Қожды құм ерітіндісінде целлюлоза эфирі

P пайдалану·Цементтік материал ретінде II 52,5 маркалы цемент және ұсақ толтырғыш ретінде болат шлак құмы, жоғары өтімділігі мен беріктігі жоғары болат қож құмы суды азайтатын, латекс ұнтағы және көбік кетіретін арнайы ерітінді сияқты химиялық қоспаларды қосу арқылы дайындалады және екі түрлі әсер етеді. тұтқырлығы (2000мПа·с және 6000мПа·с) гидроксипропилметилцеллюлоза эфирінің (ГПМК) суды ұстауы, сұйықтығы және беріктігі бойынша зерттелді. Нәтижелер мынаны көрсетеді: (1) HPMC2000 және HPMC6000 екеуі де жаңа араласқан ерітіндінің суды ұстау жылдамдығын айтарлықтай арттыра алады және оның суды ұстау жұмысын жақсарта алады; (2) Целлюлоза эфирінің мөлшері төмен болған кезде ерітіндінің сұйықтығына әсері айқын болмайды. Ол 0,25% немесе одан жоғары көтерілгенде, ерітіндінің сұйықтығына белгілі бір нашарлау әсерін тигізеді, оның ішінде HPMC6000 нашарлау әсері айқынырақ болады; (3) целлюлоза эфирін қосу ерітіндінің 28 күндік қысу беріктігіне айқын әсер етпейді, бірақ HPMC2000 қосу дұрыс емес уақыт, ол әртүрлі жастағы иілу беріктігіне анық қолайсыз және сонымен бірге айтарлықтай төмендетеді. ерітіндінің ерте (3 күн және 7 күн) сығуға беріктігі; (4) HPMC6000 қосу әртүрлі жастағы иілу беріктігіне белгілі бір әсер етеді, бірақ төмендеу HPMC2000-ге қарағанда айтарлықтай төмен болды. Бұл жұмыста болат қожды құмды арнайы ерітіндіні дайындағанда жоғары өтімділігі, суды ұстау жылдамдығы жоғары және беріктігі жоғары HPMC6000 таңдалуы керек және дозасы 0,20% аспауы керек деп қарастырылады.

