Cementiniam skiediniui modifikuoto celiuliozės eterio mechaninės savybės
Buvo paruoštas modifikuotas cemento skiedinys, kurio vandens ir cemento santykis yra 0,45, kalkių ir smėlio santykis 1:2,5 ir celiuliozės eteris, kurio klampumas yra 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% ir 1,0%. . Matuojant cemento skiedinio mechanines savybes ir stebint mikroskopinę morfologiją, buvo tiriamas HEMC poveikis modifikuoto cemento skiedinio stipriui gniuždant, lenkimo stipriui ir sukibimo stipriui. Tyrimo rezultatai rodo, kad: didėjant HEMC kiekiui, įvairaus amžiaus modifikuoto skiedinio stipris gniuždant nuolat mažėja, o mažėjimo diapazonas mažėja ir būna švelnus; kai pridedamas toks pat celiuliozės eterio kiekis, skirtingo klampumo celiuliozės eteriu modifikuoto skiedinio stipris gniuždant yra: HEMC20
Pagrindiniai žodžiai:celiuliozės eteris; cemento skiedinys; gniuždymo stiprumas; lenkimo stiprumas; ryšio stiprumas
1 Įvadas
Šiame etape metinė skiedinio paklausa pasaulyje viršija 200 mln. tonų, o pramonės paklausa vis dar auga. Šiuo metu tradicinis cemento skiedinys turi defektų, tokių kaip kraujavimas, delaminavimas, didelis džiūvimo susitraukimas, prastas nepralaidumas, mažas tempiamasis sukibimo stiprumas ir nepilna hidratacija dėl vandens praradimo, kuriuos sunku išspręsti, nes tai ne tik sukelia statybos defektus, bet ir lemia. iki kietėjimo Atsiranda tokie reiškiniai kaip skiedinio įtrūkimai, smulkinimas, išsiliejimas ir tuštėjimas.
Celiuliozės eteris, kaip vienas iš dažniausiai naudojamų komercinio skiedinio priedų, turi vandens sulaikymo, tirštinimo ir sulėtinimo funkcijas ir gali būti naudojamas pagerinti cemento skiedinio fizines savybes, tokias kaip apdirbamumas, vandens sulaikymas, sukibimas ir kietėjimo laikas. , pavyzdžiui, žymiai padidina cemento kiekį. Sumažės skiedinio tempiamasis sukibimo stipris, tačiau sumažės cemento skiedinio stipris gniuždant, lenkimo stipris ir tamprumo modulis. Zhang Yishun ir kiti tyrė metilceliuliozės eterio ir hidroksipropilmetilceliuliozės eterio poveikį skiedinio savybėms. Rezultatai parodė, kad: tiek celiuliozės eteriai gali pagerinti skiedinio vandens sulaikymą, tiek lenkimo stipris, tiek gniuždymo stipris mažėja skirtingais laipsniais, tuo tarpu skiedinio lankstymo santykis ir sukibimo stiprumas didėja skirtingais laipsniais, o skiedinio susitraukimo savybės gali būti patobulinta. AJenni, R.Zurbriggen ir kt., pasitelkę šiuolaikinius bandymų ir analizės metodus, tirdami įvairių medžiagų sąveiką celiuliozės eteriu modifikuoto plonasluoksnio klijų skiedinio sistemoje, pastebėjo, kad šalia skiedinio paviršiaus atsirado celiuliozės eteris ir Ca(OH). . 2, nurodantis celiuliozės eterių migraciją cemento pagrindo medžiagose.
Šiame darbe, naudojant skiedinio bandymo metodus, tokius kaip atsparumas gniuždymui, atsparumas lenkimui, sukibimas ir SEM mikroskopinė išvaizda, tiriama celiuliozės eterio cemento skiedinio įtaka mechaninėms savybėms, tokioms kaip atsparumas gniuždymui, atsparumas lenkimui ir sukibimo stiprumas įvairiuose amžiaus tarpsniuose. ir jis yra išaiškintas. jo veikimo mechanizmas.
