L'influenza di fattori come il cambiamento di viscosità dell'idrossietil metilcellulosa (HeMC), che sia modificato o meno, e sono stati studiati il cambiamento di contenuto sullo stress di snervamento e la viscosità plastica del mortaio di cemento fresco. Per l'HEMC non modificato, maggiore è la viscosità, maggiore è lo stress di snervamento e la viscosità plastica del mortaio; L'influenza del cambiamento di viscosità dell'HEMC modificato sulle proprietà reologiche del mortaio è indebolita; Indipendentemente dal fatto che sia modificato o meno, maggiore è la viscosità dell'HEMC, maggiore è l'effetto di ritardo dello stress di snervamento e lo sviluppo della viscosità plastica del mortaio è più evidente. Quando il contenuto di HEMC è maggiore dello 0,3%, lo stress da snervamento e la viscosità plastica del mortaio aumentano con l'aumento del contenuto; Quando il contenuto di HEMC è grande, lo stress di snervamento del mortaio diminuisce con il tempo e l'intervallo di viscosità plastica aumenta con il tempo.
Parole chiave: idrossietil metilcellulosa, mortaio fresco, proprietà reologiche, stress da snello, viscosità plastica
I. Introduzione
Con lo sviluppo della tecnologia di costruzione del mortaio, sempre più attenzione è stata prestata alla costruzione meccanizzata. Il trasporto verticale a lunga distanza mette in avanti nuovi requisiti per il mortaio pompato: è necessario mantenere una buona fluidità durante il processo di pompaggio. Questo deve studiare i fattori influenzanti e le condizioni restrittive della fluidità del mortaio e il metodo comune è osservare i parametri reologici del mortaio.
Le proprietà reologiche del mortaio dipendono principalmente dalla natura e dalla quantità di materie prime. L'etere di cellulosa è una miscela ampiamente utilizzata nel mortaio industriale, che ha una grande influenza sulle proprietà reologiche del mortaio, quindi gli studiosi in patria e all'estero hanno condotto alcune ricerche su di esso. In sintesi, è possibile trarre le seguenti conclusioni: un aumento della quantità di etere di cellulosa porterà invece ad un aumento della coppia iniziale del mortaio, ma dopo un periodo di agitazione, la resistenza a flusso del mortaio diminuirà invece (1) ; Quando la fluidità iniziale è sostanzialmente la stessa, la fluidità del mortaio andrà persa per prima. aumentato dopo la diminuzione (2); La forza di snervamento e la viscosità plastica del mortaio hanno mostrato una tendenza prima di diminuire e poi in aumento e l'etere di cellulosa ha promosso la distruzione della struttura del mortaio e prolungava il tempo dalla distruzione alla ricostruzione (3); L'etere e la polvere ispessita hanno una maggiore viscosità e stabilità ecc. (4). Tuttavia, gli studi di cui sopra hanno ancora carenze:
Gli standard di misurazione e le procedure di diversi studiosi non sono uniformi e i risultati del test non possono essere confrontati con precisione; L'intervallo di test dello strumento è limitato e i parametri reologici del mortaio misurato hanno una piccola gamma di variazioni, che non è ampiamente rappresentativa; mancano test comparativi sugli eteri di cellulosa con viscosità diverse; Ci sono molti fattori influenzanti e la ripetibilità non è buona. Negli ultimi anni, la comparsa del reometro a mortaio Viskomat XL ha fornito una grande comodità per l'accurata determinazione delle proprietà reologiche del mortaio. Ha i vantaggi di un alto livello di controllo automatico, grande capacità, ampio intervallo di test e risultati dei test più in linea con le condizioni effettive. In questo documento, in base all'uso di questo tipo di strumento, i risultati della ricerca degli studiosi esistenti sono sintetizzati e il programma di test è formulato per studiare l'effetto di diversi tipi e viscosità dell'idrossitil metilcellulosio (Hemc) sulla reologia del mortaio in una gamma di dosaggio più grande. Impatto sulle prestazioni.
