Focus on Cellulose ethers

Hidroksietilmetilceliuliozės poveikis cemento skiediniui

Ištirta tokių veiksnių kaip hidroksietilmetilceliuliozės (HEMC) klampos pokytis, nesvarbu, ar ji modifikuota, ar ne, bei turinio pokytis šviežio cemento skiedinio takumo įtempimui ir plastinei klampumui. Nemodifikuotam HEMC, kuo didesnis klampumas, tuo mažesnis skiedinio takumo įtempis ir plastinė klampa; susilpnėja modifikuoto HEMC klampos kitimo įtaka skiedinio reologinėms savybėms; Nesvarbu, ar jis modifikuotas, ar ne, kuo didesnis HEMC klampumas, tuo mažesnė skiedinio takumo įtempio ir plastinės klampos vystymosi sulėtinimo poveikis yra akivaizdesnis. Kai HEMC kiekis didesnis nei 0,3%, skiedinio takumo įtempis ir plastinė klampumas didėja didėjant kiekiui; kai HEMC kiekis yra didelis, laikui bėgant skiedinio takumo įtempis mažėja, o plastinės klampos diapazonas laikui bėgant didėja.

Raktažodžiai: hidroksietilmetilceliuliozė, šviežias skiedinys, reologinės savybės, takumo įtempis, plastinė klampumas

I. Įvadas

Tobulėjant statybų skiediniu technologijai, vis daugiau dėmesio skiriama mechanizuotai statybai. Vertikalus transportavimas dideliais atstumais kelia naujus reikalavimus pumpuojamam skiediniui: viso siurbimo proceso metu turi būti palaikomas geras sklandumas. Tam reikia ištirti skiedinio takumą įtakojančius veiksnius ir ribojančias sąlygas, o įprastas metodas yra stebėti skiedinio reologinius parametrus.

Skiedinio reologinės savybės daugiausia priklauso nuo žaliavų pobūdžio ir kiekio. Celiuliozės eteris yra pramoniniame skiedinyje plačiai naudojamas priedas, turintis didelę įtaką skiedinio reologinėms savybėms, todėl šalies ir užsienio mokslininkai atliko tam tikrus jo tyrimus. Apibendrinant galima padaryti tokias išvadas: padidėjus celiuliozės eterio kiekiui, padidės pradinis skiedinio sukimo momentas, tačiau po tam tikro maišymo periodo skiedinio pasipriešinimas tekėjimui sumažės (1). ; kai pradinis sklandumas iš esmės yra toks pat, pirmiausia prarandamas skiedinio sklandumas. padidėjo po to, kai sumažėjo (2); skiedinio takumo riba ir plastinė klampumas pirmiausia mažėjo, o vėliau didėjo, o celiuliozės eteris skatino skiedinio struktūros ardymą ir pailgino laiką nuo sunaikinimo iki rekonstrukcijos (3); Eteris ir sutirštinti milteliai turi didesnį klampumą ir stabilumą ir tt (4). Tačiau pirmiau minėti tyrimai vis dar turi trūkumų:

Skirtingų mokslininkų matavimo standartai ir procedūros nėra vienodos, o bandymų rezultatai negali būti tiksliai lyginami; instrumento bandymų diapazonas yra ribotas, o išmatuoto skiedinio reologiniai parametrai svyruoja nedaug, o tai nėra plačiai reprezentatyvi; trūksta lyginamųjų bandymų su skirtingo klampumo celiuliozės eteriais; Yra daug įtakos veiksnių, o pakartojamumas nėra geras. Pastaraisiais metais atsiradęs Viskomat XL skiedinio reometras suteikė didelį patogumą tiksliai nustatyti skiedinio reologines savybes. Jo pranašumai yra aukštas automatinio valdymo lygis, didelė talpa, platus bandymų diapazonas ir bandymų rezultatai, labiau atitinkantys faktines sąlygas. Šiame darbe, remiantis šio tipo instrumentų naudojimu, yra susintetinti esamų mokslininkų tyrimų rezultatai, suformuluota bandymų programa, skirta ištirti skirtingų hidroksietilmetilceliuliozės (HEMC) tipų ir klampų įtaką skiedinio reologijai. didesnis dozių diapazonas. našumo poveikis.

