שינוי צמיגות אתר תאית בטיח מבוסס מלט

עיבוי הוא השפעת שינוי חשובה של אתר תאית על חומרים מבוססי מלט. ההשפעות של תכולת אתר תאית, מהירות סיבוב ויסקומטרית וטמפרטורה על שינוי הצמיגות של מלט שתונה אתר תאיתטיח מבוסס נבדקו. התוצאות מראות כי צמיגות המלטטיח מבוסס עולה ברציפות עם עליית תכולת האתר התאית, והצמיגות של תמיסת אתר תאית ומלטטיח מבוסס יש "אפקט סופרפוזיציה מורכבת"; פסאודופלסטיות של מלט של אתר תאית השתנהטיח מבוסס נמוך מזה של מלט טהורטיח מבוסס, והצמיגות ככל שמהירות הסיבוב של המכשיר נמוכה יותר, או ככל שהצמיגות של מלט שהשתנה אתר תאית נמוך יותרטיח מבוסס, או ככל שתכולת האתר של התאית, כך פסאודופלסטיות ברורה יותר של מלט של התאית של תאיתטיח מבוסס; עם ההשפעה המשולבת של הידרציה, הצמיגות של מלט שהשתנה אתר תאיתטיח מבוסס יגדל או יקטן. לסוגים שונים של אתר תאית יש שינויים שונים בצמיגות המלט שהשתנהטיח מבוסס.

מילות מפתח: אתר תאית; מֶלֶטטיח מבוסס; צְמִיגוּת

0、הַקדָמָה

אתרי תאית משמשים לרוב כסוכני שמירת מים ומעבים לחומרים מבוססי מלט. על פי תחליפים שונים, אתרים תאית המשמשים בחומרים מבוססי מלט כוללים בדרך כלל מתיל תאית (MC), תאית הידרוקסיאתיל (HEC), אתר הידרוקסיאתיל מתיל תאית (הידרוקסיאתיל מתיל-תאית, HEMC) והידרוקסיפיל מתיל מתיל (הידרוקסילוז), Hydroxyplose, hydroxylopoose), hydroxylopose), hydroxylosylosylose), hydroxylosylosylose). ביניהם HPMC ו- HEMC הם הנפוצים ביותר.

עיבוי הוא השפעת שינוי חשובה של אתר תאית על חומרים מבוססי מלט. אתר תאית יכול להניע את המרגמה הרטובה בצמיגות מצוינת, להגדיל משמעותית את יכולת ההדבקה בין המרגמה הרטובה לשכבת הבסיס, ולשפר את ביצועי האנטי-סג 'של המרגמה. זה יכול גם להגדיל את ההומוגניות ואת יכולת האנטי-פיזור של חומרים מבוססי מלט מעורבב טרי, ולמנוע את ההפלה, ההפרדה והדימום של מרגמה ובטון.

ניתן להעריך כמותית את השפעת העיבוי של אתר תאית על חומרים מבוססי מלט על ידי המודל הריאולוגי של חומרים מבוססי מלט. חומרים מבוססי מלט נחשבים בדרך כלל כנוזל בינגהאם, כלומר כאשר לחץ הגזירה המיושם הוא פחות ממתח התשואה R0, החומר נשאר בצורתו המקורית ואינו זורם; כאשר לחץ הגזירה R חורג מתשואה מתח R0, האובייקט עובר עיוות זרימה, והגזירה מתח הלחץ R יש קשר לינארי עם קצב המתח y, כלומר r = r0+f·y, כאשר f הוא צמיגות הפלסטיק. אתרי התאית בדרך כלל מגבירים את לחץ התשואה ואת צמיגות הפלסטיק של חומרים מבוססי מלט, עם זאת, מינונים נמוכים יותר מובילים ללחץ תשואה נמוך יותר ולצמיגות פלסטית, בעיקר בגלל ההשפעה המייחדת האוויר של אתרי תאית. מחקרי הפטורציה מראה כי המשקל המולקולרי של אתר התאית עולה, לחץ התשואה של המלטטיח מבוסס יורד והעקביות עולה.

