Цемент ерітіндісі үшін модификацияланған целлюлоза эфирінің механикалық қасиеттері
Су-цемент қатынасы 0,45, әк-құм қатынасы 1:2,5 және әртүрлі тұтқырлығы 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% және 1,0% целлюлоза эфирі модификацияланған цемент ерітіндісі дайындалды. . Цемент ерітіндісінің механикалық қасиеттерін өлшеу және микроскопиялық морфологиясын бақылай отырып, HEMC-тің модификацияланған цемент ерітіндісінің қысу, иілу және байланыс беріктігіне әсері зерттелді. Зерттеу нәтижелері көрсеткендей: HEMC құрамының жоғарылауымен модификацияланған ерітіндінің қысымға төзімділігі әртүрлі жастағы үздіксіз төмендейді, ал төмендеу диапазоны төмендейді және жұмсақ болуға бейім; целлюлоза эфирінің бірдей құрамы қосылғанда, әртүрлі тұтқырлығы бар целлюлоза эфирі модификацияланған ерітіндінің қысу күші: HEMC20
Негізгі сөздер:целлюлоза эфирі; цемент ерітіндісі; қысу күші; иілу беріктігі; байланыс күші
1 Кіріспе
Бұл кезеңде әлемде ерітіндіге жылдық сұраныс 200 млн тоннадан асады, ал өнеркәсіптік сұраныс әлі де өсуде. Қазіргі уақытта дәстүрлі цемент ерітіндісінде қан кету, қабаттасу, үлкен кептіру шөгуі, нашар өткізбейтіндігі, төмен созылу беріктігі және суды жоғалтуға байланысты толық емес гидратация сияқты ақаулар бар, оларды шешу қиын, құрылыс ақауларын ғана емес, сонымен қатар жетекші. қатайтуға Ерітіндінің жарылуы, ұнтақталу, төгілу және ойық болу сияқты құбылыстар орын алады.
Коммерциялық ерітіндіге арналған ең жиі қолданылатын қоспалардың бірі ретінде целлюлоза эфирі суды ұстау, қоюландыру және баяулату функцияларына ие және цемент ерітіндісінің жұмысқа қабілеттілігі, суды ұстауы, байланыстыру өнімділігі және қату уақыты сияқты физикалық қасиеттерін жақсарту үшін пайдаланылуы мүмкін. , мысалы, цементті айтарлықтай арттыру. Ерітіндінің созылу беріктігі азаяды, бірақ цемент ерітіндісінің қысу, иілу және серпімділік модулі төмендейді. Чжан Ыйшун және басқалары метилцеллюлоза эфирі мен гидроксипропилметилцеллюлоза эфирінің ерітіндінің қасиеттеріне әсерін зерттеді. Нәтижелер көрсеткендей: целлюлоза эфирлерінің екеуі де ерітіндінің суды ұстап тұруын жақсарта алады, ал иілу және қысу беріктігі әртүрлі дәрежеде төмендейді, ал ерітіндінің қатпарлану коэффициенті мен біріктіру беріктігі әртүрлі дәрежеде артады, ал ерітіндінің шөгу көрсеткіштері мүмкін. жетілдірілсін. А.Дженни, Р.Цурбригген және т.б. заманауи сынау және талдау әдістерін қолданып, целлюлоза эфирі модификацияланған жұқа қабатты жабысқақ ерітінді жүйесіндегі әртүрлі материалдардың өзара әрекеттесуін зерттеп, ерітіндінің бетіне жақын жерде целлюлоза эфирі мен Са(ОН) пайда болғанын байқады. . 2, цемент негізіндегі материалдардағы целлюлоза эфирлерінің миграциясын көрсетеді.
Бұл жұмыста қысымға төзімділік, иілуге төзімділік, байланыстыру және SEM микроскопиялық көрінісі сияқты ерітінділерді сынау әдістерін қолдана отырып, целлюлоза эфирлі цемент ерітіндісінің әртүрлі жастағы қысуға төзімділік, иілуге төзімділік және байланыс беріктігі сияқты механикалық қасиеттерге әсері зерттеледі, және ол түсіндіріледі. оның әсер ету механизмі.