Негізгі сөздер:болат шлак құм; целлюлоза эфирі; тұтқырлық; жұмыс өнімділігі; күш

кіріспе

Болат шлактары болат өндірісінің жанама өнімі болып табылады. Шойын-болат өнеркәсібінің дамуымен жыл сайынғы болат қожының төгілуі соңғы жылдары шамамен 100 миллион тоннаға артты, ал ресурстарды уақтылы пайдаланбау салдарынан қор жинау мәселесі өте ауыр. Сондықтан ғылыми және тиімді әдістер арқылы ресурстарды пайдалану және болат шлактарын кәдеге жарату назардан тыс қалмайтын мәселе болып табылады. Болат шлактары жоғары тығыздық, қатты құрылым және жоғары сығылуға төзімділік сипаттамаларына ие және цемент ерітіндісінде немесе бетонда табиғи құмды алмастырғыш ретінде пайдаланылуы мүмкін. Болат шлактары да белгілі бір реактивтілікке ие. Болат шлактары белгілі бір ұсақтық ұнтағына (болат шлак ұнтағы) ұнтақталған. Бетонға араластырылғаннан кейін ол пуццоландық әсер көрсете алады, бұл суспензияның беріктігін арттыруға және бетон толтырғышы мен суспензия арасындағы интерфейстік өтуді жақсартуға көмектеседі. ауданы, осылайша бетонның беріктігін арттырады. Дегенмен, ешқандай шарасыз ағызылатын болат қожы, оның ішкі бос кальций оксиді, бос магний оксиді және RO фазасы болат қожының нашар көлемдік тұрақтылығын тудыратынына назар аудару керек, бұл болат қожын дөрекі және дөрекі ретінде пайдалануды айтарлықтай шектейді. ұсақ агрегаттар. Цемент ерітіндісінде немесе бетонда қолдану. Ван Южи және т.б. болат қожын өңдеудің әртүрлі процестерін қорытындылады және ыстық толтыру әдісімен өңделген болат қожының жақсы тұрақтылыққа ие екенін және оның цементбетондағы кеңею проблемасын жоя алатынын анықтады, ал ыстық тығынды өңдеу процесі шын мәнінде Шанхайдағы №3 темір-болат зауытында жүзеге асырылды. бірінші рет. Тұрақтылық мәселесінен басқа, болат шлак толтырғыштары сонымен қатар дөрекі кеуектер, көп бұрышты және бетінде аз мөлшерде ылғалдандыру өнімдерінің сипаттамаларына ие. Ерітінді және бетонды дайындау үшін толтырғыш ретінде пайдаланған кезде олардың жұмыс өнімділігі жиі әсер етеді. Қазіргі уақытта көлемдік тұрақтылықты қамтамасыз ету жағдайында арнайы ерітінді дайындау үшін болат қожын ұсақ толтырғыш ретінде пайдалану болат қожының ресурстарын пайдаланудың маңызды бағыты болып табылады. Зерттеу нәтижесінде болат қожды құм ерітіндісіне су редукторын, латекс ұнтағын, целлюлоза эфирін, ауа сіңіргіш агентті және көбік кетіргішті қосу қоспаның өнімділігін және қажет болған жағдайда болат шлакты құм ерітіндісінің қатайтылған өнімділігін жақсартуға болатынын көрсетті. Автор латекс ұнтағын және басқа қоспаларды қосу шараларын болат қожды құмды жоғары беріктікті жөндеу ерітіндісін дайындау үшін қолданған. Ерітінді өндіруде және қолдануда целлюлоза эфирі ең көп таралған химиялық қоспа болып табылады. Ерітіндіде ең жиі қолданылатын целлюлоза эфирлері гидроксипропилметилцеллюлоза эфирі (HPMC) және гидроксиэтилметилцеллюлоза эфирі (HEMC). ) Күте тұрыңыз. Целлюлоза эфирі ерітіндінің жұмыс өнімділігін едәуір дәрежеде жақсарта алады, мысалы, ерітіндіні қоюландыру арқылы суды тамаша ұстауды қамтамасыз етеді, бірақ целлюлоза эфирін қосу сонымен қатар ерітіндінің сұйықтығына, ауа құрамына, қату уақытына және қатаюына әсер етеді. Әртүрлі қасиеттер.

Болат қожды құм ерітіндісін әзірлеу мен қолдануды жақсырақ бағыттау үшін болат қожды құм ерітіндісі бойынша алдыңғы зерттеу жұмыстарының негізінде бұл қағаз тұтқырлықтың екі түрін (2000 мПа) пайдаланады.·с және 6000мПа·s) гидроксипропилметилцеллюлоза эфирі (ГПМК) болат қожды құм жоғары берік ерітіндінің жұмыс өнімділігіне (сұйықтық пен суды ұстап тұру) және қысу және иілу беріктігіне әсері бойынша тәжірибелік зерттеулер жүргізу.

1. Эксперименттік бөлім

1.1 Шикізат

Цемент: Онода П·II 52,5 маркалы цемент.

Болат шлак құмы: Shanghai Baosteel шығарған конвертерлі болат шлак ыстық толтыру процесі арқылы өңделеді, массалық тығыздығы 1910 кг / м.³, орташа құмға жатады және жұқалық модулі 2,3.

Су редукторы: Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd. шығарған поликарбоксилат су редукторы (PC), ұнтақ түрінде.

Латекс ұнтағы: Wacker Chemicals (Қытай) Co., Ltd ұсынған 5010N үлгісі.

Көбікті кетіргіш: German Mingling Chemical Group ұсынған өнім коды P803, ұнтақ, тығыздығы 340 кг/м³, сұр шкала 34% (800°C), рН мәні 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, су).