צמיגות המלטטיח מבוסס הוא אינדקס חשוב להערכת השפעת העיבוי של אתר תאית על חומרים מבוססי מלט. ספרות מסוימת בדקה את חוק שינוי הצמיגות של תמיסת אתר תאית, אך עדיין קיים חוסר במחקר רלוונטי על ההשפעה של אתר התאית על שינוי הצמיגות של המלטטיח מבוססו יחד עם זאת, על פי סוגי התחליפים השונים, ישנם סוגים רבים של אתרים תאית. ההשפעה של סוגים וצמיגות שונות של אתרים תאית על שינוי המלטטיח מבוסס צמיגות היא גם סוגיה מודאגת מאוד בשימוש באתרי תאית. עבודה זו משתמשת בוויסקומטר סיבוב כדי לחקור את שינויי הצמיגות של תאי מלט של אתר התאית של סוגים שונים של סוגים שונים וצמיגות תחת יחסי פולי-אפר שונים, מהירויות סיבוב וטמפרטורות.

1. ניסוי

1.1 חומרי גלם

(1) אתר תאית. נבחרו שישה סוגים של אתרים תאית הנפוצים בארצי, כולל סוג אחד של MC, סוג אחד של HEC, 2 סוגים של HPMC ושני סוגים של HEMC, ביניהם צמיגות של 2 סוגים של HPMC ושני סוגים של HEMC היו כמובן שׁוֹנֶה. הצמיגות של אתר התאית נבדקה על ידי ויסקומטר סיבוב NDJ-1B (חברת שנחאי צ'אנג'י), ריכוז תמיסת הבדיקה היה 1.0% או 2.0%, הטמפרטורה הייתה 20°C, ומהירות הסיבוב הייתה 12r/min.

(2) מלט. מלט פורטלנד רגיל המיוצר על ידי Wuhan Huaxin Cement Co. בע"מ יש מפרט של P·O 42.5 (GB 175-2007).

1.2 שיטת מדידת צמיגות של תמיסת אתר תאית

קח דגימת אתר תאית באיכות שצוינה והוסיפו אותו לכוס זכוכית של 250 מ"ל, ואז הוסיפו 250 גרם מים חמים בערך 90°ג; מערבבים במלואם עם מוט זכוכית כדי לגרום לאתר התאית ליצור מערכת פיזור אחידה במים החמים, ובמקביל לשים את הקורן באוויר. כאשר הפיתרון מתחיל לייצר צמיגות ולא יפסיק שוב, הפסיק לערבב מייד; כאשר הפיתרון מקורר באוויר עד שהצבע אחיד, הכניסו את הכוס באמבט מים בטמפרטורה קבועה ושמרו על הטמפרטורה לטמפרטורה שצוינה. השגיאה היא± 0.1°ג; לאחר שעתיים (מחושב מזמן המגע של אתר תאית עם מים חמים), מדוד את הטמפרטורה של מרכז התמיסה עם מדחום. ייצור) הרוטור שהוחדר לפיתרון לעומק שצוין, לאחר שעמד במשך 5 דקות, מודד את צמיגותו.

1.3 מדידת צמיגות של מלט שונה של אתר תאיתטיח מבוסס

לפני הניסוי, שמור על כל חומרי הגלם בטמפרטורה שצוינה, שקול את המסה שצוינה של אתר תאית ומלט, ערבב אותם היטב והוסיפו מי ברז בטמפרטורה שצוינה לכוס זכוכית של 250 מ"ל עם יחס מלט מים של 0.65; ואז מוסיפים את האבקה היבשה לכוס וחכה 3 דקות מערבבים היטב עם מוט זכוכית 300 פעמים, הכנס את הרוטור של ויסקומטר סיבוב (סוג NDJ-1B, המיוצר על ידי שנחאי צ'אנגג'י מכשיר גיאולוגי ושות 'בע"מ) לתוך ה- פתרון לעומק מוגדר, ומדוד את צמיגותו לאחר שעמד למשך 2 דקות. על מנת להימנע מהשפעת חום הידרציה של מלט על מבחן הצמיגות של המלטטיח מבוסס ככל האפשר, הצמיגות של מלט של אתר תאיתטיח מבוסס חייבים להיבדק כאשר המלט נמצא במגע עם מים למשך 5 דקות.

