Өздігінен тегістейтін ерітіндідегі целлюлоза эфирі

әсерлерігидроксипропилметилцеллюлоза эфиріӨздігінен тегістейтін ерітіндінің сұйықтығы, суды ұстауы және жабысу беріктігі зерттелді. Нәтижелер HPMC өздігінен тегістейтін ерітіндінің суды ұстап тұруын тиімді түрде жақсарта алатынын және ерітіндінің консистенциясын төмендететінін көрсетеді. HPMC енгізу ерітіндінің қосылу беріктігін жақсарта алады, бірақ қысу күші, иілу күші және өтімділік төмендейді. Үлгілерде SEM контрастты сынағы жүргізілді және HPMC-тің баяулататын әсеріне, суды ұстау әсеріне және ерітіндінің беріктігіне әсері цементтің 3 және 28 күндік гидратация курсынан әрі қарай түсіндірілді.

Негізгі сөздер:өздігінен тегістейтін ерітінді; целлюлоза эфирі; Сұйықтық; Суды ұстау

0. Кіріспе

Өздігінен тегістейтін ерітінді өз салмағына сүйеніп, басқа материалдарды төсеу немесе байланыстыру үшін субстратта тегіс, тегіс және берік іргетас құруы мүмкін және жоғары тиімді құрылыстың үлкен аумағын жүзеге асыра алады, сондықтан жоғары өтімділік өздігінен тегістейтін ерітіндінің өте маңызды ерекшелігі; Әсіресе үлкен көлемді, күшейтілген тығыз немесе саңылау 10 мм-ден аз толтыру немесе төсеу материалын күшейту. Жақсы өтімділіктен басқа, өздігінен тегістелетін ерітіндіде белгілі бір суды ұстап тұру және байланыс беріктігі болуы керек, қан кетудің бөліну құбылысы болмауы керек және адиабаталық және төмен температураның көтерілу сипаттамаларына ие болуы керек.

Әдетте, өздігінен тегістейтін ерітінді жақсы сұйықтықты қажет етеді, бірақ цемент ерітіндісінің нақты өтімділігі әдетте тек 10 ~ 12 см құрайды. Өздігінен тегістейтін ерітінді өздігінен нығыздалуы мүмкін және бастапқы қату уақыты ұзақ, ал соңғы орнату уақыты қысқа. Целлюлоза эфирі дайын ерітіндінің негізгі қоспаларының бірі болып табылады, қосылған мөлшері өте аз болғанымен, ерітіндінің өнімділігін айтарлықтай жақсарта алады, ол ерітіндінің консистенциясын, жұмыс өнімділігін, байланыстыру өнімділігін және суды ұстауды жақсарта алады, бар дайын ерітінді саласында өте маңызды рөл атқарады.

1. Шикізат және зерттеу әдістері

1.1 Шикізат

(1) Қарапайым P·O 42,5 маркалы цемент.

(2) Құм материалы: Сямэнь шайылған теңіз құмы, бөлшектердің мөлшері 0,3 ~ 0,6 мм, судың мөлшері 1% ~ 2%, жасанды кептіру.

(3) Целлюлоза эфирі: гидроксипропилметилцеллюлоза эфирі тұтқырлығы 300мпа·с сәйкесінше метокси және гидроксипропилмен ауыстырылған гидроксил өнімі болып табылады. Қазіргі уақытта қолданылатын целлюлоза эфирінің көпшілігі гидроксипропилметилцеллюлоза эфирі және гидроксиэтилметилцеллюлоза эфирі.

(4) суперпластификатор: поликарбон қышқылының суперпластификаторы.

(5) Қайта таралатын латекс ұнтағы: Henan Tiansheng Chemical Co., Ltd шығарған HW5115 сериясы - VAC/VeoVa арқылы сополимерленген қайта таралатын латекс ұнтағы.

