ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის მოქმედება ცემენტის ნაღმტყორცნებზე

შესწავლილი იყო ისეთი ფაქტორების გავლენა, როგორიცაა ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის (HEMC) სიბლანტის ცვლილება, შეცვლილია თუ არა, და შინაარსის ცვლილება ახალი ცემენტის ნაღმტყორცნების მოსავლიან სტრესსა და პლასტმასის სიბლანტეზე. შეუცვლელი HEMC-ისთვის, რაც უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო დაბალია ნაღმტყორცნების დაძაბვა და პლასტიკური სიბლანტე; შესუსტებულია მოდიფიცირებული HEMC-ის სიბლანტის ცვლილების გავლენა ნაღმტყორცნების რეოლოგიურ თვისებებზე; არ აქვს მნიშვნელობა შეცვლილია თუ არა, რაც უფრო მაღალია HEMC-ის სიბლანტე, მით უფრო დაბალია ნაღმტყორცნების დაძაბვის და პლასტიკური სიბლანტის განვითარების შეფერხების ეფექტი. როდესაც HEMC-ის შემცველობა 0,3%-ზე მეტია, ხსნარის სტრესი და პლასტიკური სიბლანტე იზრდება შემცველობის მატებასთან ერთად; როდესაც HEMC-ის შემცველობა დიდია, ნაღმტყორცნების დაძაბულობა დროთა განმავლობაში მცირდება და პლასტიკური სიბლანტის დიაპაზონი დროთა განმავლობაში იზრდება.

საკვანძო სიტყვები: ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზა, ახალი ნაღმტყორცნები, რეოლოგიური თვისებები, მოსავლიანობა, პლასტიკური სიბლანტე

I. შესავალი

ნაღმტყორცნების მშენებლობის ტექნოლოგიის განვითარებასთან ერთად სულ უფრო მეტი ყურადღება ექცევა მექანიზებულ მშენებლობას. საქალაქთაშორისო ვერტიკალური ტრანსპორტირება აყენებს ახალ მოთხოვნებს ამოტუმბული ნაღმტყორცნების მიმართ: კარგი სითხე უნდა შენარჩუნდეს სატუმბი პროცესის განმავლობაში. ამისათვის საჭიროა ნაღმტყორცნების სითხის გავლენის ფაქტორებისა და შემზღუდველი პირობების შესწავლა და გავრცელებული მეთოდია ნაღმტყორცნების რეოლოგიური პარამეტრების დაკვირვება.

ნაღმტყორცნების რევოლოგიური თვისებები ძირითადად დამოკიდებულია ნედლეულის ბუნებასა და რაოდენობაზე. ცელულოზის ეთერი არის დანამატი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო ნაღმტყორცნებში, რომელიც დიდ გავლენას ახდენს ნაღმტყორცნების რევოლოგიურ თვისებებზე, ამიტომ მეცნიერებმა მასზე გარკვეული კვლევები ჩაატარეს სახლში და მის ფარგლებს გარეთ. შეჯამებით, შეიძლება გაკეთდეს შემდეგი დასკვნები: ცელულოზის ეთერის რაოდენობის ზრდა გამოიწვევს ნაღმტყორცნების საწყისი ბრუნვის ზრდას, მაგრამ გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ნაღმტყორცნების ნაკადის წინააღმდეგობა მცირდება (1). ; როდესაც საწყისი სითხე ძირითადად იგივეა, ნაღმტყორცნების სითხე პირველ რიგში დაიკარგება. გაიზარდა შემცირების შემდეგ (2); ნაღმტყორცნების მოსავლიანობამ და პლასტმასის სიბლანტემ აჩვენა ჯერ შემცირების და შემდეგ გაზრდის ტენდენცია, ხოლო ცელულოზის ეთერი ხელს უწყობს ნაღმტყორცნების სტრუქტურის განადგურებას და ახანგრძლივებს დროს განადგურებიდან რეკონსტრუქციამდე (3); ეთერს და გასქელებულ ფხვნილს აქვს უფრო მაღალი სიბლანტე და სტაბილურობა და ა.შ. (4). თუმცა, ზემოხსენებულ კვლევებს ჯერ კიდევ აქვს ხარვეზები:

