Celiuliozės eteris ant šlakinio smėlio skiedinio

Naudojant P·II 52,5 klasės cementas kaip cementinė medžiaga ir plieninis šlako smėlis kaip smulkus užpildas, didelio sklandumo ir didelio stiprumo plieno šlako smėlis ruošiamas pridedant cheminių priedų, tokių kaip vandens reduktoriaus, latekso miltelių ir putų šalinimo specialaus skiedinio, ir dviejų skirtingų poveikio. klampumas (2000 mPa·s ir 6000 mPa·s) buvo tiriamas hidroksipropilmetilceliuliozės eterio (HPMC) vandens sulaikymas, takumas ir stiprumas. Rezultatai rodo, kad: (1) ir HPMC2000, ir HPMC6000 gali žymiai padidinti šviežiai sumaišyto skiedinio vandens sulaikymo greitį ir pagerinti jo vandens sulaikymo efektyvumą; (2) Kai celiuliozės eterio kiekis yra mažas, poveikis skiedinio sklandumui nėra akivaizdus. Kai jis padidinamas iki 0,25% ar daugiau, jis turi tam tikrą blogėjimo poveikį skiedinio sklandumui, tarp kurių HPMC6000 blogėjimo poveikis yra akivaizdesnis; (3) celiuliozės eterio pridėjimas neturi akivaizdaus poveikio 28 dienų skiedinio gniuždymo stipriui, tačiau HPMC2000 pridėjimas netinkamai laiko, tai akivaizdžiai nepalanki įvairaus amžiaus lenkimo stipriui ir tuo pačiu žymiai sumažina. ankstyvas (3 dienos ir 7 dienos) skiedinio stiprumas gniuždant; (4) HPMC6000 pridėjimas turi tam tikrą poveikį įvairaus amžiaus lenkimo stiprumui, tačiau sumažėjimas buvo žymiai mažesnis nei HPMC2000. Šiame darbe manoma, kad HPMC6000 turėtų būti pasirinktas ruošiant plieno šlako smėlio specialų skiedinį, pasižymintį dideliu sklandumu, dideliu vandens sulaikymo greičiu ir dideliu stiprumu, o dozavimas neturi būti didesnis nei 0,20%.

Pagrindiniai žodžiai:plieno šlako smėlis; celiuliozės eteris; klampumas; darbo našumas; stiprumo

įžanga

Plieno šlakas yra šalutinis plieno gamybos produktas. Plėtojant geležies ir plieno pramonę, pastaraisiais metais metinis plieno šlako išmetimas išaugo apie 100 mln. tonų, o atsargų kaupimo problema dėl laiku nepanaudotų išteklių yra labai rimta. Todėl išteklių panaudojimas ir plieno šlako šalinimas moksliniais ir efektyviais metodais yra problema, kurios negalima ignoruoti. Plieno šlakas turi didelio tankio, kietos tekstūros ir didelio gniuždymo stiprumo savybes ir gali būti naudojamas kaip natūralaus smėlio pakaitalas cemento skiedinyje arba betone. Plieno šlakas taip pat turi tam tikrą reaktyvumą. Plieno šlakas sumalamas į tam tikros smulkumo miltelius (plieno šlako miltelius). Sumaišytas su betonu, jis gali turėti pucolaninį poveikį, kuris padeda padidinti srutos stiprumą ir pagerinti sąsajos perėjimą tarp betono užpildo ir srutos. plotą, taip padidinant betono stiprumą. Tačiau reikia atkreipti dėmesį į tai, kad be jokių priemonių išleidžiamas plieno šlakas, jo vidinis laisvas kalcio oksidas, laisvasis magnio oksidas ir RO fazė sukels prastą plieno šlako tūrio stabilumą, o tai iš esmės riboja plieno šlako naudojimą kaip stambaus ir smulkūs užpildai. Naudojimas cemento skiediniu arba betonu. Wang Yuji ir kt. apibendrino skirtingus plieno šlako apdorojimo procesus ir nustatė, kad plieno šlakas, apdorotas karšto užpildymo metodu, turi gerą stabilumą ir gali pašalinti jo plėtimosi problemą cementiniame betone, o karšto užkimšimo apdorojimo procesas iš tikrųjų buvo įgyvendintas Šanchajaus Nr. 3 geležies ir plieno gamykloje. pirmą kartą. Be stabilumo problemos, plieno šlako agregatai taip pat pasižymi šiurkščiomis poromis, daugiakampiais ir nedideliu kiekiu hidratacijos produktų ant paviršiaus. Naudojant kaip užpildus skiediniui ir betonui ruošti, jų darbinės savybės dažnai nukenčia. Šiuo metu, siekiant užtikrinti tūrio stabilumą, plieno šlako kaip smulkaus užpildo panaudojimas specialaus skiedinio ruošimui yra svarbi plieno šlako išteklių panaudojimo kryptis. Tyrimo metu nustatyta, kad į plieninį šlako smėlio skiedinį įpylus vandens reduktoriaus, latekso miltelių, celiuliozės eterio, orą sutraukiančios medžiagos ir putų šalinimo priemonės, pagal poreikį gali pagerėti plieninio šlako smėlio skiedinio mišinio veikimas ir sukietėjusios savybės. Autorius panaudojo latekso miltelių ir kitų priedų įdėjimo priemones plieno šlako smėlio didelio stiprumo remontiniam skiediniui ruošti. Gaminant ir naudojant skiedinį celiuliozės eteris yra labiausiai paplitęs cheminis priedas. Skiedinyje dažniausiai naudojami celiuliozės eteriai yra hidroksipropilmetilceliuliozės eteris (HPMC) ir hidroksietilmetilceliuliozės eteris (HEMC). ) Palauk. Celiuliozės eteris gali labai pagerinti skiedinio darbines savybes, pavyzdžiui, sutirštinant skiedinį puikiai sulaiko vandenį, tačiau celiuliozės eterio pridėjimas taip pat turės įtakos sklandumui, oro kiekiui, kietėjimo laikui ir skiedinio kietėjimui. Įvairios savybės.