2. Žaliavos ir tyrimo metodai
2.1 Žaliavos
2.1.1 Cementas
Įprasto laurato cemento, kurį gamina Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., modelis P 042.5 (GB175-2007), tankis yra 3,25 g/cm³ o savitasis paviršiaus plotas 4200 cm²/g.
2.1.2 Hidroksipropilmetilceliuliozės eteris
Thehidroksietilmetilceliuliozės eterisJungtinių Amerikos Valstijų Hercules grupės klampa yra 50000MPa/s, 100000MPa/s ir 200000MPa/s 2% tirpale esant 25 temperatūrai.°C, o šios santrumpos yra HEMC5, HEMC10 ir HEMC20.
2.2 Bandymo metodas
a. Modifikuoto skiedinio atsparumas gniuždymui
Žaliųjų kėbulų bandinių stipris gniuždant buvo išbandytas naudojant Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. gamintoją TYE-300. Apkrovos greitis yra 0,5 kN/s. Stiprumo gniuždymui bandymas atliekamas pagal GB/T17671-1999 „Cemento skiedinio stiprumo bandymo metodas (ISO metodas)“.
Pagal apibrėžimą žalio korpuso gniuždymo stiprio apskaičiavimo formulė yra tokia:
Rc=F/S
Kur Rc—gniuždymo stipris, MPa;
F—bandinį veikianti gedimo apkrova, kN;
S—slėgio sritis, m².
Pagal apibrėžimą žalio korpuso lenkimo stiprumo apskaičiavimo formulė yra tokia:
Rf = (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P
Formulėje Rf—stipris lenkiant, MPa;
P—bandinį veikianti gedimo apkrova, kN;
L—atstumas tarp atraminių cilindrų centrų, tai yra 10 cm;
b, h—bandomojo korpuso skerspjūvio plotis ir aukštis, kurie abu yra 4 cm.
b. Modifikuoto cemento skiedinio atsparumas tempimui
Klijų stiprumui išmatuoti naudokite ZQS6-2000 klijų plytų klijų stiprumo detektorių, o tempimo greitis yra 2 mm/min. Sukibimo stiprumo bandymas buvo atliktas pagal JC/T985-2005 „Cemento pagrindo savaime išsilyginantis skiedinys gruntui“.
Pagal apibrėžimą žaliojo kūno sukibimo stiprumo apskaičiavimo formulė yra tokia:
P=F/S
Formulėje P—tempimo sukibimo stipris, MPa;
F—didžiausia gedimo apkrova, N;
S—sujungimo plotas, mm².
3. Rezultatai ir diskusija
3.1 Atsparumas gniuždymui
Iš dviejų rūšių skirtingo klampumo celiuliozės eteriu modifikuotų skiedinių atsparumo gniuždymui skirtinguose amžiuose matyti, kad padidėjus HEMC kiekiui, skirtingo amžiaus (3d, 7d ir 28d) modifikuotų celiuliozės eteriu skiedinių gniuždymo stipris sumažėjo. reikšmingai. Žymiai sumažėjo ir palaipsniui stabilizavosi: kai HEMC kiekis buvo mažesnis nei 0,4%, stipris gniuždymui žymiai sumažėjo, palyginti su tuščiuoju mėginiu; kai HEMC kiekis buvo 0,4% ~ 1,0%, gniuždymo stiprio mažėjimo tendencija sulėtėjo. Kai celiuliozės eterio kiekis yra didesnis nei 0,8%, 7d ir 28d amžiaus gniuždymo stipris yra mažesnis nei tuščiojo mėginio 3d amžiaus, o modifikuoto skiedinio 3d gniuždymo stipris yra beveik nulis, o mėginys yra lengvai paspaustas Iškart susmulkintas, vidus miltelių pavidalo, o tankis labai mažas.