1.2 Сынақ әдістері

Сынақ JC/T 985-2005 «Жер бетінде қолдануға арналған цемент негізіндегі өздігінен тегістейтін ерітінді» салалық стандартына сәйкес жүргізілді. Қату уақыты JC/T 727 цемент пастасының стандартты консистенциясына және қату уақытына сілтеме жасау арқылы анықталды. Өздігінен тегістейтін ерітінді үлгісін қалыптастыру, иілу және қысу күші сынағы GB/T 17671-ге сілтеме жасайды. Байланыс беріктігін сынау әдісі: 80 мм x 80 мм x 20 мм ерітінді сынақ блогы алдын ала дайындалған және оның жасы 28 күннен асқан. Беті кедір-бұдырланады, ал бетіндегі қаныққан су 10 минут суланғаннан кейін сүртіледі. Сынақ ерітіндісі 40ммх40ммх10мм өлшемдегі жылтыратылған бетке құйылады. Байланыстың беріктігі жобалық жаста тексеріледі.

Шламдағы цементтелген материалдардың морфологиясын талдау үшін сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM) пайдаланылды. Зерттеуде барлық ұнтақты материалдарды араластыру әдісі: біріншіден, әрбір компоненттің ұнтақ материалдарын біркелкі араластырады, содан кейін біркелкі араластыру үшін ұсынылған суға қосады. Целлюлоза эфирінің өздігінен тегістелетін ерітіндіге әсері беріктік, суды ұстау, сұйықтық және SEM микроскопиялық сынақтары арқылы талданды.

2. Нәтижелер мен талдаулар

2.1 Ұтқырлық

Целлюлоза эфирі судың сақталуына, консистенциясы мен өздігінен тегістелетін ерітіндінің құрылыс өнімділігіне маңызды әсер етеді. Әсіресе, өздігінен тегістелетін ерітінді ретінде, өтімділік өздігінен тегістелетін ерітіндінің өнімділігін бағалаудың негізгі көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Ерітіндінің қалыпты құрамын қамтамасыз ету негізінде ерітіндінің сұйықтығын целлюлоза эфирінің құрамын өзгерту арқылы реттеуге болады.

Целлюлоза эфирінің мөлшерінің жоғарылауымен. Ерітіндінің сұйықтығы біртіндеп төмендейді. Мөлшері 0,06% болғанда ерітіндінің өтімділігі 8%-дан астам төмендейді, ал дозасы 0,08% болғанда, сұйықтығы 13,5%-дан астам төмендейді. Сонымен қатар, жастың ұзаруымен жоғары доза целлюлоза эфирінің мөлшерін белгілі бір диапазонда бақылау қажет екенін көрсетеді, тым жоғары доза ерітіндінің сұйықтығына теріс әсер етеді. Ерітіндідегі су мен цемент құм аралығын толтыру үшін таза суспензияны құрайды және майлау рөлін атқару үшін құмды орап, ерітіндінің белгілі бір сұйықтығына ие болады. Целлюлоза эфирін енгізу кезінде жүйедегі бос судың мөлшері салыстырмалы түрде азаяды, ал құмның сыртқы қабырғасындағы жабын қабаты азаяды, осылайша ерітіндінің ағыны азаяды. Жоғары өтімділігі бар өздігінен тегістелетін ерітіндіні талап ететіндіктен, целлюлоза эфирінің мөлшерін ақылға қонымды диапазонда бақылау керек.

2.2 Суды ұстау

Ерітіндідегі суды ұстау жаңадан араласқан цемент ерітіндісіндегі компоненттердің тұрақтылығын өлшеудің маңызды көрсеткіші болып табылады. Целлюлоза эфирінің тиісті мөлшерін қосу ерітіндінің суды ұстауын жақсартады. Цементтейтін материалдың гидратация реакциясын толық орындау үшін целлюлоза эфирінің қолайлы мөлшері цементтейтін материалдың гидратация реакциясын толығымен жүзеге асыру үшін ерітіндідегі суды ұзақ уақыт сақтай алады.

