությամբ·s-ն ավելի մեծ է, քան HPMC-ն՝ 40 և 100 Պա մածուցիկությամբ·s.

Ցելյուլոզային եթերի օդը ներթափանցող ազդեցությունը հիմնականում որոշվում է նրա մոլեկուլային կառուցվածքով։ Ցելյուլոզային եթերն ունի ինչպես հիդրոֆիլ խմբեր (հիդրոքսիլ, եթերային խմբեր), այնպես էլ հիդրոֆոբ խմբեր (մեթիլ խմբեր, գլյուկոզայի օղակներ) և հանդիսանում է մակերեսային ակտիվ նյութ։ , ունի մակերևութային ակտիվություն՝ այդպիսով ունենալով օդափոխիչ ազդեցություն։ Մի կողմից, ներմուծված գազը կարող է հավանգում հանդես գալ որպես գնդիկավոր առանցքակալ, բարելավել շաղախի աշխատանքային կատարումը, մեծացնել ծավալը և մեծացնել ելքը, ինչը ձեռնտու է արտադրողին: Բայց մյուս կողմից, օդափոխիչ ազդեցությունը մեծացնում է շաղախի օդի պարունակությունը և կարծրացումից հետո ծակոտկենությունը, ինչը հանգեցնում է վնասակար ծակոտիների ավելացմանը և մեծապես նվազեցնում է մեխանիկական հատկությունները: Թեև HPMC-ն ունի որոշակի օդափոխիչ ազդեցություն, այն չի կարող փոխարինել օդը ներթափանցող նյութին: Բացի այդ, երբ HPMC-ն և օդը ներթափանցող նյութը օգտագործվում են միաժամանակ, օդը ներթափանցող նյութը կարող է ձախողվել:

2.3 HPMC-ի ազդեցությունը ցեմենտի շաղախի մեխանիկական հատկությունների վրա

28d ճկման ուժից և 28d սեղմման ուժից երևում է, որ երբ HPMC-ի քանակը կազմում է ընդամենը 0,05%, շաղախի ճկման ուժը զգալիորեն նվազում է, ինչը մոտ 25% ցածր է, քան առանց HPMC-ի դատարկ նմուշի, և սեղմման ուժը կարող է հասնել միայն դատարկ նմուշի 65%-ին: 80%: Երբ HPMC-ի պարունակությունը գերազանցում է 0,20%-ը, շաղախի ճկման ամրության և սեղմման ուժի նվազման աստիճանն ակնհայտ չէ։ HPMC-ի մածուցիկությունը քիչ ազդեցություն ունի շաղախի մեխանիկական հատկությունների վրա: HPMC-ն ներմուծում է շատ փոքր օդային պղպջակներ, և շաղախի վրա օդ ներթափանցող ազդեցությունը մեծացնում է շաղախի ներքին ծակոտկենությունը և վնասակար ծակոտիները, ինչը հանգեցնում է սեղմման ուժի և ճկման ուժի զգալի նվազմանը: Շաղախի ամրության նվազման մեկ այլ պատճառ է ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման ազդեցությունը, որը ջուրը պահում է կարծրացած շաղախի մեջ, իսկ ջրի կապող մեծ հարաբերակցությունը հանգեցնում է փորձարկման բլոկի ամրության նվազմանը: Մեխանիկական շինարարական շաղախի համար, թեև ցելյուլոզային եթերը կարող է զգալիորեն մեծացնել շաղախի ջրի պահպանման արագությունը և բարելավել դրա աշխատունակությունը, եթե քանակը չափազանց մեծ է, դա լրջորեն կազդի շաղախի մեխանիկական հատկությունների վրա, ուստի երկուսի միջև հարաբերությունները պետք է ողջամտորեն կշռվեն:

28-օրյա ծալովի հարաբերակցությունից երևում է, որ HPMC-ի պարունակության աճով շաղախի ընդհանուր ծալման հարաբերակցությունը ցույց է տալիս աճի միտում, որը հիմնականում գծային հարաբերություն է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ավելացված ցելյուլոզային եթերը ներմուծում է մեծ թվով օդային փուչիկներ՝ առաջացնելով ավելի շատ թերություններ շաղախի ներսում, ինչը հանգեցնում է շաղախի սեղմման ուժի կտրուկ նվազմանը, և չնայած ճկման ուժը նույնպես որոշակիորեն նվազում է. բայց ցելյուլոզային եթերը կարող է բարելավել շաղախի ճկունությունը և դիմադրել: Ծալովի ուժը բարենպաստ է, ինչը դանդաղեցնում է նվազման արագությունը: Հաշվի առնելով համակողմանիորեն, երկուսի համակցված ազդեցությունը հանգեցնում է ծալովի հարաբերակցության աճին:

2.4 HPMC-ի ազդեցությունը շաղախի ծակոտիների չափի վրա

A, B, C և D նմուշների չորս խմբերի ծակոտիների չափերի բաշխման կորերը չափվել են սնդիկի ներխուժման ծակոտկենության միջոցով:

Համաձայն ծակոտիների չափի բաշխման կորի, ծակոտիների չափի բաշխման տվյալների և AD նմուշների վիճակագրական տարբեր պարամետրերի, HPMC-ն մեծ ազդեցություն ունի ցեմենտի շաղախի ծակոտկեն կառուցվածքի վրա.