სხვადასხვა მეცნიერის გაზომვის სტანდარტები და პროცედურები არ არის ერთგვაროვანი და ტესტის შედეგების ზუსტი შედარება შეუძლებელია; ხელსაწყოს ტესტირების დიაპაზონი შეზღუდულია და გაზომილი ნაღმტყორცნების რეოლოგიურ პარამეტრებს აქვთ ვარიაციის მცირე დიაპაზონი, რაც ფართოდ არ არის წარმომადგენლობითი; არ არის შედარებითი ტესტების ნაკლებობა ცელულოზის ეთერებზე სხვადასხვა სიბლანტის მქონე; არსებობს მრავალი გავლენის ფაქტორი და განმეორებადობა არ არის კარგი. ბოლო წლებში Viskomat XL ნაღმტყორცნების რიომეტრის გამოჩენამ დიდი მოხერხებულობა უზრუნველყო ნაღმტყორცნების რევოლოგიური თვისებების ზუსტი განსაზღვრისათვის. მას აქვს მაღალი ავტომატური კონტროლის დონის, დიდი სიმძლავრის, ტესტის ფართო დიაპაზონის უპირატესობა და ტესტის შედეგები უფრო შეესაბამება რეალურ პირობებს. ამ ნაშრომში, ამ ტიპის ინსტრუმენტის გამოყენებაზე დაყრდნობით, სინთეზირებულია არსებული მკვლევარების კვლევის შედეგები და შემუშავებულია ტესტის პროგრამა, რათა შეისწავლოს ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის (HEMC) სხვადასხვა ტიპისა და სიბლანტის ეფექტი ნაღმტყორცნების რევოლოგიაზე. უფრო დიდი დოზირების დიაპაზონი. შესრულების გავლენა.

2. ახალი ცემენტის ხსნარის რეოლოგიური მოდელი

მას შემდეგ, რაც რეოლოგია შემოვიდა ცემენტისა და ბეტონის მეცნიერებაში, მრავალრიცხოვანმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ახალი ბეტონი და ნაღმტყორცნები შეიძლება ჩაითვალოს ბინგჰემის სითხედ, და ბანფილმა შემდგომში შეიმუშავა ბინგჰემის მოდელის გამოყენების შესაძლებლობა ნაღმტყორცნების რეოლოგიური თვისებების აღსაწერად (5). ბინგჰემის მოდელის რეოლოგიურ განტოლებაში τ=τ0+μγ, τ არის ათვლის ძაბვა, τ0 არის გამტარობის ძაბვა, μ არის პლასტიკური სიბლანტე და γ არის ათვლის სიჩქარე. მათ შორის, τ0 და μ არის ორი ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრი: τ0 არის მინიმალური ათვლის ძაბვა, რომელსაც შეუძლია ცემენტის ნაღმტყორცნების გადინება და მხოლოდ მაშინ, როდესაც τ>τ0 მოქმედებს ხსნარზე, ნაღმტყორცნები შეიძლება შემოვა; μ ასახავს ბლანტის წინააღმდეგობას, როდესაც ნაღმტყორცნები მიედინება რაც უფრო დიდია μ, მით უფრო ნელა მიედინება ნაღმტყორცნები [3]. იმ შემთხვევაში, როდესაც τ0 და μ უცნობია, ათვლის ძაბვა უნდა გაიზომოს მინიმუმ ორი განსხვავებული ათვლის სიჩქარით, სანამ შესაძლებელი იქნება მისი გამოთვლა (6).

მოცემულ ნაღმტყორცნების რიომეტრში, NT მრუდი, რომელიც მიღებულია დანას ბრუნვის სიჩქარის N დაყენებით და ნაღმტყორცნის ათვლის წინააღმდეგობის შედეგად წარმოქმნილი ბრუნვის T გაზომვით, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა განტოლების გამოსათვლელად T=g+, რომელიც შეესაბამება ბინგჰემის მოდელს ორ პარამეტრს. g და h Nh. g პროპორციულია გაცემის სტრესის τ0, h არის პროპორციული μ პლასტიკური სიბლანტის და τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , სადაც G არის მუდმივი, რომელიც დაკავშირებულია ინსტრუმენტთან და K შეიძლება უნდა გაიაროს ცნობილი ნაკადით იგი მიიღება სითხის კორექტირებით, რომლის მახასიათებლები იცვლება ათვლის სიჩქარით[7]. მოხერხებულობისთვის, ეს ნაშრომი პირდაპირ განიხილავს g-ს და h-ს და იყენებს g-ისა და h-ის ცვალებად კანონს, რათა ასახოს ცვალებადობის კანონი დაწურვისა და პლასტმასის სიბლანტის შესახებ.

3. ტესტი

3.1 ნედლეული

3.2 ქვიშა

კვარცის ქვიშა: უხეში ქვიშა არის 20-40 ბადე, საშუალო ქვიშა 40-70 ბადე, წვრილი ქვიშა 70-100 ბადე და სამივე შერეულია 2:2:1 თანაფარდობით.