Целлюлоза эфирін суды сақтайтын агент ретінде пайдалануға болады, өйткені гидроксил және эфир байланыстарындағы оттегі атомдары сутегі байланыстарын құру үшін су молекулаларымен байланысып, бос суды біріктірілген суға айналдырады. Целлюлоза эфирінің құрамы мен ерітіндінің суды ұстау жылдамдығы арасындағы байланыстан, ерітіндінің су ұстау жылдамдығының целлюлоза эфирінің мөлшерінің жоғарылауымен жоғарылайтынын көруге болады. Целлюлоза эфирінің суды сақтайтын әсері субстраттың тым көп және тым жылдам суды сіңіруіне жол бермейді және судың булануын болдырмайды, осылайша суспензия ортасы цементті ылғалдандыру үшін жеткілікті сумен қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, целлюлоза эфирінің мөлшерінен басқа оның тұтқырлығы (молекулалық массасы) ерітіндінің суын ұстауға көбірек әсер ететінін, тұтқырлық неғұрлым көп болса, суды жақсы ұстайтынын көрсететін зерттеулер бар. Тұтқырлығы 400 МПа·С целлюлоза эфирі әдетте өздігінен тегістелетін ерітінді үшін қолданылады, ол ерітіндінің нивелирлік көрсеткіштерін жақсартуға және ерітіндінің ықшамдылығын жақсартуға мүмкіндік береді. Тұтқырлық 40000 МПа·С асатын кезде, суды ұстап тұру өнімділігі айтарлықтай жақсармайды және ол өздігінен тегістелетін ерітіндіге жарамайды.

Бұл зерттеуде целлюлоза эфирі бар ерітіндінің және целлюлоза эфирі жоқ ерітіндінің үлгілері алынды. Үлгілердің бір бөлігі 3d жас үлгілері болды, ал 3d жас үлгілерінің басқа бөлігі 28d бойы стандартты емделді, содан кейін үлгілердегі цемент гидратация өнімдерінің қалыптасуы SEM арқылы сыналды.

3 жаста ерітінді үлгісінің бос үлгісіндегі цементтің гидратация өнімдері целлюлоза эфирі бар үлгідегіден көп, ал 28 жаста целлюлоза эфирі бар үлгідегі гидратация өнімдері бос үлгідегіден әлдеқайда көп. Судың ерте гидратациялануы кешіктіріледі, себебі бастапқы кезеңде цемент бөлшектерінің бетінде целлюлоза эфирінен түзілген күрделі пленка қабаты бар. Дегенмен, жастың ұзаруымен ылғалдандыру процесі баяу жүреді. Бұл кезде суспензияда целлюлоза эфирінің суды ұстап тұруы гидратация реакциясының сұранысын қанағаттандыру үшін суспензияда жеткілікті судың болуын қамтамасыз етеді, бұл гидратация реакциясының толық жүруіне қолайлы. Сондықтан, кейінгі кезеңде суспензияда көбірек ылғалдандыратын өнімдер бар. Салыстырмалы түрде айтатын болсақ, бос үлгіде ерте цемент реакциясы қажет суды қанағаттандыра алатын бос су көбірек. Дегенмен, гидратация процесінің прогрессімен үлгідегі судың бір бөлігі ерте гидратация реакциясымен жұмсалады, ал қалған бөлігі булану арқылы жоғалады, нәтижесінде кейінгі суспензияда су жеткіліксіз болады. Сондықтан бос үлгідегі 3D гидратация өнімдері салыстырмалы түрде көп. Гидратация өнімдерінің мөлшері целлюлоза эфирі бар үлгідегі гидратация өнімдерінің мөлшерінен әлдеқайда аз. Сондықтан, гидратация өнімдері тұрғысынан, ерітіндіге целлюлоза эфирінің тиісті мөлшерін қосу суспензияның суды ұстауын шынымен жақсарта алатыны тағы да түсіндіріледі.