2. Шикізат және сынау әдістері
2.1 Шикізат
2.1.1 Цемент
Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. шығарған қарапайым лаурат цементі, моделі P 042,5 (GB175-2007), тығыздығы 3,25 г/см.³ және меншікті бетінің ауданы 4200см²/г.
2.1.2 Гидроксипропил метилцеллюлоза эфирі
Theгидроксиэтилметилцеллюлоза эфиріАмерика Құрама Штаттарының Hercules тобы шығарған 2% ерітіндіде 50000МПа/с, 100000МПа/с және 200000МПа/с тұтқырлыққа ие.°C және келесі аббревиатуралар HEMC5, HEMC10 және HEMC20.
2.2 Тест әдісі
а. Модификацияланған ерітіндінің сығылуға беріктігі
Жасыл дене үлгілерінің қысу күші Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd фирмасының TYE-300 қысу күші машинасымен сыналған. Жүктеу жылдамдығы 0,5 кН/с. Қысу беріктігін тексеру GB/T17671-1999 «Цемент ерітіндісінің беріктігін сынау әдісі (ISO әдісі)» сәйкес жүзеге асырылады.
Анықтама бойынша жасыл дененің қысу күшін есептеу формуласы:
Rc=F/S
Мұнда Rc—қысу күші, МПа;
F—үлгіге әсер ететін бұзылу жүктемесі, кН;
S—қысым ауданы, м².
Анықтама бойынша жасыл дененің иілу күшін есептеу формуласы:
Rf= (3P× L)/(2б× h²) =0,234×P
Формулада Rf—иілу беріктігі, МПа;
P—үлгіге әсер ететін бұзылу жүктемесі, кН;
L—тірек цилиндрлерінің орталықтары арасындағы қашықтық, яғни 10 см;
b, h—сынақ корпусының көлденең қимасының ені мен биіктігі, екеуі де 4 см.
б. Модификацияланған цемент ерітіндісінің созылу беріктігі
Жабысқақ беріктігін өлшеу үшін ZQS6-2000 жабысқақ кірпіш жабысқақ беріктік детекторын пайдаланыңыз және созылу жылдамдығы 2 мм/мин. Біріктіру беріктігін сынау JC/T985-2005 «Жерге арналған цемент негізіндегі өздігінен тегістейтін ерітінді» бойынша жүргізілді.
Анықтама бойынша жасыл дененің байланыс күшін есептеу формуласы:
P=F/S
Формулада П—созылу беріктігі, МПа;
F—максималды істен шығу жүктемесі, N;
S—байланыстыру ауданы, мм².
3. Нәтижелер және талқылау
3.1 Қысу күші
Әртүрлі жастағы тұтқырлығы әртүрлі целлюлоза эфирлі модификацияланған ерітінділердің екі түрінің сығылуға беріктігінен HEMC мөлшерінің жоғарылауымен әртүрлі жастағы (3d, 7d және 28d) целлюлоза эфирі модификацияланған ерітінділердің қысу беріктігі төмендегенін көруге болады. айтарлықтай. Айтарлықтай төмендеді және бірте-бірте тұрақтанды: HEMC мазмұны 0,4% -дан аз болғанда, бос үлгімен салыстырғанда сығымдау беріктігі айтарлықтай төмендеді; HEMC мазмұны 0,4% ~ 1,0% болғанда, қысу беріктігінің төмендеуі тенденциясы баяулады. Целлюлоза эфирінің мөлшері 0,8% жоғары болғанда, 7d және 28d жасындағы қысу беріктігі 3d жасындағы бос үлгіге қарағанда төмен, ал модификацияланған ерітіндінің 3d қысу күші нөлге жуық болады және үлгі жеңіл басылған Бірден ұсақталған, іші ұнтақ, ал тығыздығы өте төмен.
Әртүрлі жастағы түрлендірілген ерітіндінің сығымдауға беріктігіне бірдей HEMC әсері де әртүрлі, бұл 7d және 3d-ге қарағанда HEMC құрамының жоғарылауымен 28d қысу беріктігінің төмендейтінін көрсетеді. Бұл HEMC тежегіш әсері әрқашан жас ұлғаюымен болғанын көрсетеді, ал HEMC баяулататын әсерге жүйедегі судың азаюы немесе гидратация реакциясының барысы әсер етпеген, нәтижесінде қысу беріктігінің өсуі байқалады. модификацияланған ерітіндінің мөлшері HEMC араласқан ерітінді үлгілерінсіз салыстырғанда әлдеқайда аз.