2. Šviežio cemento skiedinio reologinis modelis

Nuo tada, kai reologija buvo įtraukta į cemento ir betono mokslą, daugybė tyrimų parodė, kad šviežias betonas ir skiedinys gali būti laikomi Binghamo skysčiu, o Banfill toliau plėtojo galimybę naudoti Binghamo modelį skiedinio reologinėms savybėms apibūdinti (5). Binghamo modelio reologinėje lygtyje τ=τ0+μγ τ – šlyties įtempis, τ0 – takumo įtempis, μ – plastinė klampumas, o – šlyties greitis. Tarp jų τ0 ir μ yra du svarbiausi parametrai: τ0 – mažiausias šlyties įtempis, dėl kurio cemento skiedinys gali tekėti, ir tik tada, kai τ>τ0 veikia skiedinį, skiedinys gali tekėti; μ atspindi klampų pasipriešinimą skiediniui tekant Kuo didesnis μ, tuo skiedinys teka lėčiau [3]. Tuo atveju, kai τ0 ir μ nežinomi, prieš apskaičiuojant šlyties įtempį reikia išmatuoti bent dviem skirtingais šlyties greičiais (6).

Tam tikrame skiedinio reometre NT kreivė, gauta nustačius ašmenų sukimosi greitį N ir išmatavus sukimo momentą T, sukuriamą dėl skiedinio atsparumo šlyčiai, taip pat gali būti naudojama apskaičiuojant kitą lygtį T=g+, atitinkančią Binghamo modelį. Du parametrai Nh g ir h. g yra proporcingas takumo įtempiui τ0, h yra proporcingas plastinei klampai μ ir τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , kur G yra konstanta, susijusi su prietaisu, o K gali būti praleistas per žinomą srautą. Jis gaunamas koreguojant skystį, kurio charakteristikos keičiasi atsižvelgiant į šlyties greitį[7]. Patogumo sumetimais šiame darbe tiesiogiai aptariami g ir h, o kintantys g ir h dėsniai atspindėtų besikeičiantį skiedinio takumo įtempio ir plastinės klampos dėsnį.

3. Testas

3.1 Žaliavos

3,2 smėlio

Kvarcinis smėlis: rupus smėlis yra 20-40 akių, vidutinis smėlis yra 40-70 akių, smulkus smėlis yra 70-100 akių, o trys maišomi santykiu 2:2:1.

3.3 Celiuliozės eteris

Hidroksietilmetilceliuliozė HEMC20 (klampumas 20 000 mPa s), HEMC25 (klampumas 25 000 mPa s), HEMC40 (klampumas 40 000 mPa s) ir HEMC45 (klampumas 45 000 mPa s), iš kurių modifikuota HEMC5 ląstelė 45 000 mPa s.

3.4 Vandens maišymas

vandentiekio vanduo.

3.5 Bandymo planas

Kalkių ir smėlio santykis yra 1:2,5, vandens suvartojimas yra 60% cemento suvartojimo, o HEMC kiekis yra 0-1,2% cemento suvartojimo.

Pirmiausia tolygiai sumaišykite tiksliai pasvertą cementą, HEMC ir kvarcinį smėlį, tada įpilkite maišymo vandens pagal GB/T17671-1999 ir išmaišykite, o tada naudokite Viskomat XL skiedinio reometrą. Bandymo procedūra yra tokia: greitis sparčiai didinamas nuo 0 iki 80 aps./min esant 0–5 min., 60 aps./min. esant 5–7 min., 40 aps./min. esant 7–9 min., 20 aps./min. esant 9–11 min., 10 aps./min. esant 11–13 min. ir 5 aps./min. esant 13–15 min. 15–30 min., greitis yra 0 aps./min., o po to ciklą kartą per 30 min. pagal aukščiau pateiktą procedūrą, o bendras bandymo laikas yra 120 min.

