Etere di cellulosa sulla malta di sabbia di scorie

Utilizzando p·Cemento di grado II 52,5 come materiale cementizio e sabbia di scorie di acciaio come aggregato fine, la sabbia di scorie di acciaio con elevata fluidità ed elevata resistenza viene preparata aggiungendo additivi chimici come riduttore d'acqua, polvere di lattice e antischiuma Malta speciale e gli effetti di due diversi viscosità (2000mPa·s e 6000mPa·s) dell'etere idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) sono stati studiati la sua ritenzione idrica, fluidità e resistenza. I risultati mostrano che: (1) Sia HPMC2000 che HPMC6000 possono aumentare significativamente il tasso di ritenzione idrica della malta appena miscelata e migliorarne le prestazioni di ritenzione idrica; (2) Quando il contenuto di etere di cellulosa è basso, l'effetto sulla fluidità della malta non è evidente. Quando viene aumentato allo 0,25% o oltre, ha un certo effetto di deterioramento sulla fluidità della malta, tra i quali è più evidente l'effetto di deterioramento di HPMC6000; (3) l'aggiunta di etere di cellulosa non ha alcun effetto evidente sulla resistenza alla compressione della malta a 28 giorni, ma l'aggiunta di HPMC2000 in tempi impropri è ovviamente sfavorevole alla resistenza alla flessione di diverse età e allo stesso tempo riduce significativamente la resistenza a compressione iniziale (3 giorni e 7 giorni) della malta; (4) L'aggiunta di HPMC6000 ha un certo effetto sulla resistenza alla flessione di diverse età, ma la riduzione è stata significativamente inferiore a quella di HPMC2000. In questo documento, si considera che HPMC6000 debba essere selezionato quando si prepara una malta speciale con sabbia di scorie d'acciaio con elevata fluidità, elevato tasso di ritenzione d'acqua ed elevata resistenza, e il dosaggio non deve essere superiore allo 0,20%.

Parole chiave:sabbia di scorie di acciaio; etere di cellulosa; viscosità; prestazione lavorativa; forza

introduzione

Le scorie di acciaio sono un sottoprodotto della produzione dell'acciaio. Con lo sviluppo dell'industria siderurgica, negli ultimi anni lo scarico annuale di scorie di acciaio è aumentato di circa 100 milioni di tonnellate e il problema dello stoccaggio dovuto al mancato utilizzo tempestivo delle risorse è molto serio. Pertanto, l’utilizzo delle risorse e lo smaltimento delle scorie di acciaio attraverso metodi scientifici ed efficaci è un problema che non può essere ignorato. Le scorie di acciaio hanno le caratteristiche di alta densità, consistenza dura ed elevata resistenza alla compressione e possono essere utilizzate come sostituto della sabbia naturale nella malta cementizia o nel calcestruzzo. Anche le scorie di acciaio hanno una certa reattività. Le scorie di acciaio vengono macinate in polvere di una certa finezza (polvere di scorie di acciaio). Dopo essere stato miscelato nel calcestruzzo, può esercitare un effetto pozzolanico, che aiuta a migliorare la resistenza del liquame e a migliorare la transizione dell'interfaccia tra l'aggregato del calcestruzzo e il liquame. area, aumentando così la resistenza del calcestruzzo. Tuttavia, è necessario prestare attenzione al fatto che le scorie di acciaio scaricate senza alcuna misura, il loro ossido di calcio libero interno, l'ossido di magnesio libero e la fase RO causeranno una scarsa stabilità del volume delle scorie di acciaio, che limita ampiamente l'uso di scorie di acciaio come grossolane e aggregati fini. Applicazione in malta cementizia o calcestruzzo. Wang Yuji et al. ha riassunto diversi processi di trattamento delle scorie di acciaio e ha scoperto che le scorie di acciaio trattate con il metodo dell'imbottitura a caldo hanno una buona stabilità e possono eliminare il problema di espansione nel calcestruzzo cementizio, e il processo di trattamento dell'imbottitura a caldo è stato effettivamente implementato nello stabilimento siderurgico n. 3 di Shanghai per il prima volta. Oltre al problema della stabilità, gli aggregati di scorie di acciaio presentano anche le caratteristiche di pori ruvidi, angoli multipli e una piccola quantità di prodotti di idratazione sulla superficie. Se utilizzati come aggregati per la preparazione di malte e calcestruzzi, le loro prestazioni lavorative sono spesso compromesse. Allo stato attuale, con la premessa di garantire la stabilità del volume, l'utilizzo delle scorie di acciaio come aggregato fine per preparare malte speciali è una direzione importante per l'utilizzo delle risorse delle scorie di acciaio. Lo studio ha rilevato che l'aggiunta di riduttore d'acqua, polvere di lattice, etere di cellulosa, agente aerante e antischiuma alla malta di sabbia di scorie di acciaio può migliorare le prestazioni della miscela e le prestazioni di indurimento della malta di sabbia di scorie di acciaio come richiesto. L'autore ha utilizzato le misure di aggiunta di polvere di lattice e altri additivi per preparare una malta di riparazione ad alta resistenza con sabbia di scorie di acciaio. Nella produzione e nell'applicazione della malta, l'etere di cellulosa è l'additivo chimico più comune. Gli eteri di cellulosa più comunemente usati nella malta sono l'etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) e l'etere di idrossietilmetilcellulosa (HEMC). )Aspettare. L'etere di cellulosa può migliorare in larga misura le prestazioni di lavorazione della malta, ad esempio conferendo alla malta un'eccellente ritenzione d'acqua attraverso l'ispessimento, ma l'aggiunta di etere di cellulosa influirà anche sulla fluidità, sul contenuto di aria, sul tempo di presa e sull'indurimento della malta. Varie proprietà.

