ცელულოზის ეთერის ეფექტი ნაღმტყორცნების თვისებებზე

შესწავლილი იქნა ორი სახის ცელულოზის ეთერების გავლენა ნაღმტყორცნების მოქმედებაზე. შედეგებმა აჩვენა, რომ ორივე სახის ცელულოზის ეთერებს შეუძლიათ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესონ ხსნარის წყლის შეკავება და შეამცირონ ნაღმტყორცნების კონსისტენცია; შეკუმშვის სიმტკიცე მცირდება სხვადასხვა ხარისხით, მაგრამ დასაკეცი კოეფიციენტი და ნაღმტყორცნების შემაერთებელი სიძლიერე იზრდება სხვადასხვა ხარისხით, რითაც უმჯობესდება ნაღმტყორცნების კონსტრუქცია.

საკვანძო სიტყვები:ცელულოზის ეთერი; წყლის შემაკავებელი აგენტი; შემაკავშირებელ ძალა

ცელულოზის ეთერი (MC)არის ბუნებრივი მასალის ცელულოზის წარმოებული. ცელულოზის ეთერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც წყლის შემაკავებელი აგენტი, გასქელება, შემკვრელი, დისპერსანტი, სტაბილიზატორი, შეჩერების აგენტი, ემულგატორი და ფირის წარმომქმნელი დამხმარე საშუალება და ა.შ. იმის გამო, რომ ცელულოზის ეთერს აქვს კარგი წყლის შეკავება და გასქელება ნაღმტყორცნებზე, მას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სამუშაოუნარიანობა. ნაღმტყორცნებიდან, ამიტომ ცელულოზის ეთერი არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული წყალში ხსნადი პოლიმერი ნაღმტყორცნებში.

1. ტესტის მასალები და საცდელი მეთოდები

1.1 ნედლეული

ცემენტი: ჩვეულებრივი პორტლანდ ცემენტი, დამზადებული Jiaozuo Jianjian Cement Co., Ltd.-ის მიერ, სიმტკიცის ხარისხით 42.5. ქვიშა: ნანიანგის ყვითელი ქვიშა, სისუფთავის მოდული 2.75, საშუალო ქვიშა. ცელულოზის ეთერი (MC): C9101 მიერ წარმოებული Beijing Luojian Company და HPMC მიერ წარმოებული შანხაი Huiguang კომპანია.

1.2 ტესტის მეთოდი

ამ კვლევაში კირი-ქვიშის თანაფარდობა იყო 1:2, ხოლო წყალ-ცემენტის თანაფარდობა იყო 0.45; ცელულოზის ეთერს ჯერ ცემენტი ურევენ, შემდეგ კი ქვიშას უმატებენ და თანაბრად ურევენ. ცელულოზის ეთერის დოზა გამოითვლება ცემენტის მასის პროცენტის მიხედვით.

კომპრესიული სიმტკიცის ტესტი და კონსისტენციის ტესტი ტარდება JGJ 70-90 „საშენი ნაღმტყორცნების ძირითადი თვისებების გამოცდის მეთოდების“ მითითებით. მოქნილობის სიმტკიცის ტესტი ტარდება GB/T 17671–1999 „ცემენტის ხსნარის სიმტკიცის ტესტის“ მიხედვით.

წყლის შეკავების ტესტი ჩატარდა საფრანგეთის გაზიანი ბეტონის წარმოების საწარმოებში გამოყენებული ფილტრის ქაღალდის მეთოდით. კონკრეტული პროცესი შემდეგია: (1) პლასტმასის წრიულ ფირფიტაზე დადეთ ნელი ფილტრის ქაღალდის 5 ფენა და აწონეთ მისი მასა; (2) დააყენეთ ერთი პირდაპირ კონტაქტში ნაღმტყორცნთან. მოათავსეთ მაღალსიჩქარიანი ფილტრის ქაღალდი ნელი სიჩქარის ფილტრის ქაღალდზე და შემდეგ დააწექით ცილინდრი 56 მმ შიდა დიამეტრით და 55 მმ სიმაღლით სწრაფ ფილტრის ქაღალდზე; (3) ჩაასხით ნაღმტყორცნები ცილინდრში; (4) ნაღმტყორცნებისა და ფილტრის ქაღალდის კონტაქტის შემდეგ 15 წუთის განმავლობაში, ხელახლა აწონეთ ნელი ფილტრის ქაღალდისა და პლასტმასის დისკის ხარისხი; (5) გამოთვალეთ წყლის მასა, რომელიც შეიწოვება ნელი ფილტრის ქაღალდის მიერ კვადრატულ მეტრ ფართობზე, რაც არის წყლის შთანთქმის მაჩვენებელი; (6) წყლის შთანთქმის სიჩქარე არის ორი ტესტის შედეგის არითმეტიკული საშუალო. თუ სხვაობა მაჩვენებელი მნიშვნელობებს შორის აღემატება 10%, ტესტი უნდა განმეორდეს; (7) ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება გამოიხატება წყლის შთანთქმის სიჩქარით.