4. Rezultatai ir diskusija

4.1 HEMC klampos kitimo įtaka cemento skiedinio reologinėms savybėms

(HEMC kiekis yra 0,5 % cemento masės), atitinkamai atspindi skiedinio takumo įtempio ir plastinės klampos kitimo dėsnį. Matyti, kad nors HEMC40 klampumas yra didesnis nei HEMC20, tačiau skiedinio, sumaišyto su HEMC40, takumo riba ir plastinė klampa yra mažesnė nei skiedinio, sumaišyto su HEMC20; nors HEMC45 klampumas yra 80% didesnis nei HEMC25, skiedinio takumo įtempis yra šiek tiek mažesnis, o plastiko klampumas yra tarp Po 90 minučių padidėjo. Taip yra todėl, kad kuo didesnis celiuliozės eterio klampumas, tuo lėtesnis tirpimo greitis ir tuo ilgiau su juo paruoštas skiedinys pasiekia galutinį klampumą [8]. Be to, tuo pačiu bandymo momentu skiedinio, sumaišyto su HEMC40, tūrinis tankis buvo mažesnis nei skiedinio, sumaišyto su HEMC20, o skiedinio, sumaišyto su HEMC45, mažesnis nei skiedinio, sumaišyto su HEMC25, nurodant, kad HEMC40 ir HEMC45 įvedė daugiau oro burbuliukų, o oro burbuliukai skiedinyje turi „rutulio“ efektą, kuris taip pat sumažina skiedinio srauto pasipriešinimą.

Pridėjus HEMC40, skiedinio takumo įtempis buvo pusiausvyra po 60 minučių, o plastiko klampumas padidėjo; pridėjus HEMC20, skiedinio takumo įtempis pasiekė pusiausvyrą po 30 minučių, o plastiko klampumas padidėjo. Tai rodo, kad HEMC40 turi didesnį sulėtinantį poveikį skiedinio takumo įtempiui ir plastiko klampumui nei HEMC20, o galutiniam klampumui pasiekti reikia ilgiau.

Skiedinio, sumaišyto su HEMC45, takumo įtempis sumažėjo nuo 0 iki 120 minučių, o plastiko klampumas padidėjo po 90 minučių; tuo tarpu skiedinio, sumaišyto su HEMC25, takumo įtempis padidėjo po 90 min., o plastiko klampumas padidėjo po 60 min. Tai rodo, kad HEMC45 turi didesnį sulėtinantį poveikį skiedinio takumo įtempiui ir plastiko klampumui nei HEMC25, o laikas, reikalingas galutiniam klampumui pasiekti, taip pat yra ilgesnis.

4.2 HEMC kiekio įtaka cemento skiedinio takumo įtempimui

Bandymo metu skiedinio takumo įtempį įtakojantys veiksniai yra šie: skiedinio sluoksniavimasis ir nutekėjimas, struktūros pažeidimas maišant, hidratacijos produktų susidarymas, laisvos drėgmės sumažėjimas skiedinyje ir sulėtinantis celiuliozės eterio poveikis. Dėl lėtinančio celiuliozės eterio poveikio visuotinai priimtas požiūris yra paaiškinamas priemaišų adsorbcija.

Matyti, kad pridėjus HEMC40 ir jo kiekiui mažiau nei 0,3%, skiedinio takumo įtempis palaipsniui mažėja, didėjant HEMC40 kiekiui; kai HEMC40 kiekis didesnis nei 0,3%, skiedinio takumo įtempis palaipsniui didėja. Dėl skiedinio be celiuliozės eterio nutekėjimo ir išsisluoksniavimo tarp užpildų nėra pakankamai cemento pastos sutepimui, todėl padidėja takumo įtempis ir sunku tekėti. Tinkamai įpylus celiuliozės eterio, galima veiksmingai pagerinti skiedinio sluoksniavimosi reiškinį, o patekę oro burbuliukai prilygsta mažiems „rutuliukams“, kurie gali sumažinti skiedinio takumo įtempį ir palengvinti jo tekėjimą. Didėjant celiuliozės eterio kiekiui, fiksuotas drėgmės kiekis taip pat palaipsniui didėja. Kai celiuliozės eterio kiekis viršija tam tikrą vertę, laisvos drėgmės mažinimo įtaka pradeda vaidinti pagrindinį vaidmenį, o skiedinio takumo įtempis palaipsniui didėja.