Целлюлоза эфирі: гидроксипропилметилцеллюлоза эфирі қамтамасыз етедіKima Chemical Co., Ltd., тұтқырлығы 2000мПа болатын·s HPMC2000 деп белгіленген, ал тұтқырлығы 6000мПа·s HPMC6000 ретінде белгіленген.

Аралас су: ағын су.

1.2 Эксперименттік қатынас

Сынақтың бастапқы кезеңінде дайындалған болат шлак-құмды ерітіндінің цемент-құм қатынасы 1:3 (массалық қатынас), су-цемент қатынасы 0,50 (массалық қатынас), поликарбоксилді суперпластификатордың дозасы 0,25% құрады. (цемент массасының пайызы, төменде бірдей. ), латекс ұнтағының мөлшері 2,0%, көбік кетіргіштің мөлшері 0,08%. Салыстырмалы эксперименттер үшін HPMC2000 және HPMC6000 екі целлюлоза эфирінің дозалары тиісінше 0,15%, 0,20%, 0,25% және 0,30% болды.

1.3 Тест әдісі

Ерітіндінің сұйықтығын сынау әдісі: GB/T 17671-1999 «Цемент ерітіндісінің беріктігін сынау (ISO әдісі)» сәйкес ерітіндіні дайындаңыз, GB/T2419-2005 «Цемент ерітіндісінің сұйықтығын тексеру әдісі» стандартындағы сынақ пішінін пайдаланыңыз және араластырыңыз Жақсы ерітіндіні құйыңыз. тез сыналатын қалыпқа салып, артық ерітіндіні қырғышпен сүртіңіз, сыналатын қалыпты тігінен жоғары көтеріңіз, ал ерітінді ағып кетпегенде, ерітіндінің таралу аймағының максималды диаметрін және тік бағытта диаметрін өлшеңіз, және орташа мәнді алыңыз, нәтиже 5 мм-ге дейін дәл.

Ерітіндінің суды ұстау жылдамдығын сынау JGJ/T 70-2009 «Құрылыс ерітіндісінің негізгі қасиеттерін сынау әдістері» көрсетілген әдіске сәйкес жүргізіледі.

Ерітіндінің қысу және иілу беріктігін сынау GB/T 17671-1999 көрсетілген әдіске сәйкес жүзеге асырылады және сынақ жасы сәйкесінше 3 күн, 7 күн және 28 күн.

2. Нәтижелер және талқылау

2.1 Целлюлоза эфирінің болат қожды құм ерітіндісінің жұмыс көрсеткіштеріне әсері

Целлюлоза эфирінің әртүрлі құрамының болат шлакты құм ерітіндісінің суды ұстауына әсерінен HPMC2000 немесе HPMC6000 қосу жаңадан араласқан ерітіндінің суды ұстауын айтарлықтай жақсарта алатынын көруге болады. Целлюлоза эфирі мөлшерінің жоғарылауымен ерітіндінің суды ұстау жылдамдығы айтарлықтай өсті, содан кейін тұрақты болып қалды. Олардың ішінде целлюлоза эфирінің мөлшері небәрі 0,15% болғанда, ерітіндінің суды ұстау жылдамдығы қоспасыз салыстырғанда 10%-ға жуық артып, 96%-ға жетеді; мазмұны 0,30%-ға дейін ұлғайтылған кезде ерітіндінің суды ұстау жылдамдығы 98,5%-ға жетеді. Целлюлоза эфирін қосу ерітіндінің суды ұстауын айтарлықтай жақсарта алатынын көруге болады.

Целлюлоза эфирінің әртүрлі мөлшерлерінің болат қожды құм ерітіндісінің сұйықтығына әсерінен целлюлоза эфирінің дозасы 0,15% және 0,20% болғанда, ерітіндінің сұйықтығына айқын әсер етпейтінін көруге болады; доза 0,25% немесе одан жоғары көтерілгенде, өтімділікке көбірек әсер етеді, бірақ өтімділікті әлі де 260 мм және одан жоғары деңгейде ұстауға болады; HPMC2000-мен салыстырғанда екі целлюлоза эфирі бірдей мөлшерде болғанда, HPMC6000 ерітіндісінің сұйықтығына кері әсері айқынырақ болады.