To paties HEMC įtaka modifikuoto skiedinio gniuždymo stipriui skirtinguose amžiuose taip pat yra skirtinga, tai rodo, kad 28d gniuždymo stipris mažėja, kai HEMC kiekis padidėja daugiau nei 7d ir 3d. Tai rodo, kad HEMC sulėtinantis poveikis visada egzistavo senstant, o HEMC stabdymui įtakos neturėjo nei vandens kiekio sumažėjimas sistemoje, nei hidratacijos reakcijos progresas, dėl kurio padidėjo gniuždymo stipris. modifikuoto skiedinio yra daug mažesnis nei be skiedinio mėginių, sumaišytų su HEMC.
Iš skirtingo amžiaus modifikuoto celiuliozės eteriu skiedinio gniuždymo stiprio kitimo kreivės matyti, kad įpylus vienodą kiekį celiuliozės eterio, skirtingo klampumo celiuliozės eteriu modifikuoto skiedinio stipris gniuždant yra: HEMC20
Modifikuoto skiedinio gniuždymo stipris mažėja dėl šių trijų veiksnių: viena vertus, dėl to, kad vandenyje tirpaus HEMC makromolekulinio tinklo struktūra apima cemento daleles, CSH gelį, kalcio oksidą, kalcio aliuminato hidratą ir kitas daleles bei nehidratuotas. dalelės Ant paviršiaus, ypač ankstyvoje cemento hidratacijos stadijoje, adsorbcija tarp kalcio aliuminato hidrato ir HEMC sulėtina kalcio aliuminato hidratacijos reakciją, todėl labai sumažėja gniuždymo stipris. Akivaizdus ilgalaikio skiedinio sulėtinantis poveikis, kuris rodo, kad kai HEMC20 kiekis pasiekia 0,8%~1%, modifikuoto skiedinio mėginio 3d stiprumas yra lygus nuliui; kita vertus, hidratuotas HEMC tirpalas turi didesnį klampumą, o maišant skiedinį jis gali būti maišomas su oru, kad susidarytų daug oro burbuliukų, todėl sukietėjusiame skiedinyje susidaro daug tuštumų. , o bandinio gniuždymo stipris nuolat mažėja didėjant HEMC kiekiui ir didėjant jo polimerizacijos laipsniui; Skiedinio sistema tik padidina skiedinio lankstumą ir negali atlikti standžios atramos vaidmens, todėl sumažėja gniuždymo stipris.
3.2 Lenkimo stipris
Iš dviejų skirtingo klampumo celiuliozės eteriu modifikuotų skiedinių lenkimo stiprio skirtingais amžiais matyti, kad panašiai kaip ir modifikuoto skiedinio gniuždymo stiprio pokytis, celiuliozės eteriu modifikuoto skiedinio lenkimo stipris palaipsniui mažėja didėjant HEMC kiekiui.
Iš skirtingų amžių celiuliozės eteriu modifikuoto skiedinio lenkimo stiprio kitimo kreivės matyti, kad kai celiuliozės eterio kiekis yra vienodas, HEMC20 modifikuoto skiedinio mėginio lenkimo stipris yra šiek tiek mažesnis nei HEMC10 modifikuoto skiedinio mėginio, o kai HEMC kiekis yra 0,4% ~ 0,8%, šių dviejų 28d lenkimo stiprumo kitimo kreivės beveik sutampa.
Iš skirtingų amžių modifikuoto celiuliozės eteriu skiedinio lenkimo stiprio kitimo kreivės taip pat matyti, kad modifikuoto skiedinio lenkimo stiprio pokytis yra: HEMC5
3.3 Sukibimo stiprumas
Iš trijų skirtingo amžiaus celiuliozės eteriu modifikuotų skiedinių sukibimo stiprumo kitimo kreivių matyti, kad modifikuoto skiedinio sukibimo stiprumas didėja didėjant HEMC kiekiui ir palaipsniui tampa stabilus. Ilgėjant amžiui, modifikuoto skiedinio sukibimo stiprumas taip pat didėjo.
