ცელულოზის ეთერის გავლენა წყლის შეკავებაზე

გარემოს სიმულაციური მეთოდი გამოიყენეს ცელულოზის ეთერების ზემოქმედების შესასწავლად სხვადასხვა ხარისხის ჩანაცვლებით და მოლარის ჩანაცვლებით ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე ცხელ პირობებში. ტესტის შედეგების ანალიზი სტატისტიკური ხელსაწყოების გამოყენებით აჩვენებს, რომ ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერი დაბალი ჩანაცვლების ხარისხით და მაღალი მოლური ჩანაცვლების ხარისხით აჩვენებს წყლის საუკეთესო შეკავებას ნაღმტყორცნებში.

საკვანძო სიტყვები: ცელულოზის ეთერი: წყლის შეკავება; ნაღმტყორცნები; გარემოს სიმულაციის მეთოდი; ცხელი პირობები

ხარისხის კონტროლის, გამოყენებისა და ტრანსპორტირების მოხერხებულობის და გარემოს დაცვის უპირატესობების გამო, მშრალი შერეული ნაღმტყორცნები ამჟამად უფრო და უფრო ფართოდ გამოიყენება შენობების მშენებლობაში. მშრალად შერეული ნაღმტყორცნები გამოიყენება მშენებლობის ადგილზე წყლის დამატებისა და შერევის შემდეგ. წყალს აქვს ორი ძირითადი ფუნქცია: ერთი არის ნაღმტყორცნების კონსტრუქციული მუშაობის უზრუნველყოფა, მეორე კი ცემენტის მასალის დატენიანების უზრუნველყოფა, რათა ნაღმტყორცნები გამკვრივების შემდეგ მიაღწიონ საჭირო ფიზიკურ და მექანიკურ თვისებებს. ნაღმტყორცნებში წყლის დამატების დასრულებიდან მშენებლობის დასრულებამდე საკმარისი ფიზიკური და მექანიკური თვისებების მიღებამდე, თავისუფალი წყალი ცემენტის დამატენიანების გარდა ორი მიმართულებით გადავა: საბაზისო ფენის შთანთქმა და ზედაპირის აორთქლება. ცხელ პირობებში ან მზის პირდაპირ შუქზე, ტენიანობა სწრაფად აორთქლდება ზედაპირიდან. ცხელ პირობებში ან მზის პირდაპირი სხივების ქვეშ, აუცილებელია, რომ ნაღმტყორცნები სწრაფად შეინარჩუნონ ტენიანობა ზედაპირიდან და შეამცირონ წყლის თავისუფალი დანაკარგი. ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების შეფასების გასაღები არის შესაბამისი ტესტის მეთოდის განსაზღვრა. ლი ვეი და სხვ. შეისწავლა ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების ტესტის მეთოდი და დაადგინა, რომ ვაკუუმური ფილტრაციის მეთოდთან და ფილტრის ქაღალდის მეთოდთან შედარებით, გარემოს სიმულაციის მეთოდს შეუძლია ეფექტურად დაახასიათოს ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება გარემოს სხვადასხვა ტემპერატურაზე.

ცელულოზის ეთერი არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული წყლის შემაკავებელი საშუალება მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების პროდუქტებში. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ცელულოზის ეთერები მშრალ შერეულ ნაღმტყორცნებში არის ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერი (HEMC) და ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზის ეთერი (HPMC). შესაბამისი შემცვლელი ჯგუფებია ჰიდროქსიეთილის, მეთილის და ჰიდროქსიპროპილის, მეთილის. ცელულოზის ეთერის ჩანაცვლების ხარისხი (DS) მიუთითებს ჰიდროქსილის ჯგუფის ჩანაცვლების ხარისხზე ანჰიდროგლუკოზის თითოეულ ერთეულზე, ხოლო მოლარული ჩანაცვლების ხარისხი (MS) მიუთითებს, რომ თუ შემცვლელი ჯგუფი შეიცავს ჰიდროქსილის ჯგუფს, ჩანაცვლების რეაქცია გრძელდება განახორციელოს ეთერიფიკაციის რეაქცია ახალი თავისუფალი ჰიდროქსილის ჯგუფიდან. ხარისხი. ცელულოზის ეთერის ქიმიური სტრუქტურა და ჩანაცვლების ხარისხი მნიშვნელოვანი ფაქტორებია, რომლებიც გავლენას ახდენენ ნაღმტყორცნებში ტენის ტრანსპორტირებაზე და ნაღმტყორცნების მიკროსტრუქტურაზე. ცელულოზის ეთერის მოლეკულური წონის ზრდა გაზრდის ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებას, ხოლო ჩანაცვლების განსხვავებული ხარისხი ასევე იმოქმედებს ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე.

