השפעת אתר הידרוקסיפרופיל מתיל תאית על המאפיינים של טיט מלט מרוסס במכונה

אתר תאית הוא תוסף חיוני בטיט מפוצץ במכונה. נחקרו ההשפעות של ארבע צמיגות שונות של הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה (HPMC) על החזקת מים, צפיפות, תכולת אוויר, תכונות מכניות ופיזור גודל הנקבוביות של טיט מפוצץ במכונה. מחקרים הראו כי: HPMC יכול לשפר משמעותית את ביצועי החזקת המים של טיט, ושיעור החזקת המים יכול לעלות על 90% כאשר כמות HPMC היא 0.15%. הכי ברור; תכולת האוויר של טיט גדלה עם העלייה בתכולת HPMC: HPMC כמובן תפחית את התכונות המכניות של טיט מלט, אך יחס הקיפול של טיט יגדל; גודל הנקבוביות של טיט יגדל באופן משמעותי לאחר הוספת HPMC, שיעור החורים המזיקים ומספר החורים המזיקים גדל באופן משמעותי.

מילות מפתח: מַרגֵמָה; אתר הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה; החזקת מים; חלוקת גודל הנקבוביות

0. הקדמה

בשנים האחרונות, עם התקדמות מתמשכת של הענף ושיפור הטכנולוגיה, באמצעות הכנסת ושיפור מכונות ריסוס טיט זרות, התפתחה מאוד בארצנו טכנולוגיית הריסוס והטיח המכניים. טיט ריסוס מכני שונה מטיט רגיל, הדורש ביצועים גבוהים של אחזקת מים, נזילות מתאימה וביצועים מסוימים נגד צניחת. בדרך כלל, אתר תאית מתווסף למרגמה, וביניהם hydroxypropyl methylcellulose plain ether (HPMC) הוא הנפוץ ביותר. התפקידים העיקריים של HPMC בטיט הם: יכולת אחזקת מים מעולה, עיבוי וצמיגות והתאמה ריאולוגית. עם זאת, לא ניתן להתעלם מהחסרונות של HPMC. ל- HPMC יש אפקט סחף אוויר, אשר יגרום ליותר פגמים פנימיים ויפחית ברצינות את התכונות המכניות של טיט. מאמר זה בוחן את השפעת HPMC על קצב החזקת מים, צפיפות, תכולת אוויר ותכונות מכניות של טיט מההיבט המקרוסקופי, וחוקר את השפעת HPMC על מבנה הנקבוביות של המרגמה מההיבט המיקרוסקופי.

1. מבחן

1.1 חומרי גלם

מלט: זמין מסחרית P·צמנט O42.5, חוזק הכיפוף והדחיסה שלו 28d הם 6.9 ו-48.2 MPa בהתאמה; חול: חול נהר עדין של צ'נגדה, 40-100 רשת; אתר תאית: אלכוהול הידרוקסיפרופיל המיוצר על ידי חברה בהביי אתר תאית מתיל, אבקה לבנה, צמיגות נומינלית 40, 100, 150, 200 Pa·S: מים: מי ברז נקיים.

1.2 שיטת בדיקה

על פי JGJ/T 105-2011 "תקנות בנייה לריסוס מכני וסיוד", העקביות של המרגמה היא 80~120 מ"מ, ושיעור החזקת המים גדול מ-90%. בבדיקה זו, יחס הגיר-חול נקבע על 1:5, העקביות נשלטת על (93±2) מ"מ, ואתר התאית מעורבב חיצונית, והמינון שלו מחושב לפי מסת המלט. המאפיינים הבסיסיים של טיט כגון צפיפות רטובה, תכולת אוויר, קצב החזקת מים ועקביות נבדקות בהתייחס ל-JGJ 70-2009 "שיטות בדיקה למאפיינים בסיסיים של טיט בניין", ותכולת האוויר נבדקת ומחושבת בהתאם ל- שיטת צפיפות. בדיקות ההכנה, הכפיפה וחוזק הלחיצה של הדגימות בוצעו בהתייחס ל-GB/T 17671-1999 "שיטות לבדיקת חוזק חול מרגמה מלט (שיטת ISO)". גודל הנקבוביות נבדק על ידי נקבוביות כספית. הדגם של נקבוביות כספית היה AUTOPORE 9500, וטווח המדידה היה 5.5 ננומטר עד 360μמ. בסך הכל בוצעו 4 סטים של בדיקות. 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (המספרים הם A, B, C, D).