3.3 ცელულოზის ეთერი

ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზა HEMC20 (სიბლანტე 20000 mPa s), HEMC25 (სიბლანტე 25000 mPa s), HEMC40 (სიბლანტე 40000 mPa s) და HEMC45 (სიბლანტე 45000 mPa 45000 mPa 45000 mPa s)

3.4 წყლის შერევა

ონკანის წყალი.

3.5 ტესტის გეგმა

კირ-ქვიშის თანაფარდობა არის 1:2.5, წყლის მოხმარება ფიქსირდება ცემენტის მოხმარების 60%-ზე, ხოლო HEMC შემცველობა არის ცემენტის მოხმარების 0-1.2%.

ჯერ აურიეთ ზუსტად აწონილი ცემენტი, HEMC და კვარცის ქვიშა თანაბრად, შემდეგ დაამატეთ შერევის წყალი GB/T17671-1999 მიხედვით და აურიეთ, შემდეგ კი გამოიყენეთ Viskomat XL ნაღმტყორცნების რიომეტრი შესამოწმებლად. ტესტის პროცედურა ასეთია: სიჩქარე სწრაფად იზრდება 0-დან 80 rpm-მდე 0~5 წთ-ზე, 60 rpm 5~7 წთ-ზე, 40 rpm 7~9min, 20rpm 9~11min, 10rpm 11~13min და 5rpm 13~15 წთ-ზე. 15 ~ 30 წთ, სიჩქარე არის 0 rpm, და შემდეგ ციკლი ყოველ 30 წუთში ერთხელ ზემოთ აღნიშნული პროცედურის მიხედვით, და საერთო ტესტის დრო არის 120 წუთი.

4. შედეგები და დისკუსია

4.1 HEMC სიბლანტის ცვლილების ეფექტი ცემენტის ხსნარის რეოლოგიურ თვისებებზე

(HEMC-ის რაოდენობა არის ცემენტის მასის 0,5%), შესაბამისად, ასახავს ნაღმტყორცნების დაძაბვის და პლასტიკური სიბლანტის ვარიაციის კანონს. ჩანს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ HEMC40-ის სიბლანტე უფრო მაღალია, ვიდრე HEMC20-ის, HEMC40-თან შერეული ნაღმტყორცნების ელასტიურობა და პლასტიკური სიბლანტე უფრო დაბალია, ვიდრე HEMC20-თან შერეული ნაღმტყორცნებისა; მიუხედავად იმისა, რომ HEMC45-ის სიბლანტე 80%-ით მეტია HEMC25-ის სიბლანტესთან შედარებით, ნაღმტყორცნების დაძაბვა ოდნავ დაბალია და პლასტიკური სიბლანტე არის შორის 90 წუთის შემდეგ იყო ზრდა. ეს იმიტომ ხდება, რომ რაც უფრო მაღალია ცელულოზის ეთერის სიბლანტე, მით უფრო ნელია დაშლის სიჩქარე და მით უფრო მეტი დრო სჭირდება მასთან მომზადებულ ხსნარს საბოლოო სიბლანტემდე [8]. გარდა ამისა, გამოცდის იმავე მომენტში, HEMC40-თან შერეული ნაღმტყორცნის სიმკვრივე უფრო დაბალი იყო, ვიდრე HEMC20-თან შერეული ნაღმტყორცნის სიმკვრივე, ხოლო HEMC45-ში შერეული ნაღმტყორცნის სიმკვრივე უფრო დაბალი იყო, ვიდრე HEMC25-თან შერეული ნაღმტყორცნის სიმკვრივე. რაც მიუთითებს იმაზე, რომ HEMC40 და HEMC45 შემოიტანეს მეტი ჰაერის ბუშტები და ჰაერის ბუშტებს ნაღმტყორცნებიდან აქვთ ”ბურთის” ეფექტი, რაც ასევე ამცირებს ნაღმტყორცნების ნაკადის წინააღმდეგობას.

HEMC40-ის დამატების შემდეგ, ნაღმტყორცნების დაძაბულობა წონასწორობაში იყო 60 წუთის შემდეგ და გაიზარდა პლასტიკური სიბლანტე; HEMC20-ის დამატების შემდეგ, ნაღმტყორცნების მოსავლიანობამ წონასწორობა მიაღწია 30 წუთის შემდეგ და გაიზარდა პლასტიკური სიბლანტე. ის გვიჩვენებს, რომ HEMC40-ს აქვს უფრო დიდი შემაფერხებელი ეფექტი ნაღმტყორცნების მოსავლიანობის და პლასტმასის სიბლანტის განვითარებაზე, ვიდრე HEMC20 და საბოლოო სიბლანტის მიღწევას უფრო მეტი დრო სჭირდება.

