ცელულოზის ეთერი წიდის ქვიშის ხსნარზე

გამოყენებით P·II 52.5 კლასის ცემენტი, როგორც ცემენტის მასალა და ფოლადის წიდა ქვიშა, როგორც წვრილი აგრეგატი, ფოლადის წიდა ქვიშა მაღალი სითხისა და მაღალი სიმტკიცით მზადდება ქიმიური დანამატების დამატებით, როგორიცაა წყლის რედუქტორი, ლატექსის ფხვნილი და ქაფის გამწმენდი სპეციალური ნაღმტყორცნები და ორი განსხვავებული ეფექტი. სიბლანტე (2000 mPa·s და 6000mPa·ს) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერის (HPMC) მისი წყლის შეკავების, სითხისა და სიძლიერის შესწავლა. შედეგები აჩვენებს, რომ: (1) ორივე HPMC2000 და HPMC6000 შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს ახლად შერეული ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების მაჩვენებელი და გააუმჯობესოს მისი წყლის შეკავების მოქმედება; (2) როდესაც ცელულოზის ეთერის შემცველობა დაბალია, ეფექტი ნაღმტყორცნების სითხეზე აშკარა არ არის. როდესაც ის იზრდება 0,25%-მდე ან ზემოთ, მას აქვს გარკვეული გაუარესების ეფექტი ნაღმტყორცნების სითხეზე, რომელთა შორის უფრო აშკარაა HPMC6000-ის გაუარესების ეფექტი; (3) ცელულოზის ეთერის დამატებას არ აქვს აშკარა გავლენა ნაღმტყორცნის 28-დღიან კომპრესიულ სიძლიერეზე, მაგრამ HPMC2000-ის დამატება არასათანადო დროში, აშკარად არახელსაყრელია სხვადასხვა ასაკის მოქნილობის სიმტკიცეზე და ამავდროულად მნიშვნელოვნად ამცირებს ნაღმტყორცნების ადრეული (3 დღე და 7 დღე) კომპრესიული ძალა; (4) HPMC6000-ის დამატება გარკვეულ გავლენას ახდენს სხვადასხვა ასაკის მოქნილობის სიძლიერეზე, მაგრამ შემცირება მნიშვნელოვნად დაბალი იყო ვიდრე HPMC2000. ამ ნაშრომში მიჩნეულია, რომ HPMC6000 უნდა იყოს შერჩეული ფოლადის წიდის ქვიშის სპეციალური ნაღმტყორცნების მაღალი სითხის, მაღალი წყლის შეკავების და მაღალი სიმტკიცის მომზადებისას და დოზა არ უნდა იყოს 0,20%-ზე მეტი.

საკვანძო სიტყვები:ფოლადის წიდა ქვიშა; ცელულოზის ეთერი; სიბლანტე; სამუშაო შესრულება; ძალა

