Гидроксипропил метил целлюлоза эфиринин машина менен чачылган цемент эритмесинин касиеттерине тийгизген таасири

Целлюлоза эфири машина менен жардырылган эритмеде маанилүү кошумча болуп саналат. Гидроксипропил метилцеллюлозанын (HPMC) төрт түрдүү илешкектүүлүгүнүн суунун кармалышына, тыгыздыгына, абанын курамына, механикалык касиеттерине жана машина менен жардырылган эритмелердин тешикчелеринин өлчөмүнө тийгизген таасири изилденген. Изилдөөлөр көрсөткөндөй: HPMC суюктуктун сууну кармоо көрсөткүчүн бир топ жакшырта алат, ал эми HPMC көлөмү 0,15% болгондо сууну кармап туруу чен 90% дан ашат. Эң айкын; эритмедеги абанын курамы HPMC курамынын көбөйүшү менен көбөйөт: HPMC цемент эритмесинин механикалык касиеттерин төмөндөтөт, бирок эритменин бүктөлүү катышы жогорулайт; HPMC кошулгандан кийин минометтин тешикчелери бир топ көбөйөт, зыяндуу тешиктердин жана бир нече зыяндуу тешиктердин үлүшү бир топ көбөйдү.

Негизги сөздөр: миномет; гидроксипропил метилцеллюлоза эфири; суу сактоо; тешикчелердин өлчөмүн бөлүштүрүү

0. Алгы сөз

Кийинки жылдарда ендуруштун тынымсыз прогресси жана технологиянын еркундетулушу менен чет елкелук эритме чачуучу машиналарды ендурушке кийруу жана еркундетуу жолу менен биздин елкеде механикалык чачуу жана шыбак технологиясы абдан енук-ту. Механикалык чачуу эритмеси кадимки эритмеден айырмаланып турат, ал сууну жогорку кармап турууну, ылайыктуу суюктукту жана ылдый түшүүгө каршы белгилүү бир көрсөткүчтү талап кылат. Демейде, эритмеге целлюлоза эфири кошулат, алардын арасында гидроксипропил метилцеллюлоза жөнөкөй эфир (HPMC) эң кеңири колдонулат. Минометто HPMC негизги милдеттери болуп төмөнкүлөр саналат: мыкты суу сактоо жөндөмдүүлүгү, коюу жана илешкектөөчү жана реологиялык жөнгө салуу. Эмма ХПМК-нын кемчиликлери барада дуруп болмаз. HPMC абаны тартуучу эффектке ээ, ал көбүрөөк ички кемчиликтерди жаратат жана эритменин механикалык касиеттерин олуттуу төмөндөтөт. Бул иш макроскопиялык аспектиден HPMC суунун кармоо ылдамдыгына, тыгыздыгына, абанын курамына жана механикалык касиеттерине тийгизген таасирин изилдейт жана микроскопиялык аспектиден HPMCтин эритменин тешикче түзүмүнө тийгизген таасирин изилдейт.

1. Сыноо

1.1 Чийки заттар

Цемент: коммерциялык жактан жеткиликтүү П·O42,5 цемент, анын 28d ийилүүчү жана кысуу күчү 6,9 жана 48,2 МПа; кум: Ченгде майда дарыя куму, 40-100 сет; целлюлоза эфири: Хэбэйдеги компания чыгарган гидроксипропил спирти Метил целлюлоза эфири, ак порошок, номиналдык илешкектүүлүгү 40, 100, 150, 200 Па·S: Суу: таза суу.

1.2 Сыноо ыкмасы

JGJ / T 105-2011 "Механикалык чачуу жана шыбап үчүн курулуш эрежелери" ылайык, 80 ~ 120mm ырааттуу эритмеси болуп саналат, ал эми суу кармап чен 90% дан жогору. Бул сыноодо акиташ-кум катышы 1:5, консистенциясы (93)±2)мм, ал эми целлюлоза эфири сырттан аралаштырылат жана анын дозасы цементтин массасына ылайык эсептелет. Нымдуу тыгыздык, абанын мазмуну, сууну кармоо ылдамдыгы жана консистенциясы сыяктуу эритменин негизги касиеттери JGJ 70-2009 "Курулуш эритмесинин негизги касиеттерин сыноо ыкмаларына" шилтеме менен текшерилет, ал эми абанын курамы сыналат жана эсептелинет. тыгыздык ыкмасы. Үлгүлөрдү даярдоо, ийилүү жана кысуу бекемдигинин сыноолору GB/T 17671-1999 «Цемент эритмеси кумунун бекемдигин текшерүү ыкмалары (ISO методу)» шилтемеси менен жүргүзүлдү. Тешикчелердин өлчөмү сымап порозиметриясы менен текшерилген. Сымап порозиметринин модели AUTOPORE 9500 болгон, ал эми өлчөө диапазону 5,5 нмден 360ка чейин болгон.μм. Жалпысынан 4 комплект тесттер өткөрүлдү. 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (сандар A, B, C, D).