HEMC45-თან შერეული ნაღმტყორცნების გამომუშავების ძაბვა შემცირდა 0-დან 120 წუთამდე, ხოლო პლასტიკური სიბლანტე გაიზარდა 90 წუთის შემდეგ; მაშინ როცა HEMC25-თან შერეული ნაღმტყორცნების გამოყოფის ძაბვა გაიზარდა 90 წუთის შემდეგ, ხოლო პლასტიკური სიბლანტე გაიზარდა 60 წუთის შემდეგ. ის გვიჩვენებს, რომ HEMC45-ს აქვს უფრო დიდი შემაფერხებელი ეფექტი ნაღმტყორცნების მოსავლიანობის და პლასტმასის სიბლანტის განვითარებაზე, ვიდრე HEMC25 და საბოლოო სიბლანტის მისაღწევად საჭირო დრო ასევე უფრო გრძელია.

4.2 HEMC შემცველობის ეფექტი ცემენტის ნაღმტყორცნების მოსავლიან სტრესზე

ტესტის დროს ნაღმტყორცნების მოსავლიან სტრესზე მოქმედი ფაქტორებია: ნაღმტყორცნების დაშლა და სისხლდენა, სტრუქტურის დაზიანება მორევით, დამატენიანებელი პროდუქტების წარმოქმნა, ნაღმტყორცნების თავისუფალი ტენიანობის შემცირება და ცელულოზის ეთერის შემნელებელი ეფექტი. ცელულოზის ეთერის შემაფერხებელი ეფექტისთვის უფრო საყოველთაოდ მიღებული შეხედულებაა მისი ახსნა დანამატების ადსორბციით.

ჩანს, რომ როდესაც HEMC40 ემატება და მისი შემცველობა 0,3%-ზე ნაკლებია, ნაღმტყორცნების გამომუშავების ძაბვა თანდათან მცირდება HEMC40 შემცველობის მატებასთან ერთად; როდესაც HEMC40-ის შემცველობა 0,3%-ზე მეტია, ნაღმტყორცნების გამოყოფის ძაბვა თანდათან იზრდება. ცელულოზის ეთერის გარეშე ნაღმტყორცნების სისხლდენისა და დელამინაციის გამო, აგრეგატებს შორის არ არის საკმარისი ცემენტის პასტა შეზეთვისთვის, რაც იწვევს მოსავლიანობის მატებას და გაძნელებას. ცელულოზის ეთერის სათანადო დამატებამ შეიძლება ეფექტურად გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების დაშლის ფენომენი, ხოლო შემოტანილი ჰაერის ბუშტები უდრის პაწაწინა „ბურთებს“, რამაც შეიძლება შეამციროს ნაღმტყორცნების გამოყოფის სტრესი და გააადვილოს გადინება. ცელულოზის ეთერის შემცველობის მატებასთან ერთად თანდათან იზრდება მისი ფიქსირებული ტენიანობაც. როდესაც ცელულოზის ეთერის შემცველობა გარკვეულ მნიშვნელობას აღემატება, თავისუფალი ტენიანობის შემცირების გავლენა წამყვან როლს იწყებს და ნაღმტყორცნების მოსავლიანობა თანდათან იზრდება.

როდესაც HEMC40-ის რაოდენობა 0,3%-ზე ნაკლებია, ნაღმტყორცნების გამომუშავების ძაბვა თანდათან მცირდება 0-120 წთ-ის განმავლობაში, რაც ძირითადად დაკავშირებულია ნაღმტყორცნების მზარდ სერიოზულ დაშლასთან, რადგან არსებობს გარკვეული მანძილი პირსა და ძირს შორის. ინსტრუმენტი და აგრეგატი ძირში ჩაძირვის შემდეგ, ზედა წინააღმდეგობა მცირდება; როდესაც HEMC40 შემცველობა არის 0.3%, ნაღმტყორცნები ძნელად იშლება, ცელულოზის ეთერის ადსორბცია შეზღუდულია, ჰიდრატაცია დომინანტურია და მოსავლიანობის სტრესს აქვს გარკვეული მატება; HEMC40 შემცველობა არის როდესაც ცელულოზის ეთერის შემცველობა არის 0,5%-0,7%, ცელულოზის ეთერის ადსორბცია თანდათან იზრდება, ჰიდრატაციის სიჩქარე მცირდება და ნაღმტყორცნების მოსავლიანობის სტრესის განვითარების ტენდენცია იწყებს ცვლილებას; ზედაპირზე, ჰიდრატაციის სიჩქარე უფრო დაბალია და ნაღმტყორცნების მოსავლიანობა დროთა განმავლობაში მცირდება.