მშრალ-შერეული ნაღმტყორცნების სამშენებლო გარემოს ძირითადი ფაქტორებია გარემოს ტემპერატურა, ფარდობითი ტენიანობა, ქარის სიჩქარე და ნალექი. ცხელ კლიმატთან დაკავშირებით, ACI (ამერიკული ბეტონის ინსტიტუტი) კომიტეტი 305 განსაზღვრავს მას, როგორც ფაქტორების ნებისმიერ კომბინაციას, როგორიცაა მაღალი ატმოსფერული ტემპერატურა, დაბალი ფარდობითი ტენიანობა და ქარის სიჩქარე, რაც არღვევს ამ ტიპის ამინდის ახალი ან გამაგრებული ბეტონის ხარისხს ან შესრულებას. ზაფხული ჩემს ქვეყანაში ხშირად პიკის სეზონია სხვადასხვა სამშენებლო პროექტების მშენებლობისთვის. ცხელ კლიმატში მშენებლობა მაღალი ტემპერატურით და დაბალი ტენიანობით, განსაკუთრებით კედლის უკან ნაღმტყორცნების ნაწილი შეიძლება იყოს მზის სხივების ზემოქმედება, რაც გავლენას მოახდენს მშრალ-შერეული ნაღმტყორცნების ახალ შერევასა და გამკვრივებაზე. მნიშვნელოვანი ეფექტები შესრულებაზე, როგორიცაა შემცირებული სამუშაოუნარიანობა, გაუწყლოება და ძალის დაკარგვა. როგორ უზრუნველვყოთ მშრალი შერეული ნაღმტყორცნების ხარისხი ცხელი კლიმატის მშენებლობაში, მიიპყრო ნაღმტყორცნების ინდუსტრიის ტექნიკოსების და სამშენებლო პერსონალის ყურადღება და კვლევა.

ამ ნაშრომში, გარემოს სიმულაციური მეთოდი გამოიყენება ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერთან და ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერთან შერეული ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების შესაფასებლად სხვადასხვა ხარისხის ჩანაცვლებით და მოლარის ჩანაცვლებით 45-ზე.℃, და გამოიყენება სტატისტიკური პროგრამული უზრუნველყოფა JMP8.02 აანალიზებს ტესტის მონაცემებს სხვადასხვა ცელულოზის ეთერების გავლენის შესასწავლად ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე ცხელ პირობებში.

1. ნედლეული და გამოცდის მეთოდები

1.1 ნედლეული

კონქი P. 042.5 ცემენტი, 50-100 mesh კვარცის ქვიშა, ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერი (HEMC) და ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერი (HPMC) 40000 mPa სიბლანტით·ს. სხვა კომპონენტების გავლენის თავიდან აცილების მიზნით, ტესტი იღებს გამარტივებულ ნაღმტყორცნების ფორმულას, მათ შორის 30% ცემენტი, 0.2% ცელულოზის ეთერი და 69.8% კვარცის ქვიშა, და დამატებული წყლის რაოდენობა შეადგენს მთლიანი ნაღმტყორცნების ფორმულის 19%. ორივე არის მასის თანაფარდობა.

1.2 გარემოს სიმულაციის მეთოდი

გარემოს სიმულაციური მეთოდის საცდელი მოწყობილობა იყენებს იოდის ვოლფრამის ნათურებს, ვენტილატორების და გარემოს კამერებს გარე ტემპერატურის, ტენიანობის და ქარის სიჩქარის სიმულაციისთვის, რათა გამოსცადოს ახლად შერეული ნაღმტყორცნების ხარისხის განსხვავება სხვადასხვა პირობებში და შეამოწმეთ ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება. ამ ექსპერიმენტში გაუმჯობესდა ტესტირების მეთოდი ლიტერატურაში და კომპიუტერი უკავშირდება ბალანსს ავტომატური ჩაწერისა და ტესტირებისთვის, რითაც ამცირებს ექსპერიმენტულ შეცდომას.