Iš trijų celiuliozės eteriu modifikuotų skiedinių 28 dienų sukibimo stiprumo kitimo kreivių matyti, kad modifikuoto skiedinio sukibimo stiprumas didėja didėjant HEMC kiekiui ir palaipsniui tampa stabilus. Tuo pačiu metu, didėjant celiuliozės eterio polimerizacijos laipsniui, modifikuoto skiedinio sukibimo stiprumo pokytis yra: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
Taip yra dėl to, kad į modifikuotą skiedinį su dideliu HEMC kiekiu patalpinama daug porų, todėl padidėja sukietėjusio kūno poringumas, sumažėja konstrukcijos tankis ir lėtas sukibimo stiprumas. ; Atliekant tempimo bandymą, lūžis įvyko modifikuotame skiedinyje Viduje modifikuoto skiedinio ir pagrindo kontaktiniame paviršiuje nėra trūkio, o tai rodo, kad modifikuoto skiedinio ir pagrindo sukibimo stipris yra didesnis nei sukietėjusio. modifikuotas skiedinys. Tačiau, kai HEMC kiekis yra mažas (0% ~ 0,4%), vandenyje tirpios HEMC molekulės gali padengti ir apvynioti hidratuotas cemento daleles ir sudaryti polimerinę plėvelę tarp cemento dalelių, o tai padidina jo lankstumą ir lankstumą. modifikuotas skiedinys. Plastiškumas, o dėl puikaus HEMC vandens sulaikymo modifikuotas skiedinys turi pakankamai vandens hidratacijos reakcijai, kas užtikrina cemento stiprumo vystymąsi, o modifikuoto cemento skiedinio sukibimo stipris didėja tiesiškai.
3.4 SEM
Iš SEM palyginimo vaizdų prieš ir po celiuliozės eteriu modifikuoto skiedinio matyti, kad nemodifikuotame skiedinyje tarpai tarp kristalų grūdelių yra santykinai dideli, kristalų susidaro nedidelis kiekis. Modifikuotame skiedinyje kristalai visiškai išauga, celiuliozės eterio įterpimas pagerina skiedinio vandens sulaikymo savybes, cementas yra visiškai hidratuotas, o hidratacijos produktai yra akivaizdūs.
Taip yra todėl, kad celiuliozės eteris buvo apdorotas specialiu eterinimo procesu, kuris pasižymi puikia dispersija ir vandens sulaikymu. Vanduo palaipsniui išsiskiria per ilgą laiką, iš kapiliarų porų dėl džiūvimo ir garavimo išeina tik nedidelis vandens kiekis, o didžioji dalis vandens hidratuojasi su cementu, kad būtų užtikrintas modifikuoto cemento skiedinio tvirtumas.
4 Išvada
a. Didėjant HEMC kiekiui, įvairaus amžiaus modifikuoto skiedinio stipris gniuždant nuolat mažėja, o redukcijos diapazonas mažėja ir būna plokščias; kai celiuliozės eterio kiekis yra didesnis nei 0,8%, 7d ir 28d 3d sendinto tuščiojo bandinio stipris gniuždant yra mažesnis nei tuščiojo bandinio, o modifikuoto skiedinio 3d sendinimo stipris gniuždant yra beveik nulis. Lengvai paspaudus mėginys lūžta, o vidus yra miltelių pavidalo ir mažo tankio.
b. Įdėjus tokį patį kiekį celiuliozės eterio, skirtingo klampumo celiuliozės eteriu modifikuoto skiedinio stipris gniuždant pasikeičia taip: HEMC20
c. Celiuliozės eteriu modifikuoto skiedinio lenkimo stipris palaipsniui mažėja, didėjant HEMC kiekiui. Modifikuoto skiedinio stiprio lenkimas pokytis yra: HEMC5
d. Modifikuoto skiedinio sukibimo stiprumas didėja didėjant HEMC kiekiui ir palaipsniui tampa stabilus. Tuo pačiu metu, didėjant celiuliozės eterio polimerizacijos laipsniui, modifikuoto skiedinio sukibimo stiprumo pokytis yra: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
e. Į cemento skiedinį įmaišius celiuliozės eterį, kristalas pilnai išauga, poros tarp kristalų grūdelių sumažėja, cementas visiškai hidratuojamas, o tai užtikrina cemento skiedinio gniuždymo, lenkimo ir sukibimo stiprumą.
Paskelbimo laikas: 2023-01-30