ბონდის სიმტკიცის ტესტი ჩატარდა იაპონიის მასალების მეცნიერების საზოგადოების მიერ რეკომენდირებული მეთოდის მითითებით და ბმული სიმტკიცე ხასიათდებოდა მოქნილობის სიძლიერით. ტესტი იღებს პრიზმის ნიმუშს, რომლის ზომაა 160 მმ×40 მმ×40 მმ. წინასწარ დამზადებული ჩვეულებრივი ნაღმტყორცნების ნიმუში 28 დღის ასაკამდე გაშრება, შემდეგ კი ორ ნაწილად გაჭრა. ნიმუშის ორი ნახევარი კეთდებოდა ნიმუშებად ჩვეულებრივი ნაღმტყორცნებით ან პოლიმერული ნაღმტყორცნებით, შემდეგ ბუნებრივად გამაგრდნენ შენობაში გარკვეულ ასაკამდე, შემდეგ კი ტესტირების მეთოდის მიხედვით გამოსცადეს ცემენტის ნაღმტყორცნების მოქნილობის სიმტკიცე.

2. ტესტის შედეგები და ანალიზი

2.1 თანმიმდევრულობა

ცელულოზის ეთერის ზემოქმედებიდან ნაღმტყორცნების კონსისტენციაზე ჩანს, რომ ცელულოზის ეთერის შემცველობის მატებასთან ერთად ნაღმტყორცნების კონსისტენცია ძირითადად დაღმავალ ტენდენციას აჩვენებს, ხოლო HPMC-ით შერეული ხსნარის კონსისტენციის დაქვეითება უფრო სწრაფია. ვიდრე C9101-ით შერეული ნაღმტყორცნებიდან. ეს იმიტომ ხდება, რომ ცელულოზის ეთერის სიბლანტე აფერხებს ნაღმტყორცნების დინებას და HPMC-ის სიბლანტე უფრო მაღალია ვიდრე C9101.

2.2 წყლის შეკავება

ნაღმტყორცნებში, ცემენტის მასალები, როგორიცაა ცემენტი და თაბაშირი, უნდა იყოს დატენიანებული წყლით, რათა გამაგრდეს. ცელულოზის ეთერის გონივრულ რაოდენობას შეუძლია შეინარჩუნოს ტენიანობა ნაღმტყორცნებში საკმარისად დიდი ხნის განმავლობაში, რათა გაგრძელდეს გამაგრების და გამკვრივების პროცესი.

ცელულოზის ეთერის შემცველობის ზემოქმედებიდან ნაღმტყორცნების წყლის შეკავებაზე ჩანს, რომ: (1) C9101 ან HPMC ცელულოზის ეთერის შემცველობის გაზრდით, ნაღმტყორცნების წყლის შთანთქმის სიჩქარე მნიშვნელოვნად შემცირდა, ანუ წყლის შეკავება. ნაღმტყორცნები მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა, განსაკუთრებით HPMC-ის ნაღმტყორცნებით შერევისას. მისი წყლის შეკავება შეიძლება უფრო გაუმჯობესდეს; (2) როდესაც HPMC-ის რაოდენობაა 0.05%-დან 0.10%-მდე, ნაღმტყორცნები სრულად აკმაყოფილებს წყლის შეკავების მოთხოვნებს მშენებლობის პროცესში.

ორივე ცელულოზის ეთერი არაიონური პოლიმერია. ჰიდროქსილის ჯგუფებს ცელულოზის ეთერის მოლეკულურ ჯაჭვზე და ჟანგბადის ატომებს ეთერულ ობლიგაციებზე შეუძლიათ შექმნან წყალბადის ბმები წყლის მოლეკულებთან, რაც თავისუფალ წყალს აქცევს შეკრულ წყალში, რითაც კარგ როლს ასრულებს წყლის შეკავებაში.

ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავება ძირითადად დამოკიდებულია მის სიბლანტეზე, ნაწილაკების ზომაზე, დაშლის სიჩქარეზე და დამატების რაოდენობაზე. ზოგადად, რაც უფრო დიდია დამატებული რაოდენობა, მით უფრო მაღალია სიბლანტე და რაც უფრო წვრილადაა დახვეწილი, მით უფრო მაღალია წყლის შეკავება. ორივე C9101 და HPMC ცელულოზის ეთერს აქვთ მეთოქსი და ჰიდროქსიპროპოქსი ჯგუფები მოლეკულურ ჯაჭვში, მაგრამ მეთოქსის შემცველობა HPMC ცელულოზის ეთერში უფრო მაღალია ვიდრე C9101, ხოლო HPMC-ის სიბლანტე უფრო მაღალია ვიდრე C9101, ამიტომ ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება. HPMC-ით შერეული უფრო მაღალია ვიდრე HPMC C9101 დიდი ნაღმტყორცნებით შერეული ნაღმტყორცნები. თუმცა, თუ ცელულოზის ეთერის სიბლანტე და ფარდობითი მოლეკულური წონა ძალიან მაღალია, მისი ხსნადობა შესაბამისად შემცირდება, რაც უარყოფითად აისახება ნაღმტყორცნების სიმტკიცესა და მუშადობაზე. სტრუქტურული სიმტკიცე შესანიშნავი შემაკავშირებელ ეფექტის მისაღწევად.

2.3 მოქნილობის სიმტკიცე და კომპრესიული ძალა

ცელულოზის ეთერის ზემოქმედებიდან ნაღმტყორცნების მოქნილობასა და შეკუმშვის სიძლიერეზე ჩანს, რომ ცელულოზის ეთერის შემცველობის მატებასთან ერთად ხსნარის მოქნილობა და კომპრესიული სიმტკიცე 7 და 28 დღეში აჩვენა კლების ტენდენცია. ეს ძირითადად იმიტომ ხდება, რომ: (1) როდესაც ცელულოზის ეთერი ემატება ნაღმტყორცნებს, იზრდება მოქნილი პოლიმერები ნაღმტყორცნების ფორებში და ეს მოქნილი პოლიმერები ვერ უზრუნველყოფენ ხისტ მხარდაჭერას კომპოზიციური მატრიცის შეკუმშვისას. შედეგად, მცირდება ნაღმტყორცნების მოქნილობა და კომპრესიული ძალა; (2) ცელულოზის ეთერის შემცველობის მატებასთან ერთად, მისი წყლის შეკავების ეფექტი სულ უფრო და უფრო უმჯობესდება, ასე რომ, ნაღმტყორცნების საცდელი ბლოკის წარმოქმნის შემდეგ, იზრდება ფორიანობა ნაღმტყორცნების საცდელ ბლოკში, შემცირდება მოქნილობის და კომპრესიული სიმტკიცე. ; (3) როდესაც მშრალი შერეული ნაღმტყორცნები შერეულია წყალთან, ცელულოზის ეთერის ლატექსის ნაწილაკები ჯერ ადსორბირდება ცემენტის ნაწილაკების ზედაპირზე ლატექსის ფენის წარმოქმნით, რაც ამცირებს ცემენტის დატენიანებას, რითაც ამცირებს სიძლიერეს. ნაღმტყორცნები.

2.4 დასაკეცი თანაფარდობა

ნაღმტყორცნების მოქნილობა ანიჭებს ნაღმტყორცნებს კარგი დეფორმაციით, რაც საშუალებას აძლევს მას მოერგოს სტრესს, რომელიც წარმოიქმნება სუბსტრატის შეკუმშვისა და დეფორმაციის შედეგად, რითაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ნაღმტყორცნების გამძლეობას და გამძლეობას.

ცელულოზის ეთერის შემცველობის ზემოქმედებიდან ნაღმტყორცნების დასაკეცი თანაფარდობაზე (ff/fo), ჩანს, რომ ცელულოზის ეთერის C9101 და HPMC შემცველობის მატებასთან ერთად, ნაღმტყორცნების დასაკეცი თანაფარდობა ძირითადად აჩვენებდა მზარდ ტენდენციას, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ნაღმტყორცნების მოქნილობა იყო გაუმჯობესდა.

როდესაც ცელულოზის ეთერი იხსნება ნაღმტყორცნებში, რადგან მოლეკულურ ჯაჭვზე მეთოქსილი და ჰიდროქსიპროპოქსილი რეაგირებს Ca2+ და Al3+ ხსნარში, წარმოიქმნება ბლანტი გელი და ივსება ცემენტის ნაღმტყორცნების უფსკრული, რითაც ის ასრულებს მოქნილი შევსების როლს. და მოქნილი გამაგრება, აუმჯობესებს ნაღმტყორცნების კომპაქტურობას და ეს აჩვენებს, რომ მოდიფიცირებული ნაღმტყორცნების მოქნილობა გაუმჯობესებულია მაკროსკოპულად.

2.5 ბონდის სიმტკიცე

ცელულოზის ეთერის შემცველობის ზემოქმედებიდან ნაღმტყორცნების ბმის სიმტკიცეზე ჩანს, რომ ნაღმტყორცნების კავშირის სიმტკიცე იზრდება ცელულოზის ეთერის შემცველობის მატებასთან ერთად.