Siekiant geriau vadovautis plieninio šlako smėlio skiedinio kūrimu ir pritaikymu, remiantis ankstesniais plieno šlako smėlio skiedinio tyrimais, šiame darbe naudojami dviejų tipų klampos (2000 mPa).·s ir 6000 mPa·s) hidroksipropilmetilceliuliozės eterio (HPMC) Atlikti plieninio šlako smėlio didelio stiprumo skiedinio įtakos darbinėms savybėms (skysčiui ir vandens sulaikymui) bei gniuždymo ir lenkimo stipriui eksperimentinius tyrimus.

1. Eksperimentinė dalis

1.1 Žaliavos

Cementas: Onoda P·II 52,5 klasės cementas.

Plieninis šlako smėlis: Šanchajaus Baosteel gaminamas konverteris plieno šlakas yra apdorojamas karšto užpildymo būdu, kurio tūrinis tankis yra 1910 kg/m³, priklausantis vidutiniam smėliui, o smulkumo modulis yra 2,3.

Vandens reduktorius: polikarboksilato vandens reduktorius (PC), kurį gamina Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., miltelių pavidalu.

Latekso milteliai: 5010N modelis, kurį pateikė Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Putų šalinimo priemonė: Produktas kodas P803, pateiktas Vokietijos Mingling Chemical Group, milteliai, tankis 340 kg/m³, pilka skalė 34 % (800°C), pH vertė 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1 % IN DIST, vanduo).

Celiuliozės eteris: hidroksipropilmetilceliuliozės eteris, kurį tiekiaKima Chemical Co., Ltd., kurio klampumas yra 2000 mPa·s žymimas kaip HPMC2000, o tas, kurio klampumas yra 6000 mPa·s žymimas kaip HPMC6000.

Vandens maišymas: vanduo iš čiaupo.

1.2 Eksperimentinis santykis

Ankstyvoje bandymo stadijoje paruošto plieno šlako ir smėlio skiedinio cemento ir smėlio santykis buvo 1:3 (masės santykis), vandens ir cemento santykis – 0,50 (masės santykis), o polikarboksilato superplastifikatoriaus dozė – 0,25 proc. (cemento masės procentas, tas pats žemiau. ), latekso miltelių kiekis yra 2,0%, o putų šalinimo priemonės - 0,08%. Atliekant lyginamuosius eksperimentus, dviejų celiuliozės eterių HPMC2000 ir HPMC6000 dozės buvo atitinkamai 0,15%, 0,20%, 0,25% ir 0,30%.

1.3 Bandymo metodas

Skiedinio skystumo tyrimo metodas: paruoškite skiedinį pagal GB/T 17671-1999 „Cemento skiedinio stiprumo bandymas (ISO metodas)“, naudokite bandomąją formą GB/T2419-2005 „Cemento skiedinio skystumo bandymo metodas“ ir išmaišykite Supilkite gerą skiedinį į bandomąją formą greitai nuvalykite skiedinio perteklių grandikliu, pakelkite bandomąją formą vertikaliai į viršų, o kai skiedinys nebeteka, išmatuokite maksimalų skiedinio pasklidimo ploto skersmenį ir skersmenį vertikalia kryptimi ir paimkite vidutinę vertę, rezultatas yra 5 mm tikslumas.