2. תוצאות וניתוח

2.1 השפעת HPMC על קצב החזקת המים של טיט מלט

החזקת מים מתייחסת ליכולת של טיט להחזיק מים. בטיט מרוסס במכונה, הוספת אתר תאית יכולה לשמור ביעילות על לחות, להפחית את קצב הדימום ולעמוד בדרישות של הידרציה מספקת של חומרים מבוססי צמנט.

מהשפעת HPMC על קצב החזקת המים של טיט, ניתן לראות שעם העלייה בתכולת HPMC, שיעור החזקת המים של הטיט עולה בהדרגה. הקימורים של אתרי תאית עם צמיגות של 100, 150 ו-200 Pa·s הם בעצם אותו דבר. כאשר התוכן הוא 0.05% עד 0.15%, קצב החזקת המים עולה באופן ליניארי. כאשר התוכן הוא 0.15%, שיעור החזקת המים גדול מ-93%..לאחר 20%, מגמת הגברת החזקת המים הופכת שטוחה, מה שמעיד על כך שכמות ה-HPMC קרובה לרוויה. עקומת ההשפעה של כמות HPMC עם צמיגות של 40 Pa·s על קצב החזקת המים הוא בערך קו ישר. כאשר הכמות גדולה מ-0.15%, שיעור החזקת המים של הטיט נמוך משמעותית מזה של שלושת סוגי ה-HPMC האחרים עם אותה כמות של צמיגות. נהוג להאמין שמנגנון החזקת המים של אתר תאית הוא: קבוצת ההידרוקסיל על מולקולת האתר התאית ואטום החמצן על קשר האתר יתחברו למולקולת המים כדי ליצור קשר מימן, כך שהמים החופשיים יהפכו למים קשורים. , ובכך משחק אפקט אצירת מים טוב; כמו כן, מאמינים שההתפשטות בין מולקולות מים לשרשראות מולקולריות אתר תאית מאפשרת למולקולות מים להיכנס לחלקן הפנימי של השרשראות המקרומולקולריות של אתר תאית ולהיות כפופות לכוחות קשירה חזקים, ובכך לשפר את החזקת המים של תמיסת צמנט. אחזקת מים מצוינת יכולה לשמור על המרגמה הומוגנית, לא קלה להפרדה, ולהשיג ביצועי ערבוב טובים, תוך הפחתת בלאי מכני והגדלת חיי מכונת ריסוס המרגמה.

2.2 השפעת HPMC על הצפיפות ותכולת האוויר של טיט מלט

מהשפעת צמיגות ומינונים שונים של HPMC על צפיפות הטיט, ניתן לראות שכאשר המינון של HPMC הוא 0-0.20%, צפיפות הטיט יורדת בחדות עם עליית מינון HPMC, מ-2050 ק"ג/מ"ר.³ עד כ-1650 ק"ג/מ"ר³ , ירד בכ-20%; לאחר שתכולת HPMC עולה על 0.20%, הירידה בצפיפות נוטה להיות שטוחה. בהשוואה בין ארבעת סוגי HPMC עם צמיגות שונות, ניתן לראות שככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך צפיפות המרגמה נמוכה יותר; עקומות הצפיפות של המרגמות עם הצמיגות המעורבת של 150 ו-200 Pa s HPMC בעצם חופפות, מה שמצביע על כך שככל שהצמיגות של HPMC ממשיכה לעלות, צפיפות הטיט כבר לא יורדת.

מהשפעת צמיגות ומינונים שונים של HPMC על תכולת האוויר בטיט, ניתן לראות כי השינוי בתכולת האוויר בטיט מנוגד לזה של צפיפות הטיט. נפח האוויר כמעט עולה בקו ישר; כאשר תכולת ה-HPMC עולה על 0.20%, תכולת האוויר כמעט ולא משתנה, מה שמעיד על כך שהשפעת סחף האוויר של המרגמה קרובה לרוויה. אפקט סחף האוויר של HPMC עם צמיגות של 150 ו-200 Pa·s גדול מזה של HPMC עם צמיגות של 40 ו-100 Pa·s.