2. Modello reologico di mortaio di cemento fresco
Poiché la reologia è stata introdotta nella scienza del cemento e in cemento, un gran numero di studi ha dimostrato che fresco calcestruzzo e mortaio possono essere considerati fluidi di bingham e il banfonffilffietta ha ulteriormente elaborato la fattibilità dell'uso del modello Bingham per descrivere le proprietà reologiche del mortaio (5). Nell'equazione reologica τ = τ0+μγ del modello Bingham, τ è lo stress da taglio, τ0 è lo stress di snervamento, μ è la viscosità plastica e γ è la velocità di taglio. Tra questi, τ0 e μ sono i due parametri più importanti: τ0 è lo stress minimo di taglio che può fare il flusso del mortaio di cemento e solo quando τ> τ0 agisce sul mortaio, il mortaio può scorrere; μ riflette la resistenza viscosa quando il mortaio scorre maggiore è μ, più lento i flussi di mortaio [3]. Nel caso in cui sia τ0 che μ sono sconosciuti, lo stress da taglio deve essere misurato ad almeno due diverse velocità di taglio prima che possa essere calcolato (6).
In un dato reometro a mortaio, la curva NT ottenuta impostando la velocità di rotazione della lama n e misurando la coppia t generata dalla resistenza di taglio del mortaio può anche essere utilizzata per calcolare un'altra equazione t = g+ che si conforma al modello Bingham dei due parametri G e H di NH. g è proporzionale allo stress di snervamento τ0, h è proporzionale alla viscosità plastica μ e τ0 = (k / g) g, μ = (l / g) h, dove g è una costante correlata allo strumento e k può essere passato attraverso il flusso noto si ottiene correggendo il fluido le cui caratteristiche cambiano con la frequenza di taglio [7]. Per motivi di comodità, questo documento discute direttamente G e H e usa la mutevole legge di G e H per riflettere la mutevole legge dello stress da snervamento e della viscosità plastica del mortaio.
3. Test
3.1 Materie prime
3.2 sabbia
Sabbia di quarzo: la sabbia grossolana è 20-40 mesh, la sabbia media è 40-70 mesh, la sabbia fine è 70-100 mesh e le tre sono miscelate in un rapporto di 2: 2: 1.
3.3 Ether di cellulosa
Idrossietil metilcellulosio hemc20 (viscosità 20000 mpa s), hemc25 (viscosità 25000 mpa s), hemc40 (viscosità 40000 mpa s) e hemc45 (viscosità 45000 mpa s), di cui hemc25 e hemc45 è una cellulosa modificata.
3.4 Mescolando l'acqua
Acqua del rubinetto.
3.5 Piano di test
Il rapporto sabbia di calce è 1: 2,5, il consumo di acqua è fissato al 60% del consumo di cemento e il contenuto di heMC è 0-1,2% del consumo di cemento.
Innanzitutto mescolare uniformemente il cemento pesato accuratamente, l'HEMC e la sabbia di quarzo, quindi aggiungere l'acqua di miscelazione secondo GB/T17671-1999 e quindi utilizzare il reometro a mortaio Viskomat XL per testare. La procedura di prova è: la velocità aumenta rapidamente da 0 a 80 giri / min a 0 ~ 5min, 60 giri / min a 5 ~ 7min, 40 giri / min a 7 ~ 9min, 20 giri / min a 9 ~ 11min, 10 giri / min a 11 ~ 13min e 5 giri 15 ~ 30min, la velocità è 0 giri / min e quindi ciclo una volta ogni 30 minuti in base alla procedura sopra e il tempo di prova totale è di 120 minuti.