Целлюлоза эфирлі модификацияланған ерітіндінің қысымға төзімділігінің әртүрлі жастағы өзгеру қисығынан целлюлоза эфирінің бірдей мөлшерін қосқанда тұтқырлығы әртүрлі целлюлоза эфирлі модификацияланған ерітіндінің қысу беріктігінің: HEMC20 болатынын көруге болады.
Төмендегі үш фактор модификацияланған ерітіндінің қысу беріктігінің төмендеуіне әкеледі: бір жағынан, суда еритін HEMC макромолекулярлық желі құрылымы цемент бөлшектерін, CSH гелін, кальций оксиді, кальций алюминат гидраты және басқа бөлшектерді және сусыздандырылған заттарды жабады. бөлшектер Беткейде, әсіресе цемент гидратациясының бастапқы кезеңінде, кальций алюминат гидратының және HEMC арасындағы адсорбция кальций алюминатының гидратация реакциясын баяулатады, нәтижесінде қысу беріктігі айтарлықтай төмендейді. Тұрақты ерітіндінің баяулататын әсері анық, ол HEMC20 мөлшері 0,8%~1% жеткенде модификацияланған ерітінді үлгісінің 3d беріктігі нөлге тең болатынын көрсетеді; екінші жағынан, гидратталған HEMC ерітіндісі жоғары тұтқырлыққа ие және ерітіндіні араластыру процесінде оны ауамен араластырып, ауа көпіршіктерінің көп мөлшерін қалыптастыруға болады, нәтижесінде шыңдалған ерітіндіде көптеген бос орындар пайда болады. , және үлгінің қысу беріктігі HEMC құрамының жоғарылауымен және оның полимерлену дәрежесінің жоғарылауымен үздіксіз төмендейді; Ерітінді жүйесі тек ерітіндінің икемділігін арттырады және қатты тірек рөлін атқара алмайды, сондықтан қысу күші төмендейді.
3.2 Иілуге төзімділік
Әр түрлі жастағы екі түрлі тұтқырлығы бар целлюлоза эфирі модификацияланған ерітінділердің иілу беріктігінен, модификацияланған ерітіндінің қысу беріктігінің өзгеруіне ұқсас, целлюлоза эфирлі модификацияланған ерітіндінің иілу беріктігі HEMC мөлшерінің жоғарылауымен біртіндеп төмендейтінін көруге болады.
Целлюлоза эфирінің түрлендірілген ерітіндісінің әртүрлі жастағы иілу беріктігінің өзгеру қисығынан целлюлоза эфирінің мөлшері бірдей болған кезде, HEMC20 модификацияланған ерітінді үлгісінің иілу беріктігі HEMC10 модификацияланған ерітінді үлгісінен сәл төмен болатынын көруге болады, ал HEMC мазмұны 0,4%~0,8% болғанда, екеуінің 28d иілу беріктігінің өзгеру қисығы дерлік сәйкес келеді.
Целлюлоза эфирлі модификацияланған ерітіндінің иілу беріктігінің әр түрлі жастағы өзгеру қисығынан модификацияланған ерітіндінің иілу беріктігінің өзгеруін де көруге болады: HEMC5
3.3 Байланыстың беріктігі
Әртүрлі жастағы үш целлюлоза эфирлі модификацияланған ерітінділердің байланыс беріктігінің вариациялық қисықтарынан модификацияланған ерітіндінің байланыс беріктігі HEMC құрамының жоғарылауымен жоғарылайтынын және бірте-бірте тұрақтылыққа бейім болатынын көруге болады. Жастың ұзаруымен модификацияланған ерітіндінің байланыс беріктігі де өсу тенденциясын көрсетті.