შესავალი

ფოლადის წიდა არის ფოლადის წარმოების გვერდითი პროდუქტი. რკინისა და ფოლადის მრეწველობის განვითარებით, ბოლო წლებში ფოლადის წიდის წლიური გამონადენი დაახლოებით 100 მილიონი ტონით გაიზარდა და რესურსების დროული ათვისების გამო მარაგის პრობლემა ძალიან სერიოზულია. ამიტომ, რესურსების ათვისება და ფოლადის წიდის განკარგვა მეცნიერული და ეფექტური მეთოდებით არის პრობლემა, რომლის იგნორირება შეუძლებელია. ფოლადის წიდას აქვს მაღალი სიმკვრივის, მყარი ტექსტურის და მაღალი კომპრესიული სიმტკიცის მახასიათებლები და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ბუნებრივი ქვიშის შემცვლელი ცემენტის ხსნარში ან ბეტონში. ფოლადის წიდას ასევე აქვს გარკვეული რეაქტიულობა. ფოლადის წიდა იფქვება გარკვეული სიმკვრივის ფხვნილად (ფოლადის წიდის ფხვნილი). ბეტონში შერევის შემდეგ, მას შეუძლია მოახდინოს პოცოლანის ეფექტი, რაც ხელს უწყობს ხსნარის სიმტკიცეს და აუმჯობესებს ინტერფეისის გადასვლას ბეტონის აგრეგატსა და ხსნარს შორის. ფართობი, რითაც იზრდება ბეტონის სიმტკიცე. თუმცა, ყურადღება უნდა მიექცეს იმას, რომ ფოლადის წიდა, რომელიც ყოველგვარი ზომების გარეშე გამოიყოფა, მისი შიდა თავისუფალი კალციუმის ოქსიდი, თავისუფალი მაგნიუმის ოქსიდი და RO ფაზა გამოიწვევს ფოლადის წიდის ცუდი მოცულობის სტაბილურობას, რაც დიდწილად ზღუდავს ფოლადის წიდის გამოყენებას როგორც უხეში და. წვრილი აგრეგატები. გამოყენება ცემენტის ხსნარში ან ბეტონში. ვანგ იუჯი და სხვ. შეაჯამა ფოლადის წიდის დამუშავების სხვადასხვა პროცესები და დაადგინა, რომ ცხელი ჩაყრის მეთოდით დამუშავებულ ფოლადის წიდას აქვს კარგი სტაბილურობა და შეუძლია აღმოფხვრას მისი გაფართოების პრობლემა ცემენტის ბეტონში. პირველად. სტაბილურობის პრობლემის გარდა, ფოლადის წიდის აგრეგატებს ასევე აქვთ უხეში ფორების, მრავალკუთხედის და ზედაპირზე არსებული მცირე რაოდენობის დამატენიანებელი პროდუქტების მახასიათებლები. როდესაც გამოიყენება როგორც აგრეგატები ნაღმტყორცნებისა და ბეტონის მოსამზადებლად, მათი სამუშაო შესრულება ხშირად იმოქმედებს. ამჟამად, მოცულობის სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად, ფოლადის წიდის გამოყენება წვრილ აგრეგატად სპეციალური ნაღმტყორცნების მოსამზადებლად მნიშვნელოვანი მიმართულებაა ფოლადის წიდის რესურსების გამოყენებისათვის. კვლევამ აჩვენა, რომ ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნში წყლის შემამცირებელი, ლატექსის ფხვნილის, ცელულოზის ეთერის, ჰაერის შემწოვი აგენტის და ქაფის გამწმენდის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს ნარევის მოქმედება და ფოლადის წიდა ქვიშის ნაღმტყორცნების გამაგრება საჭიროებისამებრ. ავტორმა გამოიყენა ლატექსის ფხვნილის და სხვა დანამატების დამატების ზომები ფოლადის წიდის ქვიშის მაღალი სიმტკიცის სარემონტო ნაღმტყორცნების მოსამზადებლად. ნაღმტყორცნების წარმოებასა და გამოყენებაში ცელულოზის ეთერი ყველაზე გავრცელებული ქიმიური ნაერთია. ნაღმტყორცნებში ყველაზე ხშირად გამოყენებული ცელულოზის ეთერებია ჰიდროქსიპროპილ მეთილის ცელულოზის ეთერი (HPMC) და ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის ეთერი (HEMC). ) დაელოდე. ცელულოზის ეთერს შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების სამუშაო მოქმედება, მაგალითად, ნაღმტყორცნებიდან წყლის შესანიშნავი შეკავება გასქელების გზით, მაგრამ ცელულოზის ეთერის დამატება ასევე გავლენას მოახდენს სითხეზე, ჰაერის შემცველობაზე, გამაგრების დროზე და ნაღმტყორცნების გამკვრივებაზე. სხვადასხვა თვისებები.

ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების შემუშავებისა და გამოყენების უკეთ წარმართვის მიზნით, წინა კვლევითი სამუშაოების საფუძველზე ფოლადის წიდა ქვიშის ნაღმტყორცნებიდან, ეს ნაშრომი იყენებს ორი სახის სიბლანტეს (2000 mPa·s და 6000mPa·ს) ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერი (HPMC) ჩაატაროს ექსპერიმენტული კვლევა ფოლადის წიდის ქვიშის მაღალი სიმტკიცის ნაღმტყორცნების გავლენის შესახებ სამუშაო შესრულებაზე (სითხეულობა და წყლის შეკავება) და კომპრესიულ და მოქნილ სიმტკიცეზე.

1. ექსპერიმენტული ნაწილი

1.1 ნედლეული

ცემენტი: Onoda P·II 52.5 კლასის ცემენტი.

ფოლადის წიდა ქვიშა: შანხაი ბაოსტილის მიერ წარმოებული კონვერტორი ფოლადის წიდა დამუშავებულია ცხელი ჩაყრის პროცესით, ნაყარი სიმკვრივით 1910 კგ/მ.³, მიეკუთვნება საშუალო ქვიშას და სიმკვრივის მოდული 2.3.

წყლის რედუქტორი: პოლიკარბოქსილატის წყლის რედუქტორი (PC) მიერ წარმოებული Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., ფხვნილის სახით.

ლატექსის ფხვნილი: მოდელი 5010N მოწოდებული Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.-ის მიერ.

ქაფის დამცავი: კოდი P803 პროდუქტი მოწოდებული გერმანული Mingling Chemical Group, ფხვნილი, სიმკვრივე 340 კგ/მ³, ნაცრისფერი მასშტაბი 34% (800°C), pH მნიშვნელობა 7.2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, წყალი).

ცელულოზის ეთერი: ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერი უზრუნველყოფილიშპს Kima Chemical Co.2000 mPa სიბლანტის მქონე·s მითითებულია როგორც HPMC2000, ხოლო სიბლანტის მქონე 6000 mPa·s მითითებულია როგორც HPMC6000.

წყლის შერევა: ონკანის წყალი.

1.2 ექსპერიმენტული თანაფარდობა

გამოცდის ადრეულ ეტაპზე მომზადებული ფოლადის წიდა-ქვიშის ხსნარის ცემენტ-ქვიშის თანაფარდობა იყო 1:3 (მასური თანაფარდობა), წყალ-ცემენტის თანაფარდობა იყო 0.50 (მასობრივი თანაფარდობა), ხოლო პოლიკარბოქსილატის სუპერპლასტიკატორის დოზა იყო 0.25%. (ცემენტის მასის პროცენტი, იგივე ქვემოთ). შედარებითი ექსპერიმენტებისთვის, ორი ცელულოზის ეთერის HPMC2000 და HPMC6000 დოზა იყო შესაბამისად 0.15%, 0.20%, 0.25% და 0.30%.

1.3 ტესტის მეთოდი

ნაღმტყორცნების სითხის გამოცდის მეთოდი: მოამზადეთ ნაღმტყორცნები GB/T 17671-1999 „ცემენტის ნაღმტყორცნების სიმტკიცის ტესტი (ISO მეთოდი)“ მიხედვით, გამოიყენეთ საცდელი ფორმა GB/T2419-2005-ში „ცემენტის ხსნარის სითხის ტესტის მეთოდი“ და აურიეთ დაასხით კარგი ხსნარი. საცდელ ყალიბში სწრაფად ამოიღეთ ჭარბი ნაღმტყორცნები საფხეკით, ასწიეთ საცდელი ფორმა ვერტიკალურად ზევით და როცა ნაღმტყორცნები აღარ მიედინება, გაზომეთ ნაღმტყორცნების ფართობის მაქსიმალური დიამეტრი და დიამეტრი ვერტიკალური მიმართულებით და მიიღეთ საშუალო მნიშვნელობა, შედეგი ზუსტია 5 მმ-მდე.

ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების სიჩქარის გამოცდა ტარდება JGJ/T 70-2009 „საშენი ნაღმტყორცნების ძირითადი თვისებების გამოცდის მეთოდები“ განსაზღვრული მეთოდის მიხედვით.

ნაღმტყორცნების შეკუმშვისა და მოქნილობის სიმტკიცის გამოცდა ტარდება GB/T 17671-1999-ში მითითებული მეთოდით და გამოცდის ასაკი არის შესაბამისად 3 დღე, 7 დღე და 28 დღე.

2. შედეგები და დისკუსია

2.1 ცელულოზის ეთერის ეფექტი ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების სამუშაო შესრულებაზე

ცელულოზის ეთერის სხვადასხვა შემცველობის ზემოქმედებიდან ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე ჩანს, რომ HPMC2000 ან HPMC6000 დამატებით შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ახლად შერეული ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება. ცელულოზის ეთერის შემცველობის მატებასთან ერთად, ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების სიჩქარე მნიშვნელოვნად გაიზარდა და შემდეგ სტაბილური დარჩა. მათ შორის, როდესაც ცელულოზის ეთერის შემცველობა მხოლოდ 0,15%-ია, ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების მაჩვენებელი თითქმის 10%-ით იზრდება დანამატის გარეშე და აღწევს 96%-ს; როდესაც შემცველობა იზრდება 0,30%-მდე, ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების მაჩვენებელი 98,5%-მდეა. ჩანს, რომ ცელულოზის ეთერის დამატებას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება.

ცელულოზის ეთერის სხვადასხვა დოზების ზეგავლენით ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების სითხეზე, ჩანს, რომ როდესაც ცელულოზის ეთერის დოზა შეადგენს 0,15% და 0,20%, მას აშკარა გავლენა არ აქვს ხსნარის სითხეზე; როდესაც დოზა იზრდება 0.25%-მდე ან ზემოთ, უფრო მეტ გავლენას ახდენს სითხეზე, მაგრამ სითხის შენარჩუნება მაინც შესაძლებელია 260 მმ-ზე და ზემოთ; როდესაც ორი ცელულოზის ეთერი ერთნაირია, HPMC2000-თან შედარებით, HPMC6000-ის უარყოფითი გავლენა ნაღმტყორცნების სითხეზე უფრო აშკარაა.

ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის ეთერი არის არაიონური პოლიმერი, რომელსაც აქვს კარგი წყლის შეკავება და გარკვეული დიაპაზონის ფარგლებში, რაც უფრო დიდია სიბლანტე, მით უკეთესია წყლის შეკავება და უფრო აშკარა გასქელების ეფექტი. მიზეზი ის არის, რომ ჰიდროქსილის ჯგუფს მის მოლეკულურ ჯაჭვზე და ჟანგბადის ატომს ეთერულ ბმაზე შეუძლია წყალბადის ბმები შექმნას წყლის მოლეკულებთან, რაც თავისუფალ წყალს აქცევს შეკრულ წყალში. ამიტომ, იმავე დოზით, HPMC6000-ს შეუძლია გაზარდოს ნაღმტყორცნის სიბლანტე უფრო მეტად ვიდრე HPMC2000, შეამციროს ნაღმტყორცნების სითხე და უფრო აშკარად გაზარდოს წყლის შეკავების სიჩქარე. დოკუმენტი 10 ხსნის ზემოხსენებულ ფენომენს ცელულოზის ეთერის წყალში გახსნის შემდეგ ვისკოელასტიური ხსნარის წარმოქმნით და დეფორმაციით ახასიათებს ნაკადის თვისებებს. შეიძლება დავასკვნათ, რომ ამ ნაშრომში მომზადებულ ფოლადის წიდის ნაღმტყორცნებს აქვს დიდი სითხე, რომელიც შერევის გარეშე აღწევს 295 მმ-ს და მისი დეფორმაცია შედარებით დიდია. როდესაც ცელულოზის ეთერი დაემატება, ნალექი გაივლის ბლანტი ნაკადს და მისი ფორმის აღდგენის უნარი მცირეა, რაც იწვევს მობილურობის შემცირებას.