2. Жыйынтыктар жана талдоо

2.1 Цемент эритмесинин сууну кармоо ылдамдыгына HPMCтин таасири

Сууну кармап калуу эритменин сууну кармап туруу жөндөмүн билдирет. Машина менен чачылган эритмеде целлюлоза эфирин кошуу нымдуулукту эффективдүү кармап, кан агууну азайтат жана цемент негизиндеги материалдардын жетиштүү гидратациясынын талаптарын канааттандырат.

HPMCтин эритменин сууну кармоо ылдамдыгына тийгизген таасиринен HPMC курамынын көбөйүшү менен эритменин сууну кармоо ылдамдыгы акырындык менен көбөйөрүн көрүүгө болот. Илешкектүүлүгү 100, 150 жана 200 Па болгон целлюлоза эфирлеринин ийри сызыктары·лар негизинен бирдей. Мазмуну 0,05% дан 0,15%ке чейин болгондо, сууну кармоо ылдамдыгы сызыктуу өсөт. Курамы 0,15% болгондо, сууну кармоо чен 93% дан жогору..20% дан кийин суунун кармалышынын өсүү тенденциясы жалпак болуп калат, бул HPMC көлөмү каныккандыкка жакын экенин көрсөтүп турат. Илешкектүүлүгү 40 Па болгон HPMC көлөмүнүн таасир этүүчү ийри сызыгы·s сууну кармоо ылдамдыгы болжол менен түз сызык. Көлөмү 0,15% дан жогору болгондо, эритменин сууну кармоо ылдамдыгы илешкектүүлүгү бирдей болгон HPMCтин башка үч түрүнө караганда бир кыйла төмөн. Көбүнчө целлюлоза эфиринин сууну кармап калуу механизми мындай деп эсептелет: целлюлоза эфиринин молекуласындагы гидроксил тобу жана эфирдик байланыштагы кычкылтек атому суу молекуласы менен биригип, суутек байланышын түзүшөт, ошентип эркин суу байланган сууга айланат. , Ошентип, жакшы суу сактоо таасирин ойноп; Ошондой эле суу молекулалары менен целлюлоза эфиринин молекулярдык чынжырларынын ортосундагы интердиффузия суу молекулаларынын целлюлоза эфиринин макромолекулярдык чынжырларынын ички бөлүгүнө кирип, күчтүү байланыш күчтөрүнө дуушар болушуна мүмкүндүк берет, ошону менен цемент шламынын сууну кармап турушун жакшыртат деп эсептелет. Сууну мыкты кармап туруу эритмени бир тектүү, бөлүп алуу оңой эмес жана жакшы аралаштыруу натыйжалуулугун камсыздай алат, ошол эле учурда механикалык эскирүүнү азайтат жана миномет чачуучу машинанын иштөө мөөнөтүн узартат.

2.2 Цемент эритмесинин тыгыздыгына жана абанын курамына HPMC таасири

Ар кандай илешкектүүлүктөрдүн жана HPMC дозаларынын эритменин тыгыздыгына тийгизген таасиринен HPMC дозасы 0-0,20% болгондо, HPMC дозасын жогорулатуу менен ерітіндінин тыгыздыгы 2050 кг/м ге чейин кескин төмөндөй турганын көрүүгө болот.³ болжол менен 1650 кг/м чейин³ , болжол менен 20% га кыскарган; HPMC мазмуну 0,20% ашкандан кийин, тыгыздыктын азайышы жалпак болуп калат. ар кандай илешкектүүлүк менен HPMC төрт түрүн салыштырып, ал илешкектүүлүгү жогору, эритме тыгыздыгы төмөн экенин көрүүгө болот; аралаш илешкектүүлүктөрү 150 жана 200 Па с HPMC менен минометтердин тыгыздык ийри сызыктары негизинен бири-бирине дал келет, бул HPMCтин илешкектүүлүгү жогорулаган сайын, эритменин тыгыздыгы азайбай тургандыгын көрсөтөт.

Ар кандай илешкектүүлүктөрдүн жана HPMC дозаларынын эритмедеги абанын курамына тийгизген таасиринен эритмедеги абанын курамынын өзгөрүшү эритменин тыгыздыгына карама-каршы келерин көрүүгө болот. Абанын көлөмү дээрлик түз сызыкта көтөрүлөт; HPMC курамы 0,20% ашканда, абанын курамы дээрлик өзгөрбөйт, бул минометтин абаны тартуучу эффектисинин каныкканга жакын экендигин көрсөтөт. Илешкектүүлүгү 150 жана 200 Па болгон HPMCтин абаны тартуучу эффектиси·s илешкектүүлүгү 40 жана 100 Па болгон HPMCдикинен чоң·s.