2. תוצאות וניתוח

2.1 השפעת תוכן אתר תאית

כמות האתר התאית כאן מתייחסת ליחס המסה של אתר תאית למלט, כלומר יחס הפוליש. מההשפעה של P2, E2 ו- H1 שלושה סוגים של אתרים תאית על שינוי הצמיגות של המלטטיח מבוסס במינונים שונים (0.1%, 0.3%, 0.6%ו- 0.9%) ניתן לראות כי לאחר הוספת אתר תאית, צמיגות המלטטיח מבוסס הצמיגות עולה; ככל שכמות אתר התאית גדלה, צמיגות המלטטיח מבוסס עולה ברציפות, וטווח הגידול בצמיגות המלטטיח מבוסס גם הופך להיות גדול יותר.

כאשר יחס מלט המים הוא 0.65 ותכולת האתר של התאית היא 0.6%, בהתחשב במים הנצרכים על ידי ההידרציה הראשונית של המלט, ריכוז אתר התאית ביחס למים הוא בערך 1%. כאשר הריכוז הוא 1%, ה- P2, E2 ו- H1 פתרונות מימיים הצמיגות הם 4990MPA·S, 5070MPA·S ו- 5250MPa·S בהתאמה; כאשר יחס מלט המים הוא 0.65, צמיגות המלט הטהורטיח מבוסס הוא 836 מגפ"ס·S. עם זאת, צמיגותם של P2, E2 ו- H1 שלושת תאית תאי שינויים במלט הם 13800MPA·S, 12900MPa·S ו- 12700MPA·s בהתאמה. ברור שהצמיגות של מלט שונה של אתר תאיתטיח מבוסס אינו הצמיגות של תמיסת אתר תאית והתוספת הפשוטה של ​​הצמיגות של מלט טהורטיח מבוסס גדול משמעותית מסכום שתי הצמיגות, כלומר, צמיגות תמיסת האתר התאית וצמיגות המלטטיח מבוסס יש "אפקט סופרפוזיציה מורכבת". הצמיגות של תמיסת אתר תאית נובעת מהידרופיליות החזקה של קבוצות הידרוקסיל וקשרים אתריים במולקולות אתר תאית ומבנה הרשת התלת מימדי הנוצר על ידי מולקולות אתר תאית בתמיסה; צמיגות המלט הטהורטיח מבוסס מגיע מהרשת הנוצרת בין מבנה מוצרי הידרציה של מלט. מכיוון שמוצרי הפולימר ומלט הידרציה של המלט יוצרים לרוב מבנה רשת משתנה, במלט שהשתנה אתר התאיתטיח מבוסס, מבנה הרשת התלת ממדי של אתר התאית ומבנה הרשת של מוצרי הידרציה של מלט שזורים זה בזה, ומולקולות האתרים של התאית עם מוצרי הידרציה של מלט מייצרים יחד "אפקט סופרפוזיציה מורכבת", מה שמגדיל באופן משמעותי את הצמיגות הכללית של המלט של המלטטיח מבוסס; מכיוון שמולקולת אתר תאית אחת יכולה לשתולת עם מולקולות אתר מרובות תאית ומוצרי הידרציה של מלט, לכן, עם העלייה בתכולת אתר התאית, צפיפות מבנה הרשת מגדילה יותר מהגידול במולקולות אתר התאית, ואת צמיגות המלטטיח מבוסס עולה ברציפות; בנוסף, ההידרציה המהירה של המלט צריכה להגיב חלק מהמים. , השווה להגדלת ריכוז אתר התאית, וזה גם סיבה לעלייה המשמעותית בצמיגות המלטטיח מבוסס.