2.3 Уақытты орнату

Целлюлоза эфирі целлюлоза эфирінің құрамының жоғарылауымен ерітіндіге белгілі бір баяулататын әсер етеді. Содан кейін ерітіндінің қату уақыты ұзарады. Целлюлоза эфирінің баяулататын әсері оның құрылымдық ерекшеліктеріне тікелей байланысты. Целлюлоза эфирі сусыздандырылған глюкоза сақина құрылымына ие, ол цемент гидратациясының ерітіндісіндегі кальций иондарымен қант кальцийінің молекулалық кешені қақпасын құра алады, цемент гидратациясының индукциялық кезеңінде кальций иондарының концентрациясын төмендетеді, Ca (OH) 2 және кальций тұзының түзілуін және тұнбасын болдырмайды. цементтің гидратация процесін кешіктіру үшін кристалдар. Целлюлоза эфирінің цемент суспензиясына баяулататын әсері негізінен алкилді алмастыру дәрежесіне байланысты және оның молекулалық массасына аз тәуелді. Алкилдің орын басу дәрежесі неғұрлым аз болса, соғұрлым гидроксил мөлшері көп болса, соғұрлым баяулау әсері айқынырақ болады. L. Semitz және т.б. целлюлоза эфирінің молекулалары негізінен C — S — H және Ca(OH)2 сияқты гидратация өнімдерінде адсорбцияланады, ал клинкердің бастапқы минералдарында сирек адсорбцияланады деп есептеді. Цемент гидратациясының SEM талдауымен бірге целлюлоза эфирінің белгілі бір баяулататын әсері бар екені анықталды, ал целлюлоза эфирі неғұрлым көп болса, күрделі қабықша қабатының цементтің ерте гидратациясына баяулататын әсері соғұрлым айқынырақ болады, сондықтан баяулататын әсері айқынырақ.

2.4 Иілуге ​​және қысуға төзімділік

Жалпы, беріктік цемент негізіндегі цементті материалдардың қоспаларды емдеу әсерін бағалаудың маңызды көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Ағынның жоғары өнімділігінен басқа, өздігінен тегістелетін ерітінді де белгілі бір қысу және иілу беріктігіне ие болуы керек. Бұл зерттеуде целлюлоза эфирімен араласқан дайын ерітіндінің 7 және 28 күндік қысу және иілу беріктігі сыналған.

Целлюлоза эфирі мөлшерінің жоғарылауымен ерітіндінің қысу күші мен иілу беріктігі әртүрлі амплитудада азаяды, мазмұны аз, беріктікке әсері айқын емес, бірақ 0,02% -дан жоғары болса, беріктік жоғалту жылдамдығының өсуі айқынырақ болады. , сондықтан, ерітінді суды ұстауды жақсарту үшін целлюлоза эфирін қолдануда, сонымен қатар беріктіктің өзгеруін ескеріңіз.

Ерітіндінің қысу және иілу беріктігінің төмендеуінің себептері. Оны келесі аспектілерден талдауға болады. Біріншіден, зерттеуде ерте беріктік пен тез қататын цемент пайдаланылмады. Құрғақ ерітіндіні сумен араластырған кезде цемент бөлшектерінің бетіне целлюлоза эфирінің резеңке ұнтағының кейбір бөлшектері алдымен адсорбцияланып, латексті пленка пайда болды, бұл цементтің ылғалдануын кешіктірді және ерітінді матрицасының ерте беріктігін төмендетті. Екіншіден, орнында өздігінен тегістейтін ерітіндіні дайындаудың жұмыс ортасын имитациялау үшін зерттеудегі барлық үлгілер дайындау және қалыптау процесінде дірілге ұшырамады және өздігінен салмақты нивелирлеуге сүйенді. Ерітіндідегі целлюлоза эфирінің күшті суды ұстау қасиетіне байланысты, ерітіндінің қатаюынан кейін матрицада көп мөлшерде кеуектер қалды. Ерітіндідегі кеуектіліктің жоғарылауы да ерітіндінің қысу және иілу беріктігінің төмендеуінің маңызды себебі болып табылады. Сонымен қатар, ерітіндіге целлюлоза эфирін қосқаннан кейін ерітіндінің кеуектерінде иілгіш полимердің мөлшері артады. Матрицаны басқан кезде иілгіш полимердің қатты тірек рөлін атқаруы қиынға соғады, бұл да белгілі бір дәрежеде матрицаның беріктік көрсеткіштеріне әсер етеді.

2.5 Байланыс күші

Целлюлоза эфирі ерітіндінің байланыстыру қасиетіне үлкен әсер етеді және өздігінен тегістелетін ерітіндіні зерттеуде және дайындауда кеңінен қолданылады.