Kai HEMC40 kiekis yra mažesnis nei 0,3%, skiedinio takumo įtempis palaipsniui mažėja per 0-120 min., o tai daugiausia susiję su vis rimtesniu skiedinio sluoksniuojimu, nes tarp mentės ir dugno yra tam tikras atstumas. instrumentas, o agregatas po delaminacijos grimzta į dugną, viršutinė varža tampa mažesnė; kai HEMC40 kiekis yra 0,3%, skiedinys beveik nesisluoksniuoja, celiuliozės eterio adsorbcija yra ribota, vyrauja hidratacija, o takumo įtempis yra tam tikras padidėjimas; HEMC40 kiekis yra Kai celiuliozės eterio kiekis yra 0,5–0,7%, celiuliozės eterio adsorbcija palaipsniui didėja, hidratacijos greitis mažėja ir skiedinio takumo įtempio vystymosi tendencija pradeda keistis; Ant paviršiaus hidratacijos greitis yra mažesnis, o skiedinio takumo įtempis laikui bėgant mažėja.

4.3 HEMC kiekio įtaka cemento skiedinio plastinei klampumui

Matyti, kad įpylus HEMC40, skiedinio plastinė klampa palaipsniui didėja didėjant HEMC40 kiekiui. Taip yra todėl, kad celiuliozės eteris turi tirštinimo efektą, dėl kurio gali padidėti skysčio klampumas, o kuo didesnė dozė, tuo didesnis skiedinio klampumas. Priežastis, kodėl skiedinio plastinis klampumas sumažėja įpylus 0,1% HEMC40, taip pat yra dėl oro burbuliukų įvedimo „rutulio“ efekto, skiedinio nutekėjimo ir išsisluoksniavimo mažinimo.

Paprasto skiedinio plastinis klampumas nepridedant celiuliozės eterio laipsniškai mažėja, o tai susiję ir su mažesniu viršutinės dalies tankiu, kurį sukelia skiedinio sluoksniavimasis; kai HEMC40 kiekis yra 0,1–0,5%, skiedinio struktūra yra gana vienoda, o skiedinio struktūra yra gana vienoda po 30 minučių. Plastiko klampumas labai nesikeičia. Šiuo metu jis daugiausia atspindi paties celiuliozės eterio klampumo efektą; kai HEMC40 kiekis yra didesnis nei 0,7%, skiedinio plastinis klampumas didėja palaipsniui, laikui bėgant, nes skiedinio klampumas taip pat yra susijęs su celiuliozės eterio klampa. Celiuliozės eterio tirpalo klampumas palaipsniui didėja per tam tikrą laikotarpį nuo maišymo pradžios. Kuo didesnė dozė, tuo reikšmingesnis laikui bėgant didėjantis poveikis.

V. Išvada

Tokie veiksniai, kaip HEMC klampumo pokytis, nesvarbu, ar jis modifikuotas, ar ne, ir dozės pasikeitimas labai paveiks skiedinio reologines savybes, kurias gali atspindėti du parametrai – takumo įtempis ir plastikinis klampumas.

Esant nemodifikuotam HEMC, kuo didesnis klampumas, tuo mažesnis skiedinio takumo įtempis ir plastinė klampa per 0-120min; modifikuoto HEMC klampos pokyčio įtaka skiedinio reologinėms savybėms yra silpnesnė nei nemodifikuoto HEMC; Nesvarbu, ar modifikacija yra nuolatinė, ar ne, kuo didesnis HEMC klampumas, tuo reikšmingesnis yra stabdantis poveikis skiedinio takumo įtempiui ir plastiniam klampumui.

Pridedant HEMC40, kurio klampumas 40000mPa·s ir jo kiekis didesnis nei 0,3%, skiedinio takumo įtempis palaipsniui didėja; kai kiekis viršija 0,9%, skiedinio takumo įtempis laikui bėgant pradeda palaipsniui mažėti; Plastiko klampumas didėja didėjant HEMC40 kiekiui. Kai kiekis yra didesnis nei 0,7%, skiedinio plastinė klampumas laikui bėgant pradeda palaipsniui didėti.


Paskelbimo laikas: 2022-11-24
„WhatsApp“ internetinis pokalbis!