スラグ砂モルタル上のセルロースエーテル

Pの使用·セメント質材料としてII 52.5級セメント、細骨材として鉄鋼スラグ砂を使用し、減水剤、ラテックス粉末、消泡剤などの化学添加剤を加えて高流動性、高強度の鉄鋼スラグ砂を調製します。 特殊モルタルと2つの異なる効果を発揮します。粘度(2000mPa)·秒および6000mPa·s) ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテル(HPMC)の保水性、流動性および強度について研究した。結果は、(1) HPMC2000 と HPMC6000 の両方が、新たに混合したモルタルの保水率を大幅に向上させ、その保水性能を向上させることができることを示しています。 (2) セルロースエーテルの含有量が少ない場合、モルタルの流動性への影響は明らかではありません。 ０．２５％以上に増加すると、モルタルの流動性に一定の劣化影響を与えるが、その中でもＨＰＭＣ６０００の劣化影響がより顕著である。 (3) セルロースエーテルの添加はモルタルの 28 日間圧縮強度に明らかな影響を与えませんが、HPMC2000 の添加は不適切な時間であるため、明らかに異なる年齢の曲げ強度に不利であり、同時に大幅に低下します。モルタルの初期（3日および7日）圧縮強度。 (4) HPMC6000 の添加は、さまざまな年齢の曲げ強度に一定の影響を与えますが、その低下は HPMC2000 の場合よりも大幅に低かったです。本稿では，高流動性，高保水率，高強度の鉄鋼スラグサンド特殊モルタルを調製する場合にはHPMC6000を選択し，その添加量は0.20％以下であるべきであると考えた。

キーワード:鉄鋼スラグ砂。セルロースエーテル；粘度;作業パフォーマンス。強さ

導入

鉄鋼スラグは鉄鋼生産の副産物です。鉄鋼業の発展に伴い、近年、鉄鋼スラグの年間排出量は約1億トン増加しており、資源を適時に活用できずに備蓄問題が深刻となっています。したがって、科学的かつ効果的な方法による鉄鋼スラグの資源利用・処分は無視できない課題となっています。鉄鋼スラグは、密度が高く、質感が硬く、圧縮強度が高いという特徴があり、天然砂の代替としてセメントモルタルやコンクリートに使用できます。鉄鋼スラグも一定の反応性を持っています。鉄鋼スラグを粉砕して、一定の細かさの粉末（製鉄スラグ粉末）を得る。コンクリートに混合するとポゾラン効果を発揮し、スラリーの強度を高め、コンクリート骨材とスラリーの間の界面遷移を改善します。面積が大きくなり、コンクリートの強度が高まります。ただし、何の対策も講じずに排出された製鋼スラグ、内部に遊離酸化カルシウム、遊離酸化マグネシウム、RO相が存在すると、製鋼スラグの体積安定性が悪くなり、粗大な製鋼スラグとしての使用が大幅に制限されることに注意する必要がある。細かい骨材。セメントモルタルまたはコンクリートへの塗布。王有吉ら。さまざまな鉄鋼スラグ処理プロセスを要約した結果、熱間スタッフィング法で処理された鉄鋼スラグは安定性が良く、セメントコンクリート中での膨張の問題を解決できることが判明し、熱間スタッフィング処理プロセスは上海第3製鉄工場で実際に導入されました。初めて。鉄鋼スラグ骨材は、安定性の問題に加えて、細孔が粗く、角度が多く、表面に少量の水和生成物が存在するという特徴を持っています。モルタルやコンクリートを製造するための骨材として使用すると、作業性能に影響を与えることがよくあります。現在、量の安定性を確保することを前提として、鉄鋼スラグを細骨材として使用して特殊モルタルを調製することが、鉄鋼スラグの資源利用の重要な方向性となっている。この研究では、減水剤、ラテックス粉末、セルロースエーテル、空気連行剤および消泡剤を鉄鋼スラグサンドモルタルに添加すると、必要に応じて鉄鋼スラグサンドモルタルの混合性能と硬化性能を向上させることができることがわかりました。著者は、鉄鋼スラグサンド高強度補修モルタルを調製するために、ラテックス粉末および他の混和剤を添加する手段を使用した。モルタルの製造および使用において、セルロース エーテルは最も一般的な化学混合物です。モルタルに最も一般的に使用されるセルロース エーテルは、ヒドロキシプロピル メチル セルロース エーテル (HPMC) とヒドロキシエチル メチル セルロース エーテル (HEMC) です。 ）待って。セルロースエーテルは、モルタルの増粘による保水性に優れるなど、モルタルの施工性を大幅に向上させることができますが、セルロースエーテルの添加によりモルタルの流動性、空気量、硬化時間、硬化にも影響が生じます。さまざまなプロパティ。