מאז אתר תאית ומלטטיח מבוסס יש "אפקט סופרפוזיציה מורכבת" בצמיגות, תחת אותם תכולת אתר תאית ויחס מלט מים, הצמיגות של מלט של אתר תאית השתנהטיח מבוסס עם הבדל ברור כאשר הריכוז הוא 2%, ההבדל בצמיגות אינו גדול, למשל, הצמיגות של P2 ו- E2 הם 48000MPA·S ו- 36700MPA·S בהתאמה בתמיסה המימית עם ריכוז של 2%. S, ההבדל אינו ברור; הצמיגות של E1 ו- E2 בתמיסה מימית של 2% הם 12300MPA·S ו- 36700MPA·בהתאמה, ההבדל גדול מאוד, אך צמיגות משחת המלט שהשתנה שלהם היא 9800MPA·S ו- 12900MPA בהתאמה·S, ההבדל הצטמצם מאוד, ולכן בבחירת אתר תאית בהנדסה, אין צורך להמשיך בצמיגות גבוהה של תאית תאית. יתר על כן, ביישומים הנדסיים מעשיים, הריכוז של אתר תאית ביחס למים הוא בדרך כלל נמוך יחסית. לדוגמה, במרגמה רגילה של טיח רגיל, יחס מלט המים הוא בדרך כלל בערך 0.65, ותכולת אתר התאית הוא 0.2% עד 0.6%. ריכוז המים הוא בין 0.3% ל -1%.

ניתן לראות גם מתוצאות הבדיקה שלסוגים שונים של אתרי תאית יש השפעות שונות על צמיגות המלטטיח מבוססו כאשר הריכוז הוא 1%, צמיגותם של P2, E2 ו- H1 שלושה סוגים של פתרונות מימיים של תאית הם 4990MPA·S, 5070MPA·S ו- 5250MPa·בהתאמה, הצמיגות של תמיסת H1 היא הגבוהה ביותר, אך צמיגותם של P2, E2 ו- H1 שלושה סוגים של תאית אתר צמיגותם של רעיית המלט שהשתנה באתר היו 13800MPA·S, 12900MPa·S ו- 12700MPA·S בהתאמה, והצמיגות של סליטות המלט שהשתנו ב- H1 הייתה הנמוכה ביותר. הסיבה לכך היא שאתרי התאית בדרך כלל משפיעים על עיכוב הידרציה של מלט. בין שלושת הסוגים של אתרים תאיים, HEC, HPMC ו- HEMC, HEC היא בעלת היכולת החזקה ביותר לעכב הידרציה של המלט. לכן, במלט שהשתנה ב- H1טיח מבוססבגלל הידרציה של מלט איטי יותר, מבנה הרשת של מוצרי הידרציה של מלט מתפתח לאט יותר, והצמיגות היא הנמוכה ביותר.

2.2 השפעת קצב הסיבוב

מההשפעה של מהירות הסיבוב של הוויסקומטר על צמיגות המלט הטהורטיח מבוסס ומלט של אתר תאית משתנהטיח מבוסס, ניתן לראות שככל שמהירות הסיבוב גדלה, הצמיגות של מלט שונה של אתר תאיתטיח מבוסס ומלט טהורטיח מבוסס יורד לדרגות שונות, כלומר לכולם יש מאפיין של דילול גזירה ושייכים לנוזל פסאודופלסטי. ככל שקצב הסיבוב קטן יותר, כך ירידה בצמיגות של כל המלטטיח מבוסס עם קצב הסיבוב, כלומר, כך פסאודופלסטיות ברורה יותר של המלט ברורה יותרטיח מבוססו עם עליית קצב הסיבוב, עקומת הירידה בצמיגות של המלטטיח מבוסס בהדרגה הופך להיות מחמיא, ופסאודופלסטיות נחלשת. לעומת מלט טהורטיח מבוסס, פסאודופלסטיות של מלט של אתר תאית השתנהטיח מבוסס זה חלש יותר, כלומר, שילובו של אתר תאית מפחית את הפסאודופלסטיות של המלטטיח מבוסס.