Гидроксипропилметилцеллюлоза эфирі суды жақсы ұстайтын иондық емес полимер болып табылады және белгілі бір диапазонда тұтқырлық неғұрлым көп болса, соғұрлым суды жақсы ұстайды және қоюлау әсері соғұрлым айқынырақ болады. Себебі, оның молекулалық тізбегіндегі гидроксил тобы мен эфирлік байланыстағы оттегі атомы су молекулаларымен сутектік байланыс жасап, бос суды байланысқан суға айналдыра алады. Сондықтан, бірдей дозада HPMC6000 ерітіндінің тұтқырлығын HPMC2000 қарағанда жоғарылатады, ерітіндінің сұйықтығын азайтады және суды ұстау жылдамдығын айқынырақ арттырады. 10-құжатта целлюлоза эфирі суда ерігеннен кейін тұтқыр серпімді ерітіндінің түзілуі және деформация арқылы ағыс қасиеттерінің сипатталуы жоғарыда аталған құбылысты түсіндіреді. Бұл қағазда дайындалған болат шлак ерітіндісінің үлкен сұйықтығы бар, араласпай 295 мм-ге жетуі мүмкін және оның деформациясы салыстырмалы түрде үлкен деп тұжырымдауға болады. Целлюлоза эфирін қосқанда, суспензия тұтқыр ағынға ұшырайды және оның пішінін қалпына келтіру қабілеті аз, сондықтан ұтқырлықтың төмендеуіне әкеледі.

2.2 Целлюлоза эфирінің болат шлакты құм ерітіндісінің беріктігіне әсері

Целлюлоза эфирінің қосылуы болат шлакты құм ерітіндісінің жұмыс өнімділігіне әсер етіп қана қоймай, оның механикалық қасиеттеріне де әсер етеді.

Целлюлоза эфирінің әртүрлі дозаларының болат шлакты құм ерітіндісінің қысу беріктігіне әсерінен HPMC2000 және HPMC6000 қосқаннан кейін ерітіндінің әр дозадағы қысу беріктігі жасына қарай арта түсетінін көруге болады. HPMC2000 қосу ерітіндінің 28 күндік қысу беріктігіне айқын әсер етпейді және беріктік ауытқуы үлкен емес; ал HPMC2000 бастапқы (3 күндік және 7 күндік) беріктікке көбірек әсер етеді, айқын төмендеу тенденциясын көрсетеді, бірақ доза 0,25% және одан жоғарыға дейін өссе де, ерте қысу күші аздап өсті, бірақ онсыз бұрынғыдан төмен. қосу. HPMC6000 құрамы 0,20%-дан төмен болғанда 7 күндік және 28 күндік қысу беріктігіне әсері айқын емес, ал 3 күндік қысу күші баяу төмендейді. HPMC6000 мазмұны 0,25% және одан жоғары көтерілгенде, 28 күндік күш белгілі бір дәрежеде өсті, содан кейін төмендеді; 7 күндік күш төмендеді, содан кейін тұрақты болды; 3 күндік күш тұрақты түрде төмендеді. Сондықтан HPMC2000 және HPMC6000 екі тұтқырлығы бар целлюлоза эфирлері ерітіндінің 28 күндік қысу беріктігіне айқын нашарлау әсерін тигізбейді деп санауға болады, бірақ HPMC2000 қосу ерітіндінің ерте беріктігіне неғұрлым айқын кері әсер етеді.