ცელულოზის ეთერის დამატებამ შეიძლება შექმნას წყალგაუმტარი პოლიმერული ფილმის თხელი ფენა ცელულოზის ეთერსა და ცემენტის ჰიდრატირებულ ნაწილაკებს შორის. ამ ფილმს აქვს დალუქვის ეფექტი და აუმჯობესებს ნაღმტყორცნების "ზედაპირის მშრალი" ფენომენს. ცელულოზის ეთერის კარგი წყლის შეკავების გამო, საკმარისი წყალი ინახება ნაღმტყორცნების შიგნით, რაც უზრუნველყოფს ცემენტის დამატენიანებელ გამკვრივებას და მისი სიმტკიცის სრულ განვითარებას და აუმჯობესებს ცემენტის პასტის შემაკავშირებელ სიმტკიცეს. გარდა ამისა, ცელულოზის ეთერის დამატება აუმჯობესებს ნაღმტყორცნების შეკრულობას და ხდის ნაღმტყორცნს აქვს კარგი პლასტიურობა და მოქნილობა, რაც ასევე ხდის ნაღმტყორცნს კარგად მოერგება სუბსტრატის შეკუმშვის დეფორმაციას, რითაც აუმჯობესებს ნაღმტყორცნის შემაკავშირებელ სიმტკიცეს. .

2.6 შეკუმშვა

ეს ჩანს ცელულოზის ეთერის შემცველობის ზემოქმედებიდან ნაღმტყორცნების შეკუმშვაზე: (1) ცელულოზის ეთერის ნაღმტყორცნების შეკუმშვის ღირებულება გაცილებით დაბალია, ვიდრე ცარიელი ნაღმტყორცნების. (2) C9101 შემცველობის მატებასთან ერთად, ნაღმტყორცნების შეკუმშვის ღირებულება თანდათან მცირდებოდა, მაგრამ როდესაც შემცველობამ მიაღწია 0.30%-ს, ხსნარის შეკუმშვის ღირებულება გაიზარდა. ეს იმიტომ ხდება, რომ რაც უფრო დიდია ცელულოზის ეთერის რაოდენობა, მით მეტია მისი სიბლანტე, რაც იწვევს წყლის მოთხოვნილების ზრდას. (3) HPMC შემცველობის მატებასთან ერთად, ნაღმტყორცნების შეკუმშვის ღირებულება თანდათან მცირდებოდა, მაგრამ როდესაც მისმა შემცველობამ მიაღწია 0.20%-ს, ნაღმტყორცნების შეკუმშვის ღირებულება გაიზარდა და შემდეგ შემცირდა. ეს იმიტომ ხდება, რომ HPMC-ის სიბლანტე მეტია, ვიდრე C9101. რაც უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის სიბლანტე. რაც უფრო კარგია წყლის შეკავება, მით მეტია ჰაერის შემცველობა, როცა ჰაერის შემცველობა გარკვეულ დონეს მიაღწევს, გაიზრდება ნაღმტყორცნების შეკუმშვის ღირებულება. ამიტომ, შეკუმშვის მნიშვნელობის თვალსაზრისით, C9101-ის ოპტიმალური დოზაა 0.05%~0.20%. HPMC-ის ოპტიმალური დოზაა 0.05%-0.10%.

3. დასკვნა

1. ცელულოზის ეთერს შეუძლია გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების წყლის შეკავება და შეამციროს ნაღმტყორცნების კონსისტენცია. ცელულოზის ეთერის რაოდენობის კორექტირებამ შეიძლება დააკმაყოფილოს სხვადასხვა პროექტებში გამოყენებული ნაღმტყორცნების საჭიროებები.

2. ცელულოზის ეთერის დამატება ამცირებს ნაღმტყორცნების მოქნილობასა და კომპრესიულ სიმტკიცეს, მაგრამ გარკვეულწილად ზრდის დასაკეც თანაფარდობას და შემაკავშირებელ სიმტკიცეს, რითაც აუმჯობესებს ნაღმტყორცნის გამძლეობას.

3. ცელულოზის ეთერის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების შეკუმშვის მოქმედება და მისი შემცველობის მატებასთან ერთად ნაღმტყორცნების შეკუმშვის ღირებულება სულ უფრო და უფრო მცირე ხდება. მაგრამ როდესაც ცელულოზის ეთერის რაოდენობა გარკვეულ დონეს მიაღწევს, ნაღმტყორცნების შეკუმშვის ღირებულება გარკვეულწილად იზრდება ჰაერის შემცველობის გაზრდის გამო.