מההשפעה של מהירות הסיבוב על צמיגות המלטטיח מבוסס תחת סוגים שונים של אתר תאית וצמיגות, ניתן לדעת כי מלטטיח מבוסס משתנה עם אתרים שונים בתאית יש חוזק פסאודופלסטי שונה, וככל שצמיגות האתרית התאית קטנה יותר, כך צמיגות המלט שונה גבוהה יותרטיח מבוססו הפסאודופלסטיות של המלט ברורה יותרטיח מבוסס הוא; הפסאודופלסטיות של המלט שהשתנהטיח מבוסס אין שום הבדל ברור עם סוגים שונים של אתרים תאיים עם צמיגות דומות. מ- P2, E2 ו- H1 שלושה סוגים של מלט שונה של אתר תאיתטיח מבוסס במינון שונה (0.1%, 0.3%, 0.6%ו- 0.9%), ניתן לדעת את השפעת מהירות הסיבוב על הצמיגות, P2, E2 ו- H1 שלושה סוגים של סיבים סיבים המלטים ששונו עם אתר רגיל יש את אותן תוצאות הבדיקה זהות : כאשר כמות אתר התאית שונה, הפסאודופלסטיות שלהם שונה. ככל שכמות אתר התאית הקטנה יותר, כך פסאודופלסטיות חזקה יותר של המלט שהשתנהטיח מבוסס.

לאחר שהמלט נמצא במגע עם מים, חלקיקי המלט על פני השטח מתייבשים במהירות, ומוצרי ההידרציה (במיוחד ג'ל CSH) יוצרים מבנה אגרומציה. כשיש כוח גזירה כיווני בתמיסה, מבנה האגרגרציה ייפתח, כך שלאורך כיוון הכוח הגזירה מופחתת עמידות הזרימה הכיוון, ובכך מציגה את מאפיין של דילול הגזירה. אתר תאית הוא סוג של מקרומולקולה עם מבנה א -סימטרי. כאשר הפיתרון עדיין, למולקולות האתרים התאית יכולות להיות אוריינטציות שונות. כשיש כוח גזירה כיווני בתמיסה, השרשרת הארוכה של המולקולה תסתובב ותמשיך. כיוון כוח הגזירה מצטמצם, וכתוצאה מכך ירידה בהתנגדות הזרימה, ומציגה גם את המאפיין של דילול הגזירה. בהשוואה למוצרי הידרציה של מלט, מולקולות אתר תאית גמישות יותר ובעלות יכולת חיץ מסוימת לכוח הגזירה. לכן, בהשוואה למלט טהורטיח מבוסס, פסאודופלסטיות של מלט של אתר תאית השתנהטיח מבוסס חלש יותר, וככל שהצמיגות או התוכן של אתר התאית גדלה, השפעת המאגר של מולקולות אתר תאית על כוח הגזירה ברורה יותר. הפלסטיות הופכת לחלשה.

2.3 השפעת הטמפרטורה

מההשפעה של שינויי טמפרטורה (20°ג, 27°C ו- 35°ג) על הצמיגות של מלט שונה של אתר תאיתטיח מבוסס, ניתן לראות שכאשר התוכן של אתר התאית הוא 0.6%, ככל שהטמפרטורה עולה, המלט הטהורטיח מבוסס ו- M1 צמיגות המלט שהשתנהטיח מבוסס גדל והצמיגות של מלט אחר של אתר תאיתטיח מבוסס ירידה, אך הירידה לא הייתה גדולה, והצמיגות של המלט שהשתנה ב- H1טיח מבוסס הכי הרבה. בכל הנוגע למלט E2 ששונהטיח מבוסס מודאג, כאשר יחס הפוליש הוא 0.6%, צמיגות המלטטיח מבוסס יורד עם עליית הטמפרטורה, וכאשר יחס הפוליש הוא 0.3%, צמיגות המלטטיח מבוסס עולה עם עליית הטמפרטורה.

באופן כללי, בגלל הירידה בכוח האינטראקציה הבין -מולקולרי, צמיגות הנוזל תפחת עם עליית הטמפרטורה, וזה המקרה לתמיסת אתר תאית. עם זאת, ככל שהטמפרטורה עולה וזמן המגע בין מלט למים עולה, מהירות הידרציה של המלט תואץ משמעותית, ומידת ההידרציה תגדל, כך שהצמיגות של מלט טהורטיח מבוסס יגדל במקום זאת.