4. Risultati e discussione
4.1 Effetto del cambiamento di viscosità di hemc sulle proprietà reologiche del mortaio di cemento
(La quantità di HEMC è dello 0,5% della massa di cemento), riflettendo di conseguenza la legge di variazione dello stress di snervamento e la viscosità plastica del mortaio. Si può vedere che sebbene la viscosità di HEMC40 sia superiore a quella di HEMC20, lo stress da snervamento e la viscosità plastica del mortaio miscelato con HEMC40 sono inferiori a quelli del mortaio miscelato con HEMC20; Sebbene la viscosità di HEMC45 sia dell'80% superiore a quella di HEMC25, lo stress di snervamento del mortaio è leggermente più basso e la viscosità in plastica è tra dopo 90 minuti, si è verificato un aumento. Questo perché maggiore è la viscosità dell'etere di cellulosa, più lento è il tasso di dissoluzione e più tempo impiega il mortaio preparato con esso per raggiungere la viscosità finale [8]. Inoltre, nello stesso momento della prova, la densità di massa del mortaio miscelato con HEMC40 era inferiore a quella del mortaio miscelato con HEMC20 e quella del mortaio miscelato con HEMC45 era inferiore a quella del mortaio miscelato con HEMC25, Indicando che HEMC40 e HEMC45 hanno introdotto più bolle d'aria e le bolle d'aria nel mortaio hanno un effetto "palla", che riduce anche la resistenza al flusso del mortaio.
Dopo aver aggiunto HEMC40, lo stress di snervamento del mortaio era in equilibrio dopo 60 minuti e la viscosità plastica aumentava; Dopo aver aggiunto HEMC20, lo stress di snervamento del mortaio ha raggiunto l'equilibrio dopo 30 minuti e la viscosità plastica è aumentata. Mostra che HEMC40 ha un maggiore effetto di ritardo sullo sviluppo dello stress da resa del mortaio e della viscosità plastica rispetto a HEMC20 e richiede più tempo per raggiungere la viscosità finale.
Lo stress di snervamento del mortaio miscelato con HEMC45 è diminuito da 0 a 120 minuti e la viscosità plastica è aumentata dopo 90 minuti; Mentre lo stress di snervamento del mortaio miscelato con HEMC25 è aumentato dopo 90 minuti e la viscosità in plastica è aumentata dopo 60 minuti. Mostra che HEMC45 ha un maggiore effetto di ritardo sullo sviluppo dello stress da resa del mortaio e della viscosità plastica rispetto a HeMC25, e anche il tempo necessario per raggiungere la viscosità finale è più lungo.
4.2 L'effetto del contenuto di heMC sullo stress di snervamento del mortaio di cemento
Durante il test, i fattori che influenzano lo stress di snervamento del mortaio sono: delaminazione e sanguinamento del mortaio, danni alla struttura per agitazione, formazione di prodotti di idratazione, riduzione dell'umidità libera nel mortaio e effetto ritardato dell'etere di cellulosa. Per l'effetto ritardante dell'etere della cellulosa, la visione più generalmente accettata è di spiegarlo con l'adsorbimento delle miscele.
Si può vedere che quando viene aggiunto HEMC40 e il suo contenuto è inferiore allo 0,3%, lo stress di snervamento del mortaio diminuisce gradualmente con l'aumento del contenuto di HeMC40; Quando il contenuto di heMC40 è maggiore dello 0,3%, lo stress da snervamento del mortaio aumenta gradualmente. A causa del sanguinamento e della delaminazione del mortaio senza etere di cellulosa, non c'è abbastanza pasta di cemento tra gli aggregati per lubrificare, con conseguente aumento dello stress di snervamento e difficoltà nel flusso. Una corretta aggiunta di etere di cellulosa può migliorare efficacemente il fenomeno della delaminazione del mortaio e le bolle d'aria introdotte sono equivalenti a piccole "palline", che possono ridurre lo stress di snervamento del mortaio e semplificare il flusso. All'aumentare del contenuto dell'etere di cellulosa, anche il suo contenuto di umidità fissa aumenta gradualmente. Quando il contenuto dell'etere di cellulosa supera un certo valore, l'influenza della riduzione dell'umidità libera inizia a svolgere un ruolo di primo piano e lo stress di snervamento del mortaio aumenta gradualmente.