Үш целлюлоза эфирі модификацияланған ерітінділердің 28 күндік байланыс беріктігінің өзгеру қисықтарынан, модификацияланған ерітіндінің байланыс беріктігі HEMC құрамының жоғарылауымен жоғарылайтынын және бірте-бірте тұрақты болуға бейім екенін көруге болады. Сонымен бірге целлюлоза эфирінің полимерлену дәрежесінің жоғарылауымен модификацияланған ерітіндінің байланыс беріктігінің өзгеруі: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
Бұл жоғары HEMC құрамындағы модификацияланған ерітіндіге көптеген кеуектерді енгізуге байланысты, нәтижесінде шыңдалған дененің кеуектілігі жоғарылайды, құрылымның тығыздығы төмендейді және байланыс беріктігі баяу өседі. ; созылу сынағында сыну модификацияланған ерітіндіде орын алды Ішінде модификацияланған ерітінді мен негіз арасындағы жанасу бетінде сыну жоқ, бұл модификацияланған ерітінді мен негіз арасындағы байланыс беріктігі шыңдалғанға қарағанда жоғары екенін көрсетеді модификацияланған ерітінді. Дегенмен, HEMC мөлшері төмен болғанда (0% ~ 0,4%) суда еритін HEMC молекулалары гидратталған цемент бөлшектерін жауып, орап, цемент бөлшектерінің арасында полимерлі қабықша түзе алады, бұл цементтің икемділігі мен икемділігін арттырады. модификацияланған ерітінді. Пластикалық және HEMC суды тамаша ұстауына байланысты модификацияланған ерітіндіде гидратация реакциясы үшін жеткілікті су бар, бұл цементтің беріктігінің дамуын қамтамасыз етеді және модификацияланған цемент ерітіндісінің байланыс беріктігі сызықты түрде артады.
3.4 SEM
Целлюлоза эфирі модификацияланған ерітіндіге дейін және одан кейінгі SEM салыстыру суреттерінен модификацияланбаған ерітіндідегі кристалдық түйіршіктер арасындағы саңылаулар салыстырмалы түрде үлкен және кристалдардың аздаған мөлшері түзілетінін көруге болады. Модификацияланған ерітіндіде кристалдар толығымен өседі, целлюлоза эфирінің қосылуы ерітіндінің суды ұстау қабілетін жақсартады, цемент толық гидратацияланады және гидратация өнімдері айқын болады.
Өйткені целлюлоза эфирі тамаша дисперсті және суды сақтайтын арнайы эфирлеу процесімен өңделген. Су ұзақ уақыт бойы бірте-бірте босатылады, кептіру және булану салдарынан капиллярлық саңылаулардан судың аз ғана мөлшері шығады және модификацияланған цемент ерітіндісінің беріктігін қамтамасыз ету үшін судың көп бөлігі цементпен ылғалданады.
4 Қорытынды
а. HEMC мөлшері артқан сайын түрлендірілген ерітіндінің әр түрлі жастағы қысу беріктігі үздіксіз төмендейді, ал төмендеу диапазоны төмендейді және тегіс болуға бейім; целлюлоза эфирінің мөлшері 0,8%-дан жоғары болса, 7d және 28d 3d-жастағы бос үлгінің қысу беріктігі дайындамадағыдан төмен, ал модификацияланған ерітіндінің 3d-жастағы қысымға беріктігі нөлге жуық. Үлгі аздап басқан кезде үзіледі, ал іші тығыздығы төмен ұнтақ.
б. Целлюлоза эфирінің бірдей мөлшерін қосқанда, әртүрлі тұтқырлығы бар целлюлоза эфирінің модификацияланған ерітіндісінің қысу күші келесідей өзгереді: HEMC20
в. Целлюлоза эфирлі модификацияланған ерітіндінің иілу беріктігі HEMC мөлшерінің жоғарылауымен біртіндеп төмендейді. Модификацияланған ерітіндінің иілу беріктігінің өзгеруі: HEMC5
d. Модификацияланған ерітіндінің қосылу беріктігі HEMC құрамының жоғарылауымен артады және бірте-бірте тұрақтылыққа бейім болады. Сонымен бірге целлюлоза эфирінің полимерлену дәрежесінің жоғарылауымен модификацияланған ерітіндінің байланыс беріктігінің өзгеруі: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
e. Целлюлоза эфирін цемент ерітіндісіне араластырғаннан кейін кристал толық өседі, кристалл түйіршіктері арасындағы кеуектер азаяды, цемент толығымен гидратацияланады, бұл цемент ерітіндісінің қысу, иілу және біріктіру беріктігін қамтамасыз етеді.
Жіберу уақыты: 30 қаңтар-2023 ж