ტესტი ჩატარდა სტანდარტულ ლაბორატორიაში [ტემპერატურა (23±2)°C, ფარდობითი ტენიანობა (50±3)%] არაშთამნთქმელი საბაზისო ფენის გამოყენებით (პლასტმასის ჭურჭელი შიდა დიამეტრით 88 მმ) დასხივების ტემპერატურაზე 45°გ. ტესტის მეთოდი შემდეგია:

(1) გამორთული ვენტილატორით, ჩართეთ იოდ-ვოლფრამის ნათურა და მოათავსეთ პლასტმასის ჭურჭელი ფიქსირებულ მდგომარეობაში, ვერტიკალურად იოდ-ვოლფრამის ნათურის ქვემოთ, რათა წინასწარ გახურდეს 1 სთ;

(2) აწონეთ პლასტმასის ჭურჭელი, შემდეგ აურიეთ ნაღმტყორცნები ჩადეთ პლასტმასის ჭურჭელში, გაასწორეთ საჭირო სისქის მიხედვით და შემდეგ აწონეთ;

(3) დააბრუნეთ პლასტმასის ჭურჭელი თავდაპირველ მდგომარეობაში და პროგრამული უზრუნველყოფა აკონტროლებს ბალანსს, რომ ავტომატურად აიწონოს ყოველ 5 წუთში ერთხელ და ტესტი მთავრდება 1 საათის შემდეგ.

2. შედეგები და დისკუსია

სხვადასხვა ცელულოზის ეთერებთან შერეული ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების სიჩქარის გაანგარიშების შედეგები R0 45-ზე დასხივების შემდეგ°C 30 წუთის განმავლობაში.

ზემოაღნიშნული ტესტის მონაცემები გაანალიზებულია სტატისტიკური პროგრამული ჯგუფის SAS Company-ს პროდუქტის JMP8.02 გამოყენებით, რათა მივიღოთ სანდო ანალიზის შედეგები. ანალიზის პროცესი შემდეგია.

2.1 რეგრესიის ანალიზი და მორგება

მოდელის მორგება შესრულდა სტანდარტული უმცირესი კვადრატებით. შედარება გაზომილ მნიშვნელობასა და პროგნოზირებულ მნიშვნელობას შორის გვიჩვენებს მოდელის მორგების შეფასებას და იგი სრულად არის ნაჩვენები გრაფიკულად. ორი წყვეტილი მრუდი წარმოადგენს „95% ნდობის ინტერვალს“, ხოლო წყვეტილი ჰორიზონტალური ხაზი წარმოადგენს ყველა მონაცემის საშუალო მნიშვნელობას. წყვეტილი მრუდი და წყვეტილი ჰორიზონტალური ხაზების გადაკვეთა მიუთითებს, რომ მოდელის ფსევდოსტადია ტიპიურია.

სპეციფიკური მნიშვნელობები ფიტინგის შეჯამებისა და ANOVA-სთვის. შესაბამის შეჯამებაში, რ² მიაღწია 97%-ს და P მნიშვნელობა დისპერსიულ ანალიზში გაცილებით ნაკლები იყო 0,05-ზე. ამ ორი პირობის კომბინაცია კიდევ უფრო აჩვენებს, რომ მოდელის მორგება მნიშვნელოვანია.

2.2 გავლენის ფაქტორების ანალიზი

ამ ექსპერიმენტის ფარგლებში, 30 წუთიანი დასხივების პირობებში, მორგების გავლენის ფაქტორები შემდეგია: ცალკეული ფაქტორების მიხედვით, ცელულოზის ეთერის ტიპის მიხედვით მიღებული p მნიშვნელობები და მოლარის ჩანაცვლების ხარისხი არის 0,05-ზე ნაკლები. , რაც აჩვენებს, რომ მეორე ეს უკანასკნელი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე. რაც შეეხება ურთიერთქმედებას, ცელულოზის ეთერის ტიპის, ჩანაცვლების ხარისხის (Ds) და მოლარის ჩანაცვლების ხარისხის (MS) ზემოქმედების შედეგების დაჯავშნის ანალიზის ექსპერიმენტული შედეგებიდან ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე, ცელულოზის ეთერის ტიპი და ჩანაცვლების ხარისხი, ჩანაცვლების ხარისხსა და ჩანაცვლების მოლარულ ხარისხს შორის ურთიერთქმედება მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე, რადგან ორივეს p-მნიშვნელობები 0,05-ზე ნაკლებია. ფაქტორების ურთიერთქმედება მიუთითებს იმაზე, რომ ორი ფაქტორის ურთიერთქმედება უფრო ინტუიციურად არის აღწერილი. ჯვარი მიუთითებს, რომ ორს აქვს ძლიერი კორელაცია, ხოლო პარალელიზმი მიუთითებს, რომ ორივეს აქვს სუსტი კორელაცია. ფაქტორების ურთიერთქმედების დიაგრამაში აიღეთ ფართობიα სადაც ვერტიკალური ტიპი და გვერდითი ჩანაცვლების ხარისხი ურთიერთქმედებენ მაგალითად, ორი ხაზის სეგმენტი იკვეთება, რაც მიუთითებს, რომ კორელაცია ტიპსა და ჩანაცვლების ხარისხს შორის ძლიერია და b არეში, სადაც ვერტიკალური ტიპი და მოლარის გვერდითი ჩანაცვლების ხარისხი ურთიერთქმედება, ორი ხაზის სეგმენტი მიდრეკილია იყოს პარალელური, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ კორელაცია ტიპსა და მოლარის ჩანაცვლებას შორის სუსტია.