Целлюлоза эфиринин абаны тартуучу таасири негизинен анын молекулалык түзүлүшү менен аныкталат. Целлюлоза эфиринде гидрофилдик топтор (гидроксил, эфир топтору) жана гидрофобдук топтор (метил топтору, глюкоза шакекчелери) бар жана беттик активдүү зат болуп саналат. , беттик активдүүлүккө ээ, ошентип абаны тартуучу таасирге ээ. Бир жагынан, киргизилген газ минометтин бир шарики подшипниктин ролун аткара алат, эритменин иштөө жөндөмдүүлүгүн жакшыртат, көлөмүн көбөйтөт жана өндүрүүчүгө пайдалуу болот. Бирок, экинчи жагынан, абаны тартуучу эффект эритмедеги абанын курамын жана катуулангандан кийин көзөнөктүүлүгүн жогорулатат, натыйжада зыяндуу тешикчелердин көбөйүшүнө жана механикалык касиеттерин бир топ төмөндөтүүгө алып келет. HPMC белгилүү бир абаны тартуучу таасирге ээ болсо да, ал абаны тартуучу агентти алмаштыра албайт. Мындан тышкары, HPMC жана абаны тартуучу агент бир убакта колдонулганда, абаны тартуучу агент иштебей калышы мүмкүн.

2.3 HPMCтин цемент эритмесинин механикалык касиеттерине тийгизген таасири

28d ийилүүчү бекемдиктен жана 28d кысуу күчүнөн, HPMCтин көлөмү болгону 0,05% болгондо, эритменин ийилүүчү күчү бир кыйла азайарын көрүүгө болот, бул HPMC жок бош үлгүгө караганда болжол менен 25% төмөн жана кысуу күчү бош үлгүнүн 65% гана жетиши мүмкүн. 80%. HPMC курамы 0,20% ашканда, эритменин ийилүү жана кысуу бекемдигинин төмөндөшүнүн даражасы ачык байкалбайт. HPMCтин илешкектүүлүгү эритменин механикалык касиеттерине аз таасир этет. HPMC көптөгөн майда аба көбүкчөлөрүн киргизет, ал эми эритмеге аба тартуучу таасири эритменин ички көзөнөктүүлүгүн жана зыяндуу тешикчелерин көбөйтөт, натыйжада кысуу күчү жана ийилүү күчү бир кыйла төмөндөйт. Минометтун бекемдигинин төмөндөшүнүн дагы бир себеби, катууланган эритмеде сууну кармап турган целлюлоза эфиринин сууну кармап туруу эффектиси болуп саналат, ал эми суу-байланыштыруучу катышынын чоңдугу сыноо блогунун бекемдигинин төмөндөшүнө алып келет. Механикалык курулуш эритмеси үчүн, целлюлоза эфири эритменин сууну кармап туруу ылдамдыгын олуттуу жогорулатууга жана анын иштөө жөндөмдүүлүгүн жогорулатууга мүмкүн болсо да, анын көлөмү өтө чоң болсо, ал эритменин механикалык касиеттерине олуттуу таасирин тийгизет, ошондуктан экөөнүн ортосундагы мамилени негиздүү түрдө өлчөө керек.

28 күндүк бүктөлүү катышынан көрүнүп тургандай, HPMC мазмунунун көбөйүшү менен, минометтин жалпы бүктөлүүчү катышы өсүү тенденциясын көрсөтөт, бул негизинен сызыктуу мамиле. Себеби, кошулган целлюлоза эфири көп сандагы аба көбүкчөлөрүн киргизип, эритменин ичинде дагы дефекттерди пайда кылат, натыйжада эритменин кысуу бекемдиги кескин төмөндөйт жана ийилүүчү күч да белгилүү бир деңгээлде азайса да; бирок целлюлоза эфири эритменин ийкемдүүлүгүн жакшыртат жана туруштук бере алат Бүктөө күчү жагымдуу, бул төмөндөө ылдамдыгын жайлатат. Ар тараптуу карасак, экөөнүн биргелешкен эффектиси бүктөлүү катышынын жогорулашына алып келет.

2.4 HPMCтин эритменин тешикчелеринин өлчөмүнө тийгизген таасири

A, B, C жана D үлгүлөрүнүн төрт тобунун тешикчелердин өлчөмүн бөлүштүрүү ийри сызыктары сымап интрузиясынын порозиметриясы менен өлчөнгөн.