Skiedinio vandens sulaikymo normos bandymas atliekamas JGJ/T 70-2009 „Pagrindinių statybinio skiedinio savybių tyrimo metodai“ nurodytu būdu.

Skiedinio stiprio gniuždant ir lenkimo bandymas atliekamas GB/T 17671-1999 nurodytu metodu, o bandymo amžius yra atitinkamai 3 dienos, 7 dienos ir 28 dienos.

2. Rezultatai ir diskusija

2.1 Celiuliozės eterio poveikis plieninio šlako smėlio skiedinio veikimui

Iš skirtingo celiuliozės eterio kiekio poveikio plieninio šlako smėlio skiedinio vandens sulaikymui matyti, kad pridėjus HPMC2000 arba HPMC6000 galima žymiai pagerinti šviežiai sumaišyto skiedinio vandens sulaikymą. Didėjant celiuliozės eterio kiekiui, skiedinio vandens sulaikymo greitis labai padidėjo ir išliko stabilus. Tarp jų, kai celiuliozės eterio kiekis yra tik 0,15%, skiedinio vandens sulaikymo greitis padidėja beveik 10%, palyginti su tuo, kad jis nepridedamas, ir pasiekia 96%; padidinus kiekį iki 0,30 %, skiedinio vandens sulaikymo koeficientas siekia net 98,5 %. Galima pastebėti, kad celiuliozės eterio pridėjimas gali žymiai pagerinti skiedinio vandens sulaikymą.

Iš skirtingų celiuliozės eterio dozių įtakos plieninio šlako smėlio skiedinio takumui matyti, kad kai celiuliozės eterio dozė yra 0,15 % ir 0,20 %, tai akivaizdžios įtakos skiedinio takumui neturi; kai dozė padidinama iki 0,25% ar daugiau, turi didesnį poveikį sklandumui, tačiau sklandumą vis tiek galima išlaikyti 260 mm ir daugiau; kai dviejų celiuliozės eterių yra vienodai, palyginti su HPMC2000, neigiamas HPMC6000 poveikis skiedinio sklandumui yra akivaizdesnis.

Hidroksipropilmetilceliuliozės eteris yra nejoninis polimeras, gerai sulaikantis vandenį ir tam tikrame diapazone, kuo didesnis klampumas, tuo geresnis vandens sulaikymas ir ryškesnis tirštinimo efektas. Priežastis ta, kad hidroksilo grupė jos molekulinėje grandinėje ir deguonies atomas eterio jungtyje gali sudaryti vandenilio ryšius su vandens molekulėmis, paversdamos laisvą vandenį surištu vandeniu. Todėl, naudojant tą pačią dozę, HPMC6000 gali padidinti skiedinio klampumą daugiau nei HPMC2000, sumažinti skiedinio sklandumą ir akivaizdžiau padidinti vandens sulaikymo greitį. 10 dokumentas paaiškina aukščiau pateiktą reiškinį, kai celiuliozės eterį ištirpinus vandenyje susidaro viskoelastinis tirpalas, o tekėjimo savybes apibūdina deformacija. Galima daryti išvadą, kad šiame popieriuje paruoštas plieno šlako skiedinys pasižymi dideliu takumu, kuris be maišymo gali siekti 295 mm, o jo deformacija yra gana didelė. Įdėjus celiuliozės eterio, suspensija taps klampi, o jos gebėjimas atkurti formą yra mažas, todėl sumažės judrumas.

2.2 Celiuliozės eterio poveikis plieno šlako smėlio skiedinio stiprumui

Celiuliozės eterio pridėjimas ne tik turi įtakos plieninio šlako smėlio skiedinio darbinėms savybėms, bet ir jo mechaninėms savybėms.

Iš skirtingų celiuliozės eterio dozių poveikio plieninio šlako smėlio skiedinio gniuždymo stipriui matyti, kad įpylus HPMC2000 ir HPMC6000 skiedinio stipris gniuždant prie kiekvienos dozės didėja su amžiumi. HPMC2000 pridėjimas neturi akivaizdaus poveikio 28 dienų skiedinio stipriui gniuždant, o stiprumo svyravimai nėra dideli; o HPMC2000 turi didesnį poveikį ankstyvam (3 ir 7 dienų) stiprumui, rodo akivaizdaus mažėjimo tendenciją, nors dozė padidėja iki 0,25%, o aukščiau, ankstyvas gniuždymo stipris šiek tiek padidėjo, bet vis tiek mažesnis nei be jo. pridedant. Kai HPMC6000 kiekis yra mažesnis nei 0,20%, poveikis 7 dienų ir 28 dienų gniuždymo stipriui nėra akivaizdus, ​​o 3 dienų gniuždymo stipris mažėja lėtai. Kai HPMC6000 kiekis padidėjo iki 0,25% ir daugiau, 28 dienų stiprumas tam tikru mastu padidėjo, o vėliau sumažėjo; 7 dienų stiprumas sumažėjo, o tada išliko stabilus; 3 dienų stiprumas sumažėjo stabiliai. Todėl galima manyti, kad dviejų klampų HPMC2000 ir HPMC6000 celiuliozės eteriai neturi akivaizdaus blogėjimo poveikio 28 dienų skiedinio stipriui gniuždant, tačiau HPMC2000 pridėjimas turi akivaizdžiau neigiamą poveikį ankstyvam skiedinio stiprumui.