Al fine di guidare meglio lo sviluppo e l'applicazione della malta con sabbia di scorie d'acciaio, sulla base del precedente lavoro di ricerca sulla malta con sabbia di scorie d'acciaio, questo documento utilizza due tipi di viscosità (2000 mPa·s e 6000mPa·s) di etere di idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) Effettuare ricerche sperimentali sull'influenza delle malte ad alta resistenza con scorie di acciaio e sabbia sulle prestazioni di lavoro (fluidità e ritenzione d'acqua) e sulla resistenza a compressione e flessione.

1. Parte sperimentale

1.1 Materie prime

Cemento: Onoda P·Cemento di grado II 52,5.

Sabbia di scorie di acciaio: le scorie di acciaio del convertitore prodotte da Shanghai Baosteel vengono lavorate mediante processo di riempimento a caldo, con una densità apparente di 1910 kg/m³, appartenente a sabbie medie, e modulo di finezza pari a 2,3.

Riduttore d'acqua: riduttore d'acqua in policarbossilato (PC) prodotto da Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., sotto forma di polvere.

Polvere di lattice: modello 5010N fornito da Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Antischiuma: codice P803 prodotto fornito da German Mingling Chemical Group, polvere, densità 340kg/m³, scala di grigi 34% (800°C), valore pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, acqua).

Etere di cellulosa: etere di idrossipropilmetilcellulosa fornito daKima Chemical Co., Ltd., quello con una viscosità di 2000mPa·s è designato come HPMC2000 e quello con una viscosità di 6000 mPa·s è designato come HPMC6000.

Acqua di impasto: acqua del rubinetto.

1.2 Rapporto sperimentale

Il rapporto cemento-sabbia della malta scorie-sabbia d'acciaio preparata nella fase iniziale della prova era 1:3 (rapporto in massa), il rapporto acqua-cemento era 0,50 (rapporto in massa) e il dosaggio del superfluidificante policarbossilato era 0,25% (percentuale di massa di cemento, la stessa sotto.), il contenuto di polvere di lattice è del 2,0% e il contenuto di antischiuma è dello 0,08%. Per esperimenti comparativi, i dosaggi dei due eteri di cellulosa HPMC2000 e HPMC6000 erano rispettivamente 0,15%, 0,20%, 0,25% e 0,30%.

1.3 Metodo di prova

Metodo di prova della fluidità della malta: preparare la malta secondo GB/T 17671-1999 “Test di resistenza della malta cementizia (metodo ISO)”, utilizzare lo stampo di prova in GB/T2419-2005 “Metodo di prova della fluidità della malta cementizia” e mescolare Versare la buona malta nello stampo di prova rapidamente, rimuovere la malta in eccesso con un raschietto, sollevare lo stampo di prova verticalmente verso l'alto e, quando la malta non scorre più, misurare il diametro massimo dell'area di diffusione della malta e il diametro in direzione verticale, e prendi il valore medio, il risultato è accurato fino a 5 mm.

La prova del tasso di ritenzione idrica della malta viene eseguita secondo il metodo specificato in JGJ/T 70-2009 “Metodi di prova per le proprietà fondamentali della malta da costruzione”.