Тешикчелердин өлчөмүн бөлүштүрүү ийри сызыгына, тешикчелердин өлчөмүн бөлүштүрүү маалыматтарына жана AD үлгүлөрүнүн ар кандай статистикалык параметрлерине ылайык, HPMC цемент эритмесинин тешикче түзүмүнө чоң таасир этет:

(1) HPMC кошулгандан кийин цемент эритмесинин тешикчелери бир топ көбөйөт. Тешикчелердин өлчөмүн бөлүштүрүү ийри сызыгында сүрөттөлүштүн аянты оңго жылат жана чокуга туура келген тешикче чоңураак болот. Ошондой эле ар кандай статистикалык параметрлердин тестирлөө жыйынтыктарындагы тешикчелердин өлчөмүн бөлүштүрүүнүн статистикалык маалыматтарынан жана орто тешикчелердин өлчөмүнөн, HPMC кошулгандан кийин цемент эритмесинин медианалык тешикчелеринин өлчөмү бош үлгүдөгүдөн кыйла чоң экенин көрүүгө болот, жана 0,3% дозасы бар үлгүдө Апертуранын мааниси бош үлгүдөгүдөн 2 эсе жогору.

(2) Wu Zhongwei et al. Бетондогу тешикчелерди төрт түргө бөлгөн, алар зыянсыз тешикчелер (≤20 нм), бир нече зыяндуу тешикчелер (20–100 нм), зыяндуу тешикчелер (100–200 нм) жана көптөгөн зыяндуу тешикчелер (≥200 нм). 200 нм). Тешикчелердин өлчөмүн бөлүштүрүүнүн статистикалык маалыматтарынан жана ар кандай статистикалык параметрлердин тестирлөө жыйынтыктарынан, HPMC кошулгандан кийин зыянсыз тешикчелердин же азыраак зыяндуу тешикчелердин саны кыйла азайгандыгын, ал эми зыяндуу тешикчелердин же андан көп зыяндуу тешикчелердин саны көбөйгөнүн көрүүгө болот. HPMC жок үлгүдөгү зыянсыз же азыраак зыяндуу тешикчелер болжол менен 49,4% ды түзөт жана HPMC кошулгандан кийин зыянсыз же азыраак зыяндуу тешикчелер кыйла азаят. Мисал катары 0,1% дозасын алсак, зыянсыз же азыраак зыяндуу тешикчелер болжол менен 45% га кыскарат. , зыяндуу тешикчелердин саны 10дон ашатμм болжол менен 9 эсеге көбөйдү.

3) медианасы тешикче диаметри, орточо тешикче диаметри, өзгөчө тешикчелердин көлөмү жана өзгөчө бетинин аянты сымап сайынуу сыноо үлгү тандоо ири дисперсия менен байланыштуу болушу мүмкүн HPMC мазмундун өсүшү менен абдан катуу өзгөртүү эрежесин карманбайт. Бирок бүтүндөй алганда, HPMC менен аралашкан үлгүдөгү тешикчелердин орточо диаметри, орточо тешикче диаметри жана спецификалык тешикче көлөмү бош үлгүгө салыштырмалуу көбөйөт, ал эми спецификалык бетинин аянты төмөндөйт.

3. Корутунду

(1) Сууну кармоо ылдамдыгы HPMC мазмунунун көбөйүшү менен өсөт. Илешкектүүлүгү 100, 150 жана 200 Па болгон целлюлоза эфиринин ийри сызыктары·S негизинен бирдей, жана мазмуну 0,15% болгондо сууну кармап калуу чен 93% дан жогору. 40 Па мазмуну болгондо·s целлюлоза эфири 0,15% дан жогору, сууну кармоо ылдамдыгы HPMC илешкектүүлүгүнүн башка үч түрүнө караганда төмөн.

(2) Мышыктын тыгыздыгы HPMC мазмунунун көбөйүшү менен акырындык менен төмөндөйт жана мазмуну 0,05% ды түзөт. тыгыздыгынын төмөндөшү 0,20%, болжол менен 20% абдан ачык болуп саналат; мазмуну 0,20% ашканда, тыгыздыгы дээрлик өзгөрбөйт; суюктуктун абасы HPMC курамынын көбөйүшү менен көбөйөт.

(3) HPMC мазмунунун көбөйүшү цемент эритмесинин механикалык касиеттерин төмөндөтөт, бирок эритменин тиешелүү бүктөлүүчү катышы жогорулап, эритменин ийкемдүүлүгү жакшырат.

(4) HPMC кошулгандан кийин, минометтин тешикчелеринин өлчөмү бир топ көбөйөт жана зыяндуу тешикчелердин жана бир нече зыяндуу тешикчелердин үлүшү кыйла көбөйөт. 0,1% HPMC мазмуну бар үлгү зыяндуу тешикчелери жок же азыраак бош үлгүгө салыштырмалуу 45% га кыскарган жана зыяндуу тешикчелердин саны 10дон ашкан.μм болжол менен 9 эсеге көбөйдү.