鉄鋼スラグ砂モルタルの開発と応用をより適切に導くために、この論文は、鉄鋼スラグ砂モルタルに関する以前の研究作業に基づいて、2種類の粘度(2000mPa)を使用します。·秒および6000mPa·s) ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテル（HPMC）の 鉄鋼スラグサンド高強度モルタルが作業性能（流動性、保水性）、圧縮強度、曲げ強度に及ぼす影響に関する実験研究を実施する。

1. 実験部分

1.1 原材料

セメント：小野田P·II 52.5 グレードのセメント。

鉄鋼スラグ砂：上海宝鋼が生産した転炉鉄鋼スラグは、ホットスタッフィングプロセスによって処理され、かさ密度は1910kg/m2です。³、中程度の砂に属し、繊度係数は 2.3 です。

減水剤：上海高鉄化学有限公司によって製造された粉末状のポリカルボン酸塩減水剤（ＰＣ）。

ラテックスパウダー：Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.提供のModel 5010N

消泡剤: ドイツのミングリング ケミカル グループが提供するコード P803 製品、粉末、密度 340kg/m³、グレースケール 34% (800°C)、pH 値 7.2 (20°C DIN ISO 976、1% IN DIST、水)。

セルロースエーテル：ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテル（提供元：ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテル）キマキケミカル株式会社、粘度2000mPaのもの·HPMC2000という粘度6000mPaのものです。·s は HPMC6000 として指定されます。

混合水：水道水。

1.2 実験比率

試験初期に調製した鉄鋼スラグ砂モルタルのセメント：砂比は１：３（質量比）、水：セメント比は０．５０（質量比）、ポリカルボン酸塩系減水剤の添加量は０．２５％であった。 （セメント質量百分率、以下同じ。）、ラテックス粉末含有量は２．０％、消泡剤含有量は０．０８％である。比較実験では、2 つのセルロース エーテル HPMC2000 および HPMC6000 の投与量は、それぞれ 0.15%、0.20%、0.25%、および 0.30% でした。

1.3 試験方法

モルタル流動性試験方法：GB/T 17671-1999「セメントモルタル強度試験（ISO法）」に従ってモルタルを準備し、GB/T2419-2005「セメントモルタル流動性試験方法」の試験型を使用し、撹拌して良好なモルタルを注入します。素早く試験型に流し込み、余分なモルタルをスクレーパーで拭き取り、試験型を垂直上方に持ち上げ、モルタルが流れなくなったところで、モルタルの広がった部分の最大径と垂直方向の径を測定し、平均値を取ると、結果は 5mm まで正確になります。

モルタルの保水率の試験は、JGJ/T 70-2009「建築用モルタルの基礎物性試験方法」に規定された方法に従って行われる。

モルタルの圧縮強度及び曲げ強度の試験は、GB/T 17671-1999に規定された方法に従って行われ、試験期間はそれぞれ3日、7日、28日である。

2. 結果と考察

2.1 セルロースエーテルが鉄鋼スラグサンドモルタルの作業性能に及ぼす影響

製鋼スラグ砂モルタルの保水性に及ぼすセルロースエーテルの異なる含有量の影響から、HPMC2000またはHPMC6000を添加すると、新たに混合したモルタルの保水性が大幅に向上することがわかります。セルロースエーテルの含有量が増加するにつれて、モルタルの保水率は大幅に増加し、その後は安定しました。このうち、セルロースエーテルの含有量がわずか0.15%の場合、モルタルの保水率は無添加に比べて10%近く増加し、96%に達します。含有量を0.30%まで高めるとモルタルの保水率は98.5%にもなります。セルロースエーテルを添加するとモルタルの保水性が大幅に向上することがわかります。

製鋼スラグ砂モルタルの流動性に及ぼすセルロースエーテルの異なる投与量の影響から、セルロースエーテルの投与量が0.15%および0.20%の場合、モルタルの流動性に明らかな影響を及ぼさないことがわかります。添加量が0.25%以上に増加すると、流動性に大きな影響を与えますが、260mm以上では流動性を維持できます。 2 つのセルロース エーテルが同量の場合、HPMC2000 と比較して、モルタルの流動性に対する HPMC6000 の悪影響はより明らかです。

ヒドロキシプロピルメチルセルロースエーテルは、保水性に優れた非イオン性ポリマーであり、一定の範囲内で粘度が高いほど保水性に優れ、増粘効果が顕著になります。その理由は、分子鎖上の水酸基とエーテル結合上の酸素原子が水分子と水素結合を形成し、自由水を結合水に変えることができるためです。したがって、同じ用量では、HPMC6000 は HPMC2000 よりもモルタルの粘度を増加させ、モルタルの流動性を低下させ、保水率をより明確に増加させることができます。文献１０は、セルロースエーテルを水に溶解した後に粘弾性溶液を形成し、変形による流動特性を特徴付けることによって上記の現象を説明している。本論文で調製した鉄鋼スラグモルタルは流動性が高く,混合せずに295mmに達することができ,その変形は比較的大きいと推測できる。セルロースエーテルを添加するとスラリーが粘性流動し、形状復元力が小さいため流動性の低下につながります。