השפעת סחף האוויר של אתר תאית נקבעת בעיקר על ידי המבנה המולקולרי שלו. לאתר התאית יש גם קבוצות הידרופיליות (הידרוקסיל, קבוצות אתרים) וגם קבוצות הידרופוביות (קבוצות מתיל, טבעות גלוקוז), והוא חומר פעיל שטח. , יש פעילות פני השטח, ובכך יש אפקט סחף אוויר. מצד אחד, הגז המוכנס יכול לשמש כמיסב כדורי במרגמה, לשפר את ביצועי העבודה של המרגמה, להגדיל את הנפח ולהגדיל את התפוקה, דבר המועיל ליצרן. אך מצד שני, אפקט סחף האוויר מגביר את תכולת האוויר של המרגמה ואת הנקבוביות לאחר התקשות, וכתוצאה מכך להגדלת הנקבוביות המזיקות ולהפחתת התכונות המכניות מאוד. למרות של-HPMC יש אפקט סחף אוויר מסוים, הוא אינו יכול להחליף את חומר סחף האוויר. בנוסף, כאשר נעשה שימוש ב-HPMC ובחומר סוחף אוויר בו-זמנית, חומר סחף האוויר עלול להיכשל.

2.3 השפעת HPMC על תכונות מכניות של טיט מלט

מחוזק הכפיפה 28d וחוזק הלחיצה 28d ניתן לראות שכאשר כמות ה-HPMC היא 0.05% בלבד, חוזק הכיפוף של הטיט יורד משמעותית, הנמוך בכ-25% מזה של הדגימה החסרה ללא HPMC, וכן חוזק הלחיצה יכול להגיע רק ל-65% מהמדגם הריק. 80%. כאשר תכולת HPMC עולה על 0.20%, מידת הירידה בחוזק הכיפוף וחוזק הלחיצה של המרגמה אינה ברורה. לצמיגות של HPMC יש השפעה מועטה על התכונות המכניות של טיט. HPMC מציגה הרבה בועות אוויר זעירות, והשפעת סחף האוויר על המרגמה מגבירה את הנקבוביות הפנימית ואת הנקבוביות המזיקות של המרגמה, וכתוצאה מכך ירידה משמעותית בחוזק הלחיצה ובחוזק הכיפוף. סיבה נוספת לירידה בחוזק המרגמה היא השפעת החזקת המים של אתר תאית, השומר על מים בטיט המוקשה, ויחס המים-קושר הגדול מביא לירידה בחוזק בלוק הבדיקה. עבור טיט בנייה מכני, למרות שאתר תאית יכול להגביר משמעותית את קצב החזקת המים של טיט ולשפר את יכולת העבודה שלו, אם הכמות גדולה מדי, זה ישפיע באופן רציני על התכונות המכניות של טיט, ולכן יש לשקול את הקשר בין השניים בצורה סבירה.

מיחס הקיפול של 28 יום ניתן לראות שעם העלייה בתכולת ה-HPMC, יחס הקיפול הכולל של המרגמה מראה מגמת עלייה שהיא בעצם קשר ליניארי. הסיבה לכך היא שהאתר התאית המוסף מכניס מספר רב של בועות אוויר, הגורם ליותר פגמים בתוך המרגמה, וכתוצאה מכך ירידה חדה בחוזק הלחיצה של המרגמה, ולמרות שגם חוזק הכיפוף יורד במידה מסוימת; אבל אתר התאית יכול לשפר את הגמישות של המרגמה ולהתנגד. חוזק הקיפול הוא חיובי, מה שגורם לקצב הירידה להאט. בהתחשב באופן מקיף, ההשפעה המשולבת של השניים מביאה לעלייה ביחס הקיפול.

2.4 השפעת HPMC על גודל הנקבוביות של טיט

עקומות התפלגות גודל הנקבוביות של ארבע קבוצות הדגימות A, B, C ו-D נמדדו על ידי פורוזימטריה של חדירת כספית.