(1) HPMC-ի ավելացումից հետո ցեմենտի հավանգի ծակոտի չափը զգալիորեն մեծանում է: Ծակոտիների չափի բաշխման կորի վրա պատկերի տարածքը շարժվում է դեպի աջ, իսկ գագաթնակետին համապատասխանող ծակոտի արժեքը մեծանում է: Նաև ծակոտիների չափի բաշխման վիճակագրական տվյալներից և տարբեր վիճակագրական պարամետրերի փորձարկման արդյունքներում ծակոտիների միջին չափը երևում է, որ HPMC-ն ավելացնելուց հետո ցեմենտի շաղախի միջին ծակոտի չափը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան դատարկ նմուշինը, և 0.3% դեղաչափով նմուշում Արժեքի բացվածքը 2 կարգով ավելի մեծ է, քան դատարկ նմուշինը:

(2) Wu Zhongwei et al. բետոնի ծակոտիները բաժանել են չորս տեսակի, որոնք անվնաս ծակոտիներ են (≤20 նմ), քիչ վնասակար ծակոտիներ (20–100 նմ), վնասակար ծակոտիներ (100–200 նմ) ​​և շատ վնասակար ծակոտիներ (≥200 նմ): 200 նմ): Ծակոտիների չափի բաշխման վիճակագրական տվյալներից և տարբեր վիճակագրական պարամետրերի փորձարկման արդյունքներից երևում է, որ անվնաս ծակոտիների կամ ավելի քիչ վնասակար ծակոտիների թիվը զգալիորեն կրճատվում է, իսկ վնասակար ծակոտիների կամ ավելի վնասակար ծակոտիների քանակը ավելանում է HPMC-ի ավելացումից հետո: Առանց HPMC-ի նմուշի անվնաս կամ պակաս վնասակար ծակոտիները կազմում են մոտ 49,4%, իսկ անվնաս կամ պակաս վնասակար ծակոտիները զգալիորեն կրճատվում են HPMC-ի ավելացումից հետո: Որպես օրինակ վերցնելով 0,1% դեղաչափը՝ անվնաս կամ պակաս վնասակար ծակոտիները կրճատվում են մոտ 45%-ով։ , 10-ից մեծ վնասակար ծակոտիների թիվըμմ ավելացել է մոտ 9 անգամ։

3) Միջին ծակոտիների տրամագիծը, ծակոտիների միջին տրամագիծը, հատուկ ծակոտի ծավալը և հատուկ մակերեսի մակերեսը չեն հետևում շատ խիստ փոփոխության կանոնին՝ HPMC-ի պարունակության ավելացման հետ կապված, ինչը կարող է կապված լինել սնդիկի ներարկման թեստի նմուշի ընտրության մեծ ցրվածության հետ: Բայց ընդհանուր առմամբ, HPMC-ի հետ խառնված նմուշի միջին ծակոտի տրամագիծը, ծակոտիների միջին տրամագիծը և հատուկ ծակոտի ծավալը հակված են աճել դատարկ նմուշի համեմատ, մինչդեռ հատուկ մակերեսի մակերեսը նվազում է:

3. Եզրակացություն

(1) Շաղախի ջրի պահպանման արագությունը մեծանում է HPMC-ի պարունակության աճով: Ցելյուլոզային եթերի կորերը 100, 150 և 200 Պա մածուցիկությամբ·S-ները հիմնականում նույնն են, և ջրի պահպանման մակարդակը 93%-ից ավելի է, երբ պարունակությունը 0,15% է: Երբ բովանդակությունը 40 Պա·Ցելյուլոզային եթերը 0,15%-ից ավելի է, ջրի պահպանման արագությունը ցածր է, քան մածուցիկության HPMC-ի մյուս երեք տեսակների:

(2) Շաղախի խտությունը աստիճանաբար նվազում է HPMC-ի պարունակության աճով, և պարունակությունը կազմում է 0,05%: Խտության նվազումը ամենաակնառու է 0,20%, մոտ 20%; երբ պարունակությունը գերազանցում է 0,20%, խտությունը գրեթե չի փոխվում. Շաղախի օդի պարունակությունը մեծանում է HPMC-ի պարունակության աճով:

(3) HPMC-ի պարունակության ավելացումը ակնհայտորեն կնվազեցնի ցեմենտի շաղախի մեխանիկական հատկությունները, սակայն շաղախի համապատասխան ծալման հարաբերակցությունը կաճի, և շաղախի ճկունությունը ավելի լավ կդառնա:

(4) HPMC ավելացնելուց հետո շաղախի ծակոտիների չափը զգալիորեն մեծանում է, իսկ վնասակար ծակոտիների և բազմաթիվ վնասակար ծակոտիների մասնաբաժինը զգալիորեն մեծանում է: 0,1% HPMC պարունակությամբ նմուշը կրճատվել է մոտ 45%-ով` համեմատած ոչ կամ պակաս վնասակար ծակոտիներով դատարկ նմուշի հետ, և ավելի քան 10-ից ավելի վնասակար ծակոտիների թիվը:μմ ավելացել է մոտ 9 անգամ։