La prova di resistenza alla compressione e alla flessione della malta viene eseguita secondo il metodo specificato in GB/T 17671-1999 e l'età della prova è rispettivamente di 3 giorni, 7 giorni e 28 giorni.

2. Risultati e discussione

2.1 Effetto dell'etere di cellulosa sulle prestazioni lavorative della malta di scorie di acciaio

Dall'effetto del diverso contenuto di etere di cellulosa sulla ritenzione idrica della malta con sabbia di scorie di acciaio, si può vedere che l'aggiunta di HPMC2000 o HPMC6000 può migliorare significativamente la ritenzione idrica della malta appena miscelata. Con l'aumento del contenuto di etere di cellulosa, il tasso di ritenzione idrica della malta aumentava notevolmente per poi rimanere stabile. Tra questi, quando il contenuto di etere di cellulosa è solo dello 0,15%, il tasso di ritenzione idrica della malta aumenta di quasi il 10% rispetto a quella senza aggiunta, raggiungendo il 96%; quando il contenuto viene aumentato allo 0,30%, il tasso di ritenzione idrica della malta arriva fino al 98,5%. Si può vedere che l'aggiunta di etere di cellulosa può migliorare significativamente la ritenzione idrica della malta.

Dall'influenza di diversi dosaggi di etere di cellulosa sulla fluidità della malta di scorie di acciaio, si può vedere che quando il dosaggio di etere di cellulosa è dello 0,15% e dello 0,20%, non ha alcun effetto evidente sulla fluidità della malta; quando il dosaggio aumenta allo 0,25% o superiore, ha un impatto maggiore sulla fluidità, ma la fluidità può comunque essere mantenuta a 260 mm e superiore; quando i due eteri di cellulosa sono nella stessa quantità, rispetto all'HPMC2000, l'impatto negativo dell'HPMC6000 sulla fluidità della malta è più evidente.

L'etere di idrossipropilmetilcellulosa è un polimero non ionico con una buona ritenzione d'acqua e, entro un certo intervallo, maggiore è la viscosità, migliore è la ritenzione d'acqua e più evidente l'effetto addensante. Il motivo è che il gruppo ossidrile sulla sua catena molecolare e l'atomo di ossigeno sul legame etereo possono formare legami idrogeno con le molecole d'acqua, trasformando l'acqua libera in acqua legata. Pertanto, allo stesso dosaggio, HPMC6000 può aumentare la viscosità della malta più di HPMC2000, ridurre la fluidità della malta e aumentare il tasso di ritenzione idrica in modo più evidente. Il documento 10 spiega il fenomeno di cui sopra formando una soluzione viscoelastica dopo che l'etere di cellulosa viene disciolto in acqua e caratterizzando le proprietà di flusso mediante deformazione. Si può dedurre che la malta di scorie d'acciaio preparata in questo documento ha una grande fluidità, che può raggiungere i 295 mm senza miscelazione, e la sua deformazione è relativamente grande. Quando viene aggiunto l'etere di cellulosa, l'impasto liquido subirà un flusso viscoso e la sua capacità di ripristinare la forma è ridotta, quindi porterà ad una diminuzione della mobilità.

2.2 Effetto dell'etere di cellulosa sulla resistenza della malta di scorie di acciaio e sabbia

L'aggiunta di etere di cellulosa non influisce solo sulle prestazioni lavorative della malta di scorie di acciaio, ma influisce anche sulle sue proprietà meccaniche.

Dall'effetto di diversi dosaggi di etere di cellulosa sulla resistenza alla compressione della malta di scorie di acciaio, si può vedere che dopo l'aggiunta di HPMC2000 e HPMC6000, la resistenza a compressione della malta ad ogni dosaggio aumenta con l'età. L'aggiunta di HPMC2000 non ha effetti evidenti sulla resistenza alla compressione della malta a 28 giorni e la fluttuazione della resistenza non è ampia; mentre HPMC2000 ha un effetto maggiore sulla resistenza iniziale (a 3 e 7 giorni), mostrando una tendenza ad evidente diminuzione, sebbene il dosaggio aumenti allo 0,25% e oltre, la resistenza a compressione iniziale è leggermente aumentata, ma comunque inferiore a quella senza aggiungendo. Quando il contenuto di HPMC6000 è inferiore allo 0,20%, l'impatto sulla resistenza alla compressione a 7 e 28 giorni non è evidente e la resistenza alla compressione a 3 giorni diminuisce lentamente. Quando il contenuto di HPMC6000 è aumentato allo 0,25% e oltre, la forza a 28 giorni è aumentata in una certa misura e poi è diminuita; la forza a 7 giorni è diminuita, per poi rimanere stabile; la forza a 3 giorni è diminuita in modo stabile. Pertanto, si può considerare che gli eteri di cellulosa con due viscosità di HPMC2000 e HPMC6000 non hanno alcun evidente effetto di deterioramento sulla resistenza a compressione a 28 giorni della malta, ma l'aggiunta di HPMC2000 ha un effetto negativo più evidente sulla resistenza iniziale della malta.