במלט שהשתנה אתר תאיתטיח מבוסס, אתר תאית יוספג לפני השטח של מוצרי הידרציה של מלט, ובכך יעכב את הידרציה של מלט, אך לסוגים שונים וכמויות של אתרים תאית יש יכולות שונות לעכב הידרציה של מלט, MC (כמו M1) יש יכולת חלשה לעכב הידרציה של מלט, וככל שהטמפרטורה עולה, קצב ההידרציה של המלטטיח מבוסס הוא עדיין מהיר יותר, כך שככל שהטמפרטורה עולה, הצמיגות היא בדרך כלל מוגברת; HEC, HPMC ו- HEMC יכולים לעכב משמעותית את הידרציה של מלט, ככל שהטמפרטורה עולה, קצב ההידרציה של המלטטיח מבוסס הוא איטי יותר, כך שככל שהטמפרטורה עולה, HEC, HPMC ו- HEMC שונו מלט את הצמיגות שלטיח מבוסס (יחס של 0.6% פוליש) בדרך כלל מצטמצם, ומכיוון שהיכולת של HEC לעכב הידרציה של המלט גדולה יותר מזו של HPMC ו- HEMC, שינוי אתר התאית בשינויי טמפרטורה (20°ג, 27°C ו- 35°ג) צמיגות המלט שהשתנה ב- H1טיח מבוסס הפחת הכי הרבה עם עליית הטמפרטורה. עם זאת, הידרציה של מלט עדיין קיימת כאשר הטמפרטורה גבוהה יותר, ולכן מידת הפחתה של מלט של אתר תאית השתנהטיח מבוסס עם עליית הטמפרטורה אינה ברורה. בכל הנוגע למלט E2 ששונהטיח מבוסס מודאג, כאשר המינון גבוה (יחס האפר הוא 0.6%), ההשפעה של עיכוב הידרציה של מלט היא ברורה, והצמיגות יורדת עם עליית הטמפרטורה; כאשר המינון נמוך (יחס האפר הוא 0.3%)), ההשפעה של עיכוב הידרציה של מלט אינה ברורה, והצמיגות עולה עם עליית הטמפרטורה.

3. מסקנה

(1) עם העלייה המתמשכת של תכולת אתר התאית, הצמיגות והצמיגות מגדילים את קצב המלטטיח מבוסס המשך לגדול. מבנה הרשת המולקולרית של אתר התאית ומבנה הרשת של מוצרי הידרציה של מלט שזורים זה בזה, וההידרציה הראשונית של מלט מגדילה בעקיפין את ריכוז אתר התאית, כך שהצמיגות של תמיסת אתר תאית ומלטטיח מבוסס יש "אפקט סופרפוזיציה מורכבת", כלומר תאית את צמיגות המלט שהשתנהטיח מבוסס גדול בהרבה מסכום צמיגותם בהתאמה. בהשוואה לספלי מלט של HPMC ו- HEMC שהשתנו ב- HEC, Slurries מלט שהשתנו ב- HEC יש ערכי בדיקת צמיגות נמוכים יותר כתוצאה מפיתוח הידרציה איטית יותר.

(2) שניהם מלט שהשתנה אתר תאיתטיח מבוסס ומלט טהורטיח מבוסס יש תכונה של דילול גזירה או פסאודופלסטיות; פסאודופלסטיות של מלט של אתר תאית השתנהטיח מבוסס נמוך מזה של מלט טהורטיח מבוסס; ככל שקצב הסיבוב נמוך יותר, או התאית הנמוכה הצמיגות של המלט ששונה אתר נמוך יותרטיח מבוסס, או ככל שתכולת האתר של התאית, כך פסאודופלסטיות ברורה יותר של מלט של תאית-שינוי תאיתטיח מבוסס.

(3) ככל שהטמפרטורה ממשיכה לעלות, המהירות והדרגה של הידרציה של המלט עולים, כך שהצמיגות של מלט טהורטיח מבוסס עולה בהדרגה. בשל סוגים שונים וכמויות של אתרים תאית יש יכולות שונות לעכב הידרציה של מלט, הצמיגות של משחת המלט שהשתנה משתנה עם הטמפרטורה.