2.2 ცელულოზის ეთერის ეფექტი ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების სიმტკიცეზე

ცელულოზის ეთერის დამატება არა მხოლოდ გავლენას ახდენს ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების სამუშაო შესრულებაზე, არამედ გავლენას ახდენს მის მექანიკურ თვისებებზე.

ცელულოზის ეთერის სხვადასხვა დოზების ზემოქმედებიდან ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების კომპრესიულ სიძლიერეზე ჩანს, რომ HPMC2000 და HPMC6000 დამატების შემდეგ ნაღმტყორცნების კომპრესიული სიძლიერე ყოველ დოზაზე იზრდება ასაკთან ერთად. HPMC2000-ის დამატება არ ახდენს აშკარა გავლენას ნაღმტყორცნების 28-დღიან კომპრესიულ ძალაზე და სიძლიერის რყევა არ არის დიდი; ხოლო HPMC2000 უფრო დიდ გავლენას ახდენს ადრეულ (3-დღიან და 7-დღიან) სიძლიერეზე, რაც აჩვენებს აშკარა შემცირების ტენდენციას, თუმცა დოზა იზრდება 0.25%-მდე და ზემოთ, ადრეული კომპრესიული სიმტკიცე ოდნავ გაიზარდა, მაგრამ მაინც დაბალია, ვიდრე ამის გარეშე. დასძინა. როდესაც HPMC6000-ის შემცველობა 0.20%-ზე დაბალია, ზემოქმედება 7-დღიან და 28-დღიან კომპრესიულ სიძლიერეზე აშკარა არ არის და 3-დღიანი კომპრესიული სიმტკიცე ნელ-ნელა მცირდება. როდესაც HPMC6000-ის შემცველობა გაიზარდა 0,25%-მდე და ზემოთ, 28-დღიანი სიძლიერე გარკვეულწილად გაიზარდა და შემდეგ შემცირდა; 7 დღიანი სიძლიერე შემცირდა, შემდეგ კი სტაბილური დარჩა; 3 დღიანი სიძლიერე სტაბილურად შემცირდა. აქედან გამომდინარე, შეიძლება ჩაითვალოს, რომ HPMC2000 და HPMC6000 ორი სიბლანტის მქონე ცელულოზის ეთერებს არ აქვთ აშკარა გაუარესების ეფექტი ნაღმტყორცნების 28-დღიან კომპრესიულ სიმტკიცეზე, მაგრამ HPMC2000-ის დამატება უფრო აშკარა უარყოფით გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების ადრეულ სიძლიერეზე.

HPMC2000-ს აქვს სხვადასხვა ხარისხის გაუარესება ნაღმტყორცნების მოქნილობის სიმტკიცეზე, არ აქვს მნიშვნელობა ადრეულ ეტაპზე (3 დღე და 7 დღე) ან გვიან ეტაპზე (28 დღე). HPMC6000-ის დამატებას ასევე აქვს გარკვეული უარყოფითი ზემოქმედება ნაღმტყორცნების მოქნილობის სიმტკიცეზე, მაგრამ ზემოქმედების ხარისხი უფრო მცირეა ვიდრე HPMC2000.

გარდა წყლის შეკავებისა და გასქელების ფუნქციისა, ცელულოზის ეთერი ასევე ანელებს ცემენტის დატენიანების პროცესს. ეს ძირითადად გამოწვეულია ცემენტის დამატენიანებელ პროდუქტებზე ცელულოზის ეთერის მოლეკულების ადსორბციით, როგორიცაა კალციუმის სილიკატის ჰიდრატი გელი და Ca(OH)2, დაფარვის ფენის წარმოქმნით; უფრო მეტიც, ფორების ხსნარის სიბლანტე იზრდება და ცელულოზის ეთერი აფერხებს ფორების ხსნარში Ca2+ და SO42-ის მიგრაცია აჭიანურებს ჰიდრატაციის პროცესს. ამრიგად, HPMC-ით შერეული ნაღმტყორცნების ადრეული სიმტკიცე (3 დღე და 7 დღე) შემცირდა.