HPMC2000 presenta diversi gradi di deterioramento della resistenza alla flessione della malta, indipendentemente dalla fase iniziale (3 giorni e 7 giorni) o dalla fase tardiva (28 giorni). Anche l'aggiunta di HPMC6000 ha un certo grado di impatto negativo sulla resistenza alla flessione della malta, ma il grado di impatto è inferiore a quello di HPMC2000.

Oltre alla funzione di ritenzione idrica e addensante, l'etere di cellulosa ritarda anche il processo di idratazione del cemento. È dovuto principalmente all'adsorbimento delle molecole di etere di cellulosa sui prodotti di idratazione del cemento, come il gel idrato di silicato di calcio e Ca(OH)2, per formare uno strato di copertura; inoltre, la viscosità della soluzione dei pori aumenta e l'etere di cellulosa ostacola la migrazione di Ca2+ e SO42- nella soluzione dei pori ritardando il processo di idratazione. Pertanto, la resistenza iniziale (3 giorni e 7 giorni) della malta miscelata con HPMC è stata ridotta.

L'aggiunta di etere di cellulosa alla malta formerà un gran numero di bolle grandi con un diametro di 0,5-3 mm a causa dell'effetto di trascinamento dell'aria dell'etere di cellulosa e la struttura della membrana dell'etere di cellulosa viene adsorbita sulla superficie di queste bolle, che a sua volta in una certa misura gioca un ruolo nella stabilizzazione delle bolle. ruolo, indebolendo così l’effetto antischiuma della malta. Sebbene le bolle d'aria formate siano come cuscinetti a sfera nella malta appena miscelata, il che migliora la lavorabilità, una volta che la malta si è solidificata e indurita, la maggior parte delle bolle d'aria rimangono nella malta per formare pori indipendenti, il che riduce la densità apparente della malta . La resistenza alla compressione e alla flessione diminuiscono di conseguenza.

Si può vedere che quando si prepara una malta speciale con sabbia di scorie d'acciaio con elevata fluidità, elevato tasso di ritenzione d'acqua ed elevata resistenza, si consiglia di utilizzare HPMC6000 e il dosaggio non deve essere superiore allo 0,20%.

Insomma

Gli effetti di due viscosità degli eteri di cellulosa (HPMC200 e HPMC6000) sulla ritenzione idrica, fluidità, resistenza alla compressione e alla flessione della malta con sabbia di scorie di acciaio sono stati studiati attraverso esperimenti ed è stato analizzato il meccanismo d'azione dell'etere di cellulosa nella malta di sabbia di scorie di acciaio. Le seguenti conclusioni:

(1) Indipendentemente dall'aggiunta di HPMC2000 o HPMC6000, il tasso di ritenzione dell'acqua della malta con sabbia di scorie di acciaio appena miscelata può essere notevolmente migliorato e le sue prestazioni di ritenzione dell'acqua possono essere migliorate.

(2) Quando il dosaggio è inferiore allo 0,20%, l'effetto dell'aggiunta di HPMC2000 e HPMC6000 sulla fluidità della malta di scorie di sabbia d'acciaio non è evidente. Quando il contenuto aumenta allo 0,25% e oltre, HPMC2000 e HPMC6000 hanno un certo impatto negativo sulla fluidità della malta di scorie di sabbia e acciaio e l'impatto negativo di HPMC6000 è più evidente.

(3) L'aggiunta di HPMC2000 e HPMC6000 non ha effetti evidenti sulla resistenza alla compressione a 28 giorni della malta di scorie di acciaio, ma HPMC2000 ha un effetto negativo maggiore sulla resistenza a compressione iniziale della malta e anche la resistenza alla flessione è ovviamente sfavorevole. L'aggiunta di HPMC6000 ha un certo effetto negativo sulla resistenza alla flessione della malta di scorie e sabbie di acciaio a tutte le età, ma il grado di effetto è significativamente inferiore a quello di HPMC2000.