HPMC2000 turi skirtingą skiedinio stiprumo lenkimo pablogėjimo laipsnį, nesvarbu, pradiniame etape (3 dienos ir 7 dienos) arba vėlyvoje stadijoje (28 dienos). HPMC6000 pridėjimas taip pat turi tam tikrą neigiamą poveikį skiedinio stiprumui lenkti, tačiau poveikio laipsnis yra mažesnis nei HPMC2000.

Be vandens sulaikymo ir tirštinimo funkcijos, celiuliozės eteris taip pat lėtina cemento hidratacijos procesą. Tai daugiausia lemia celiuliozės eterio molekulių adsorbcija ant cemento hidratacijos produktų, tokių kaip kalcio silikato hidrato gelis ir Ca(OH)2, kad susidarytų dengiantis sluoksnis; be to, padidėja porų tirpalo klampumas, o celiuliozės eteris trukdo Ca2+ ir SO42- migracija porų tirpale lėtina hidratacijos procesą. Todėl sumaišyto su HPMC skiedinio ankstyvasis stiprumas (3 dienos ir 7 dienos) buvo sumažintas.

Į skiedinį įpylus celiuliozės eterio, dėl orą sutraukiančio celiuliozės eterio poveikio susidarys daug didelių, 0,5-3 mm skersmens burbuliukų, o celiuliozės eterio membranos struktūra adsorbuojama šių burbuliukų paviršiuje, kuris į a. tam tikru mastu vaidina svarbų vaidmenį stabilizuojant burbulus. vaidmenį, todėl susilpnėja putų šalinimo priemonės skiedinyje. Nors susidarę oro burbuliukai yra tarsi rutuliniai guoliai šviežiai sumaišytame skiedinyje, o tai pagerina apdirbamumą, tačiau skiediniui sukietėjus ir sukietėjus didžioji dalis oro burbuliukų lieka skiedinyje ir sudaro savarankiškas poras, o tai sumažina tariamas skiedinio tankis. . Atitinkamai sumažėja gniuždymo stipris ir lenkimo stipris.

Matyti, kad ruošiant plieno šlako smėlio specialų skiedinį, pasižymintį dideliu sklandumu, dideliu vandens sulaikymo greičiu ir dideliu stiprumu, rekomenduojama naudoti HPMC6000, o dozavimas neturi būti didesnis nei 0,20%.

baigiant

Eksperimentais ištirtas dviejų klampų celiuliozės eterių (HPMC200 ir HPMC6000) poveikis plieninio šlakinio smėlio skiedinio vandens sulaikymui, takumui, gniuždymo ir lenkimo stiprumui, analizuotas celiuliozės eterio veikimo mechanizmas plieninio šlako smėlio skiedinyje. Šios išvados:

(1) Nepriklausomai nuo HPMC2000 ar HPMC6000 pridėjimo, šviežiai sumaišyto plieno šlako smėlio skiedinio vandens sulaikymo greitis gali būti žymiai pagerintas, o vandens sulaikymo efektyvumas gali būti pagerintas.

(2) Kai dozė yra mažesnė nei 0,20%, HPMC2000 ir HPMC6000 pridėjimo poveikis plieno šlako smėlio skiedinio sklandumui nėra akivaizdus. Kai kiekis padidėja iki 0,25% ir daugiau, HPMC2000 ir HPMC6000 daro tam tikrą neigiamą poveikį plieno šlako smėlio skiedinio sklandumui, o neigiamas HPMC6000 poveikis yra akivaizdesnis.

(3) HPMC2000 ir HPMC6000 pridėjimas neturi akivaizdaus poveikio plieninio šlako smėlio skiedinio 28 dienų gniuždymo stipriui, tačiau HPMC2000 daro didesnį neigiamą poveikį ankstyvam skiedinio stipriui gniuždant, o lenkimo stipris taip pat yra akivaizdžiai nepalankus. HPMC6000 pridėjimas turi tam tikrą neigiamą poveikį plieno šlako-smėlio skiedinio atsparumui lenkimui bet kokio amžiaus, tačiau poveikio laipsnis yra žymiai mažesnis nei HPMC2000.