ცელულოზის ეთერის ნაღმტყორცნებში დამატებისას წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით დიდი ბუშტები 0,5-3 მმ დიამეტრით ცელულოზის ეთერის ჰაერგამტარი ეფექტის გამო და ცელულოზის ეთერის მემბრანის სტრუქტურა შეიწოვება ამ ბუშტების ზედაპირზე, რაც გარკვეულწილად თამაშობს როლს ბუშტების სტაბილიზაციაში. როლი, რითაც ასუსტებს ნაღმტყორცნებში გამწმენდის ეფექტს. მიუხედავად იმისა, რომ წარმოქმნილი ჰაერის ბუშტები ახლად შერეულ ნაღმტყორცნებში ბურთულიანი საკისრებივითაა, რაც აუმჯობესებს შრომისუნარიანობას, მას შემდეგ რაც ნაღმტყორცნები გამაგრდება და გამაგრდება, ჰაერის ბუშტების უმეტესობა რჩება ნაღმტყორცნებში დამოუკიდებელ ფორების შესაქმნელად, რაც ამცირებს ნაღმტყორცნის აშკარა სიმკვრივეს. . შესაბამისად მცირდება კომპრესიული და მოქნილობის სიმტკიცე.

ჩანს, რომ ფოლადის წიდის ქვიშის სპეციალური ნაღმტყორცნების მომზადებისას მაღალი სითხის, წყლის შეკავების მაღალი მაჩვენებლით და მაღალი სიმტკიცით, რეკომენდებულია HPMC6000-ის გამოყენება და დოზა არ უნდა იყოს 0,20%-ზე მეტი.

დასკვნის სახით

ცდებით იქნა შესწავლილი ცელულოზის ეთერების ორი სიბლანტის (HPMC200 და HPMC6000) ეფექტი ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე, სითხეზე, კომპრესიულ და მოქნილობის სიმტკიცეზე და გაანალიზებული იყო ცელულოზის ეთერის მოქმედების მექანიზმი ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნებში. შემდეგი დასკვნები:

(1) HPMC2000 ან HPMC6000 დამატების მიუხედავად, ახლად შერეული ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების მაჩვენებელი შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდეს და მისი წყლის შეკავების მოქმედება შეიძლება გაუმჯობესდეს.

(2) როდესაც დოზა 0,20%-ზე დაბალია, HPMC2000 და HPMC6000-ის დამატების ეფექტი არ არის აშკარა ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების სითხეზე. როდესაც შინაარსი იზრდება 0.25% და ზემოთ, HPMC2000 და HPMC6000 გარკვეულ უარყოფით გავლენას ახდენენ ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების სითხეზე და HPMC6000-ის უარყოფითი გავლენა უფრო აშკარაა.

(3) HPMC2000 და HPMC6000-ის დამატებას არ აქვს აშკარა გავლენა ფოლადის წიდის ქვიშის ნაღმტყორცნების 28-დღიან კომპრესიულ სიძლიერეზე, მაგრამ HPMC2000 უფრო მეტ უარყოფით გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების ადრეულ კომპრესიულ სიძლიერეზე და მოქნილობის სიმტკიცე ასევე აშკარად არასახარბიელოა. HPMC6000-ის დამატება გარკვეულ უარყოფით გავლენას ახდენს ფოლადის წიდა-ქვიშის ნაღმტყორცნების მოქნილობის სიმტკიცეზე ყველა ასაკში, მაგრამ ეფექტის ხარისხი მნიშვნელოვნად დაბალია ვიდრე HPMC2000.