2.3 წყლის შეკავების პროგნოზი

ფიტინგის მოდელის საფუძველზე, სხვადასხვა ცელულოზის ეთერების ყოვლისმომცველი გავლენის მიხედვით ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე, ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება პროგნოზირებულია JMP პროგრამული უზრუნველყოფით და ნაპოვნია პარამეტრების კომბინაცია ნაღმტყორცნების საუკეთესო წყლის შეკავებისთვის. წყლის შეკავების პროგნოზი აჩვენებს საუკეთესო ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების და მისი განვითარების ტენდენციის კომბინაციას, ანუ HEMC უკეთესია HPMC-ზე ტიპის შედარებით, საშუალო და დაბალი ჩანაცვლება უკეთესია, ვიდრე მაღალი ჩანაცვლება, ხოლო საშუალო და მაღალი ჩანაცვლება უკეთესია, ვიდრე დაბალი ჩანაცვლება. მოლარის ჩანაცვლებაში, მაგრამ ამ კომბინაციაში ამ ორს შორის მნიშვნელოვანი განსხვავება არ არის. მოკლედ, ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერებმა დაბალი ჩანაცვლების ხარისხით და მაღალი მოლარის ჩანაცვლების ხარისხით აჩვენეს ნაღმტყორცნების წყლის საუკეთესო შეკავება 45-ზე.℃. ამ კომბინაციის მიხედვით, სისტემის მიერ მოცემული წყლის შეკავების პროგნოზირებული მნიშვნელობა არის 0.611736±0.014244.

3. დასკვნა

(1) როგორც მნიშვნელოვანი ერთი ფაქტორი, ცელულოზის ეთერის ტიპს აქვს მნიშვნელოვანი გავლენა ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე და ჰიდროქსიეთილ მეთილის ცელულოზის ეთერი (HEMC) უკეთესია, ვიდრე ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერი (HPMC). ეს გვიჩვენებს, რომ ჩანაცვლების ტიპში განსხვავება გამოიწვევს წყლის შეკავების განსხვავებას. ამავდროულად, ცელულოზის ეთერის ტიპი ასევე ურთიერთქმედებს ჩანაცვლების ხარისხთან.

(2) როგორც მნიშვნელოვანი ერთი ფაქტორის გავლენის ფაქტორი, ცელულოზის ეთერის მოლური ჩანაცვლების ხარისხი მცირდება და ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება მცირდება. ეს გვიჩვენებს, რომ ცელულოზის ეთერის შემცვლელი ჯგუფის გვერდითი ჯაჭვი აგრძელებს ეთერიფიკაციის რეაქციას თავისუფალ ჰიდროქსილის ჯგუფთან, ეს ასევე გამოიწვევს განსხვავებას ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაში.

(3) ცელულოზის ეთერების ჩანაცვლების ხარისხი ურთიერთქმედებს ჩანაცვლების ტიპსა და მოლარულ ხარისხთან. ჩანაცვლების ხარისხსა და ტიპს შორის, ჩანაცვლების დაბალი ხარისხის შემთხვევაში, HEMC-ის წყლის შეკავება უკეთესია, ვიდრე HPMC; ჩანაცვლების მაღალი ხარისხის შემთხვევაში, განსხვავება HEMC-სა და HPMC-ს შორის არ არის დიდი. ჩანაცვლების ხარისხისა და მოლარის ჩანაცვლების ხარისხს შორის ურთიერთქმედებისთვის, ჩანაცვლების დაბალი ხარისხის შემთხვევაში, ჩანაცვლების დაბალი მოლური ხარისხის წყლის შეკავება უკეთესია, ვიდრე ჩანაცვლების მაღალი მოლარის ხარისხი; განსხვავება დიდი არ არის.

(4) ჰიდროქსიეთილ მეთილის ცელულოზის ეთერთან შერეული ნაღმტყორცნები დაბალი ჩანაცვლების ხარისხით და მაღალი მოლური ჩანაცვლების ხარისხით აჩვენებდნენ წყლის საუკეთესო შეკავებას ცხელ პირობებში. თუმცა, როგორ ავხსნათ ცელულოზის ეთერის ტიპის, ჩანაცვლების ხარისხისა და ჩანაცვლების მოლური ხარისხის ეფექტი ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე, ამ ასპექტის მექანიკური საკითხი ჯერ კიდევ საჭიროებს შემდგომ შესწავლას.