2.2 鉄鋼スラグサンドモルタルの強度に及ぼすセルロースエーテルの影響

セルロースエーテルの添加は、鉄鋼スラグ砂モルタルの作業性能に影響を与えるだけでなく、その機械的特性にも影響を与えます。

鉄鋼スラグ砂モルタルの圧縮強度に対するセルロースエーテルの異なる用量の影響から、HPMC2000およびHPMC6000を添加した後、各用量でのモルタルの圧縮強度は経時とともに増加することがわかります。 HPMC2000 の添加はモルタルの 28 日圧縮強度に明らかな影響を与えず、強度の変動も大きくありません。一方、HPMC2000 は初期 (3 日および 7 日) の強度に大きな影響を及ぼし、明らかな減少傾向を示していますが、用量が 0.25% 以上に増加しても、初期圧縮強度はわずかに増加しましたが、それでも使用しない場合よりも低かったです。追加します。 HPMC6000の含有量が0.20%未満の場合、7日および28日圧縮強度への影響は明らかではなく、3日圧縮強度はゆっくりと低下します。 HPMC6000の含有量が0.25%以上に増加すると、28日強度はある程度増加しましたが、その後減少しました。 7日間の強度は低下しましたが、その後は安定しました。 3日間の強度は安定して減少しました。したがって、HPMC2000 と HPMC6000 の 2 つの粘度を持つセルロース エーテルはモルタルの 28 日圧縮強度に明らかな劣化影響を及ぼさないと考えられますが、HPMC2000 の添加はモルタルの初期強度に対してより明らかな悪影響を及ぼします。

HPMC2000は、初期（3日、7日）と後期（28日）でモルタルの曲げ強度の劣化度合いが異なります。 HPMC6000の添加もモルタルの曲げ強度にある程度の悪影響を及ぼしますが、その影響の程度はHPMC2000に比べて小さいです。

セルロースエーテルは、保水と増粘の機能に加えて、セメントの水和プロセスも遅らせます。これは主に、ケイ酸カルシウム水和物ゲルや Ca(OH)2 などのセメント水和生成物にセルロース エーテル分子が吸着して被覆層を形成することによるものです。さらに、細孔溶液の粘度が増加し、セルロースエーテルが妨げられます。細孔溶液中のCa2+とSO42-の移動により、水和プロセスが遅れます。したがって、HPMC を混合したモルタルの初期強度 (3 日および 7 日) は低下しました。

セルロースエーテルをモルタルに添加すると、セルロースエーテルの空気混入効果により直径0.5～3mmの大きな気泡が多数発生し、その気泡の表面にセルロースエーテルの膜構造が吸着し、ある程度は泡を安定させる役割を果たします。モルタルの消泡剤の効果が弱まってしまいます。練りたてのモルタルでは発生した気泡がボールベアリングのようになって作業性が向上しますが、モルタルが固まって硬化すると、ほとんどの気泡がモルタル内に残り独立気孔を形成し、モルタルの見掛け密度が低下します。 。それに伴い圧縮強度や曲げ強度も低下します。

高流動性、高保水率、高強度を備えた鉄鋼スラグサンド特殊モルタルを調製する場合、HPMC6000の使用が推奨され、投与量は0.20％を超えるべきではないことがわかります。

結論は

鉄鋼スラグ砂モルタルの保水性,流動性,圧縮強度および曲げ強度に及ぼすセルロースエーテル(HPMC200およびHPMC6000)の2つの粘度の影響を実験により研究し,鉄鋼スラグ砂モルタルにおけるセルロースエーテルの作用機構を分析した。以下の結論:

（１）ＨＰＭＣ２０００、ＨＰＭＣ６０００のいずれの添加でも、製鋼スラグサンドモルタルの保水率を大幅に向上させることができ、保水性能を向上させることができる。

(2) 添加量が 0.20% 未満の場合、HPMC2000 および HPMC6000 の添加が鉄鋼スラグ砂モルタルの流動性に及ぼす影響は明らかではありません。含有量が0.25%以上に増加すると、HPMC2000およびHPMC6000は鉄鋼スラグサンドモルタルの流動性に一定の悪影響を及ぼし、HPMC6000の悪影響はより顕著になります。

(3) HPMC2000 と HPMC6000 の添加は、鉄鋼スラグ砂モルタルの 28 日圧縮強度に明らかな影響を与えませんが、HPMC2000 はモルタルの初期圧縮強度に大きな悪影響を及ぼし、曲げ強度も明らかに不利です。 HPMC6000 の添加は、すべての年齢で鋼スラグ砂モルタルの曲げ強度に一定のマイナスの影響を及ぼしますが、その影響の程度は HPMC2000 の影響よりも大幅に低いです。