על פי עקומת התפלגות גודל הנקבוביות, נתוני התפלגות גודל הנקבוביות ופרמטרים סטטיסטיים שונים של דגימות AD, ל-HPMC יש השפעה רבה על מבנה הנקבוביות של טיט צמנט:

(1) לאחר הוספת HPMC, גודל הנקבוביות של טיט צמנט גדל באופן משמעותי. על עקומת חלוקת גודל הנקבוביות, שטח התמונה זז ימינה, וערך הנקבוביות המתאים לערך השיא הופך גדול יותר. גם מהנתונים הסטטיסטיים של התפלגות גודל הנקבוביות וגודל הנקבוביות החציוני בתוצאות הבדיקה של פרמטרים סטטיסטיים שונים, ניתן לראות שגודל הנקבוביות החציוני של טיט המלט לאחר הוספת HPMC גדול משמעותית מזה של המדגם הריק, וכן בדגימה עם מינון של 0.3% צמצם הערך גבוה ב-2 סדרי גודל מזה של הדגימה הריקה.

(2) Wu Zhongwei et al. חילק את הנקבוביות בבטון לארבעה סוגים, שהן נקבוביות לא מזיקות (≤20 ננומטר), מעט נקבוביות מזיקות (20–100 ננומטר), נקבוביות מזיקות (100–200 ננומטר) ונקבוביות מזיקות רבות (≥200 ננומטר). 200 ננומטר). מנתונים סטטיסטיים של התפלגות גודל הנקבוביות ומתוצאות הבדיקה של פרמטרים סטטיסטיים שונים, ניתן לראות שמספר הנקבוביות הבלתי מזיקות או הנקבוביות הפחות מזיקות פוחת משמעותית, ומספר הנקבוביות המזיקות או הנקבוביות המזיקות יותר גדל לאחר הוספת HPMC. הנקבוביות הלא מזיקות או פחות מזיקות של המדגם ללא HPMC הן כ-49.4%, והנקבוביות הלא מזיקות או פחות מזיקות מצטמצמות משמעותית לאחר הוספת HPMC. אם ניקח לדוגמא את המינון של 0.1%, הנקבוביות הלא מזיקות או הפחות מזיקות מצטמצמות בכ-45%. , מספר הנקבוביות המזיקות גדול מ-10μמ' גדל בערך פי 9.

3) קוטר הנקבוביות החציוני, קוטר הנקבוביות הממוצע, נפח הנקבוביות הספציפי ושטח הפנים הספציפי אינם פועלים לפי כלל שינוי קפדני מאוד עם העלייה בתכולת HPMC, אשר עשוי להיות קשור לפיזור הגדול של בחירת הדגימה בבדיקת הזרקת כספית. אבל בסך הכל, קוטר הנקבוביות החציוני, קוטר הנקבוביות הממוצע ונפח הנקבוביות הספציפי של המדגם המעורבב עם HPMC נוטים לעלות בהשוואה לדגימה הריקה, בעוד ששטח הפנים הספציפי יורד.

3. מסקנה

(1) שיעור החזקת המים של טיט עולה עם העלייה בתכולת ה-HPMC. הקימורים של אתר תאית עם צמיגות של 100, 150 ו-200 Pa·S הם בעצם זהים, ושיעור החזקת המים גדול מ-93% כאשר התוכן הוא 0.15%. כאשר התוכן של 40 פא·אתר תאית גדול מ-0.15%, שיעור החזקת המים נמוך מזה של שלושת הסוגים האחרים של צמיגות HPMC.

(2) צפיפות הטיט יורדת בהדרגה עם העלייה בתכולת HPMC, והתכולה היא 0.05%. הירידה בצפיפות היא הברורה ביותר ב-0.20%, כ-20%; כאשר התוכן עולה על 0.20%, הצפיפות כמעט ולא משתנה; תכולת האוויר של טיט עולה עם העלייה בתכולת HPMC.

(3) הגדלת תכולת HPMC תפחית כמובן את התכונות המכניות של טיט צמנט, אך יחס הקיפול המתאים של טיט יגדל, והגמישות של הטיט תשתפר.

(4) לאחר הוספת HPMC, גודל הנקבוביות של המרגמה גדל באופן משמעותי, ושיעור הנקבוביות המזיקות ומספר הנקבוביות המזיקות גדל באופן משמעותי. המדגם עם 0.1% תכולת HPMC הפחית כ-45% בהשוואה למדגם הריק ללא נקבוביות מזיקות או פחות, ומספר הנקבוביות המזיקות יותר גדול מ-10μמ' גדל בערך פי 9.