HPMC2000 бастапқы кезеңде (3 күн және 7 күн) немесе кеш кезеңде (28 күн) қарамастан, ерітіндінің иілу беріктігінің әртүрлі нашарлау дәрежесіне ие. HPMC6000 қосу да ерітіндінің иілу беріктігіне белгілі бір дәрежеде теріс әсер етеді, бірақ әсер ету дәрежесі HPMC2000-ге қарағанда азырақ.

Целлюлоза эфирі суды ұстап тұру және қоюландыру қызметінен басқа цементтің гидратация процесін де кешіктіреді. Бұл негізінен цемент гидратациясының өнімдеріне, мысалы, кальций силикаты гидраты гелі және Са(ОН)2, жабын қабатын қалыптастыру үшін целлюлоза эфирі молекулаларының адсорбциясымен байланысты; оның үстіне кеуекті ерітіндінің тұтқырлығы артады, ал целлюлоза эфирі кедергі жасайды Са2+ және SO42- кеуекті ерітіндідегі миграциясы гидратация процесін кешіктіреді. Сондықтан HPMC араласқан ерітіндінің ерте беріктігі (3 күн және 7 күн) төмендеді.

Ерітіндіге целлюлоза эфирін қосқанда целлюлоза эфирінің ауа сіңіргіш әсерінен диаметрі 0,5-3 мм үлкен көпіршіктер пайда болады және целлюлоза эфирінің мембрана құрылымы осы көпіршіктердің бетінде адсорбцияланады, ол а белгілі бір дәрежеде көпіршіктерді тұрақтандыруда рөл атқарады. рөлі, осылайша ерітіндідегі көбіксіздендіргіштің әсерін әлсіретеді. Түзілген ауа көпіршіктері жаңадан араластырылған ерітіндідегі шарикті мойынтіректерге ұқсайды, бұл жұмыс қабілеттілігін арттырады, бірақ ерітінді қатып, қатайғаннан кейін ауа көпіршіктерінің көпшілігі ерітіндіде қалады, бұл ерітіндінің көрінетін тығыздығын азайтады. . Қысу және иілу күші сәйкесінше төмендейді.

Көрінетін болсақ, болат қожды құмды арнайы ерітіндіні дайындаған кезде жоғары өтімділікпен, жоғары суды ұстау жылдамдығымен және жоғары беріктігімен, HPMC6000 пайдалану ұсынылады, ал дозасы 0,20% -дан аспауы керек.

қорытындысында

Целлюлоза эфирлерінің екі тұтқырлығының (HPMC200 және HPMC6000) болат шлакты құм ерітіндісінің суды ұстауға, аққыштығына, сығымдауға және иілу беріктігіне әсері тәжірибелер арқылы зерттеліп, болат қож құм ерітіндісіндегі целлюлоза эфирінің әсер ету механизмі талданды. Келесі қорытындылар:

(1) HPMC2000 немесе HPMC6000 қосуына қарамастан, жаңадан араласқан болат шлакты құм ерітіндісінің суды ұстау жылдамдығын айтарлықтай жақсартуға және оның суды ұстау өнімділігін жақсартуға болады.

(2) Доза 0,20%-дан төмен болғанда, HPMC2000 және HPMC6000 қосудың болат қожды құмды ерітіндінің сұйықтығына әсері айқын емес. Құрамы 0,25% және одан жоғары көтерілгенде, HPMC2000 және HPMC6000 болат шлакты құм ерітіндісінің сұйықтығына белгілі бір теріс әсер етеді, ал HPMC6000 теріс әсері айқынырақ.

(3) HPMC2000 және HPMC6000 қосындысы болат қож құмды ерітіндісінің 28 күндік қысу беріктігіне айқын әсер етпейді, бірақ HPMC2000 ерітіндінің ерте қысу беріктігіне үлкен теріс әсер етеді және иілу күші де қолайсыз. HPMC6000 қоспасы барлық жастағы болат шлак-құмды ерітіндінің иілу беріктігіне белгілі бір теріс әсер етеді, бірақ әсер ету дәрежесі HPMC2000-ге қарағанда айтарлықтай төмен.