Целлюлоза эфирінің мөлшері 0,02% және 0,10% аралығында болғанда, ерітіндінің байланыс беріктігі анық жақсарады, ал 28 күндегі байланыс беріктігі 7 күндікке қарағанда әлдеқайда жоғары. Целлюлоза эфирі цемент гидратациясының бөлшектері мен сұйық фазалық жүйе арасында жабық полимерлі қабықша түзеді, ол цемент бөлшектерінің сыртында полимерлі қабықшадағы судың көбірек болуына ықпал етеді, бұл пастаның байланыс беріктігін жақсарту үшін цементтің толық гидратациясына ықпал етеді. қатайғаннан кейін. Сонымен қатар, целлюлоза эфирінің тиісті мөлшері ерітіндінің икемділігі мен икемділігін арттырады, ерітінді мен субстрат арасындағы өтпелі аймақтың қаттылығын төмендетеді, интерфейс арасындағы сырғанау кернеуін азайтады және ерітінді мен субстрат арасындағы байланыстыру әсерін күшейтеді. белгілі бір дәреже. Цемент суспензиясында целлюлоза эфирінің болуына байланысты ерітінді бөлшектері мен гидратация өнімдері арасында арнайы фазааралық өтпелі аймақ пен фазааралық қабат түзіледі. Бұл фазааралық қабат аралық өтпелі аймақты икемді және азырақ қатты етеді, осылайша ерітіндінің берік жабысу күші болады.

3. Қорытынды және талқылау

Целлюлоза эфирі өздігінен тегістелетін ерітіндінің суды ұстауын жақсарта алады. Целлюлоза эфирі мөлшерінің ұлғаюымен ерітіндінің суды ұстауы бірте-бірте күшейеді, ал ерітіндінің сұйықтығы мен қату уақыты белгілі бір дәрежеде азаяды. Суды тым жоғары ұстау қатайтылған суспензияның кеуектілігін арттырады, бұл шыңдалған ерітіндінің қысу және иілу беріктігін айқын жоғалтуы мүмкін. Зерттеуде доза 0,02% және 0,04% аралығында болған кезде күш айтарлықтай төмендеді, ал целлюлоза эфирінің мөлшері неғұрлым көп болса, соғұрлым баяулау әсері айқынырақ болады. Сондықтан, целлюлоза эфирін пайдаланған кезде, сонымен қатар, өздігінен тегістелетін ерітіндінің механикалық қасиеттерін, мөлшерлеуді ақылға қонымды таңдауды және оның және басқа химиялық материалдар арасындағы синергетикалық әсерді жан-жақты қарастыру қажет.

Целлюлоза эфирін қолдану цемент суспензиясының сығымдалу беріктігін және иілу беріктігін төмендетеді және ерітіндінің байланыс беріктігін жақсартады. Негізінен микро өнімдері мен құрылымының өзгеруіне байланысты беріктіктің өзгеру себептерін талдау, бір жағынан цемент бөлшектерінің бетіне алғаш рет адсорбцияланған целлюлоза эфирі резеңке ұнтағы бөлшектері, латексті қабықшаның түзілуі, гидратацияның кешігуі. суспензияның ерте беріктігін жоғалтуға әкелетін цемент; Екінші жағынан, пленка түзу әсері мен суды ұстап тұру әсерінің арқасында ол цементтің толық ылғалдануына және байланыс беріктігін жақсартуға ықпал етеді. Автордың пайымдауынша, бұл екі түрдегі беріктік өзгерістері негізінен орнату мерзімі шегінде болады және бұл шектің алға жылжуы мен кешігуі екі түрлі күштің шамасын тудыратын сыни нүкте болуы мүмкін. Бұл маңызды нүктені неғұрлым тереңірек және жүйелі түрде зерттеу суспензиядағы цементтелген материалдың гидратация процесін жақсырақ реттеуге және талдауға қолайлы болады. Ерітіндінің өнімділігін жақсарту үшін ерітіндінің механикалық қасиеттерінің сұранысына сәйкес целлюлоза эфирінің мөлшерін және қатаю уақытын реттеу пайдалы.