4.3 HEMC შემცველობის ეფექტი ცემენტის ნაღმტყორცნების პლასტმასის სიბლანტეზე

ჩანს, რომ HEMC40 დამატების შემდეგ ნაღმტყორცნების პლასტიკური სიბლანტე თანდათან იზრდება HEMC40 შემცველობის მატებასთან ერთად. ეს იმიტომ ხდება, რომ ცელულოზის ეთერს აქვს გასქელება, რამაც შეიძლება გაზარდოს სითხის სიბლანტე და რაც უფრო დიდია დოზა, მით მეტია ნაღმტყორცნების სიბლანტე. მიზეზი, რის გამოც ნაღმტყორცნების პლასტიკური სიბლანტე მცირდება 0,1% HEMC40-ის დამატების შემდეგ, ასევე განპირობებულია ჰაერის ბუშტების შეყვანის „ბურთის“ ეფექტით, სისხლდენის და ნაღმტყორცნების დაშლის შემცირებით.

ჩვეულებრივი ნაღმტყორცნების პლასტიკური სიბლანტე ცელულოზის ეთერის დამატების გარეშე თანდათან მცირდება დროთა განმავლობაში, რაც ასევე დაკავშირებულია ნაღმტყორცნების ფენით გამოწვეულ ზედა ნაწილის ქვედა სიმკვრივესთან; როდესაც HEMC40-ის შემცველობა არის 0,1%-0,5%, ნაღმტყორცნების სტრუქტურა შედარებით ერთგვაროვანია, ხოლო ნაღმტყორცნების სტრუქტურა შედარებით ერთგვაროვანია 30 წუთის შემდეგ. პლასტიკური სიბლანტე დიდად არ იცვლება. ამ დროს იგი ძირითადად ასახავს თავად ცელულოზის ეთერის სიბლანტის ეფექტს; მას შემდეგ, რაც HEMC40-ის შემცველობა 0,7%-ზე მეტია, ნაღმტყორცნების პლასტიკური სიბლანტე თანდათან იზრდება დროის მატებასთან ერთად, რადგან ნაღმტყორცნების სიბლანტე ასევე დაკავშირებულია ცელულოზის ეთერის სიბლანტესთან. ცელულოზის ეთერის ხსნარის სიბლანტე თანდათან იზრდება შერევის დაწყებიდან გარკვეული პერიოდის განმავლობაში. რაც უფრო დიდია დოზა, მით უფრო მნიშვნელოვანი ეფექტი იზრდება დროთა განმავლობაში.

V. დასკვნა

ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა HEMC-ის სიბლანტის ცვლილება, შეცვლილია თუ არა, და დოზის ცვლილება მნიშვნელოვნად იმოქმედებს ნაღმტყორცნების რეოლოგიურ თვისებებზე, რაც შეიძლება აისახოს მოსავლიანობის სტრესის და პლასტიკური სიბლანტის ორი პარამეტრით.

შეუცვლელი HEMC-ისთვის, რაც უფრო დიდია სიბლანტე, მით უფრო დაბალია ნაღმტყორცნების გამოყოფის სტრესი და პლასტიკური სიბლანტე 0-120 წუთის განმავლობაში; მოდიფიცირებული HEMC-ის სიბლანტის ცვლილების გავლენა ნაღმტყორცნების რეოლოგიურ თვისებებზე უფრო სუსტია, ვიდრე არამოდიფიცირებული HEMC; არ აქვს მნიშვნელობა მოდიფიკაცია მუდმივია თუ არა, რაც უფრო დიდია HEMC-ის სიბლანტე, მით უფრო მნიშვნელოვანი იქნება შეფერხების ეფექტი ნაღმტყორცნების გამოყოფის სტრესისა და პლასტიკური სიბლანტის განვითარებაზე.

40000 mPa·s სიბლანტის მქონე HEMC40-ის დამატებისას და მისი შემცველობა 0,3%-ზე მეტია, ნაღმტყორცნების გამოყოფის ძაბვა თანდათან იზრდება; როდესაც შიგთავსი აჭარბებს 0,9%-ს, ნაღმტყორცნების მოსავლიანობა დროთა განმავლობაში იწყებს თანდათან კლების ტენდენციას; პლასტიკური სიბლანტე იზრდება HEMC40 შემცველობის მატებასთან ერთად. როდესაც შემცველობა 0,7%-ზე მეტია, ნაღმტყორცნების პლასტიკური სიბლანტე დროთა განმავლობაში თანდათან იზრდება.