Quando la quantità di HEMC40 è inferiore allo 0,3%, lo stress di snervamento della morta Lo strumento e l'aggregato dopo la delaminazione che affondano sul fondo, la resistenza superiore diventa più piccola; Quando il contenuto di HeMC40 è dello 0,3%, il mortaio difficilmente si delamina, l'adsorbimento dell'etere di cellulosa è limitato, l'idratazione è dominante e lo stress di snervamento ha un certo aumento; Il contenuto di heMC40 è quando il contenuto dell'etere di cellulosa è dello 0,5%-0,7%, l'adsorbimento dell'etere di cellulosa aumenta gradualmente, il tasso di idratazione diminuisce e la tendenza di sviluppo dello stress di snervamento del mortaio inizia a cambiare; In superficie, il tasso di idratazione è inferiore e lo stress di snervamento della malta diminuisce con il tempo.
4.3 Effetto del contenuto di heMC sulla viscosità plastica del mortaio di cemento
Si può vedere che dopo aver aggiunto HEMC40, la viscosità in plastica della mortaio aumenta gradualmente con l'aumento del contenuto di HeMC40. Questo perché l'etere di cellulosa ha un effetto ispessimento, che può aumentare la viscosità del liquido e maggiore è il dosaggio, maggiore è la viscosità del mortaio. Il motivo per cui la viscosità in plastica del mortaio diminuisce dopo aver aggiunto lo 0,1% di HEMC40 è anche dovuto all'effetto "palla" dell'introduzione delle bolle d'aria e alla riduzione del sanguinamento e alla delaminazione del mortaio.
La viscosità plastica del mortaio ordinario senza aggiungere gradualmente diminuisce l'etere di cellulosa con il tempo, che è anche correlata alla minore densità della parte superiore causata dalla stratificazione del mortaio; Quando il contenuto di HeMC40 è dello 0,1%-0,5%, la struttura del mortaio è relativamente uniforme e la struttura del mortaio è relativamente uniforme dopo 30 minuti. La viscosità in plastica non cambia molto. In questo momento, riflette principalmente l'effetto di viscosità dell'etere di cellulosa stesso; Dopo che il contenuto di HEMC40 è maggiore dello 0,7%, la viscosità plastica del mortaio aumenta gradualmente con l'aumento del tempo, poiché la viscosità del mortaio è anche correlata a quella dell'etere di cellulosa. La viscosità della soluzione di etere di cellulosa aumenta gradualmente entro un periodo di tempo dopo l'inizio della miscelazione. Maggiore è il dosaggio, più significativo è l'effetto dell'aumento del tempo.
V. Conclusione
Fattori come il cambiamento di viscosità dell'HEMC, che sia modificato o meno, e il cambiamento del dosaggio influenzerà significativamente le proprietà reologiche del mortaio, che possono essere riflesse dai due parametri di stress da snervamento e viscosità plastica.
Per l'HEMC non modificato, maggiore è la viscosità, maggiore è lo stress di snervamento e la viscosità plastica del mortaio entro 0-120 minuti; L'influenza del cambiamento di viscosità dell'HEMC modificato sulle proprietà reologiche del mortaio è più debole di quella dell'HEMC non modificato; Indipendentemente dalla modifica che sia permanente o meno, maggiore è la viscosità di HEMC, più significativo è l'effetto di ritardo sullo sviluppo dello stress da resa del mortaio e della viscosità plastica.
Quando si aggiunge HEMC40 con una viscosità di 40000 MPA e il suo contenuto è maggiore dello 0,3%, lo stress di snervamento della mortaio aumenta gradualmente; Quando il contenuto supera lo 0,9%, lo stress di snervamento del mortaio inizia a mostrare una tendenza di diminuire gradualmente con il tempo; La viscosità in plastica aumenta con l'aumento del contenuto di HeMC40. Quando il contenuto è maggiore dello 0,7%, la viscosità in plastica del mortaio inizia a mostrare una tendenza all'aumento gradualmente con il tempo.
Tempo post: Nov-24-2022