Celulozes ēteris uz sārņu smilšu javas

Izmantojot P·II 52,5 pakāpes cements kā cementa materiāls un tērauda izdedžu smiltis kā smalks pildviela, tērauda izdedžu smiltis ar augstu plūstamību un augstu stiprību tiek sagatavotas, pievienojot ķīmiskas piedevas, piemēram, ūdens reducētāju, lateksa pulveri un putu slāpētāju īpašo javu, kā arī divu dažādu iedarbību. viskozitāte (2000 mPa·s un 6000mPa·s) tika pētīta hidroksipropilmetilcelulozes ētera (HPMC) ietekme uz ūdens aizturi, plūstamību un izturību. Rezultāti liecina, ka: (1) gan HPMC2000, gan HPMC6000 var ievērojami palielināt svaigi sajauktas javas ūdens aiztures ātrumu un uzlabot tās ūdens aiztures rādītājus; (2) Ja celulozes ētera saturs ir mazs, ietekme uz javas plūstamību nav acīmredzama. Ja to palielina līdz 0,25% vai vairāk, tam ir zināma pasliktināšanās ietekme uz javas plūstamību, starp kurām HPMC6000 pasliktināšanās efekts ir acīmredzamāks; (3) celulozes ētera pievienošanai nav acīmredzamas ietekmes uz javas 28 dienu spiedes izturību, bet HPMC2000 pievienošana nepareizā laikā ir acīmredzami nelabvēlīga dažāda vecuma lieces izturībai un tajā pašā laikā ievērojami samazina. javas agrīnā (3 dienas un 7 dienas) spiedes izturība; (4) HPMC6000 pievienošana zināmā mērā ietekmē dažādu vecumu lieces izturību, taču samazinājums bija ievērojami mazāks nekā HPMC2000. Šajā rakstā tiek uzskatīts, ka HPMC6000 ir jāizvēlas, gatavojot tērauda izdedžu smilšu speciālo javu ar augstu plūstamību, augstu ūdens aiztures ātrumu un augstu stiprību, un deva nedrīkst būt lielāka par 0,20%.

Atslēgas vārdi:tērauda izdedžu smiltis; celulozes ēteris; viskozitāte; darba veiktspēja; spēks

ievads

Tērauda izdedži ir tērauda ražošanas blakusprodukts. Attīstoties dzelzs un tērauda rūpniecībai, tērauda izdedžu ikgadējā izplūde pēdējos gados ir palielinājusies par aptuveni 100 miljoniem tonnu, un krājumu uzkrāšanas problēma savlaicīgas resursu izmantošanas dēļ ir ļoti nopietna. Tāpēc resursu izmantošana un tērauda izdedžu iznīcināšana, izmantojot zinātniskas un efektīvas metodes, ir problēma, kuru nevar ignorēt. Tērauda izdedžiem piemīt augsta blīvuma, cietas tekstūras un augsta spiedes izturības īpašības, un tos var izmantot kā dabisko smilšu aizstājēju cementa javā vai betonā. Tērauda izdedžiem ir arī noteikta reaktivitāte. Tērauda izdedžus sasmalcina noteikta smalkuma pulverī (tērauda izdedžu pulveris). Pēc iejaukšanas betonā tas var radīt pucolānu efektu, kas palīdz uzlabot vircas izturību un uzlabot saskarnes pāreju starp betona pildvielu un vircu. platība, tādējādi palielinot betona izturību. Tomēr jāņem vērā, ka bez jebkādiem pasākumiem izvadīti tērauda izdedži, to iekšējais brīvais kalcija oksīds, brīvais magnija oksīds un RO fāze radīs sliktu tērauda izdedžu tilpuma stabilitāti, kas lielā mērā ierobežo tērauda izdedžu izmantošanu rupjā un smalkie pildvielas. Uzklāšana cementa javai vai betonam. Wang Yuji et al. apkopoja dažādus tērauda izdedžu apstrādes procesus un konstatēja, ka tērauda izdedžiem, kas apstrādāti ar karstās pildīšanas metodi, ir laba stabilitāte un tie var novērst to izplešanās problēmu cementbetonā, un karstā aizlikts apstrādes process faktiski tika īstenots Šanhajas 3. dzelzs un tērauda rūpnīcā. pirmo reizi. Papildus stabilitātes problēmai tērauda izdedžu pildvielām ir arī rupju poru, daudzleņķu un neliela daudzuma hidratācijas produktu īpašības uz virsmas. Ja izmanto kā pildvielas javas un betona sagatavošanai, to darba veiktspēja bieži tiek ietekmēta. Šobrīd, ievērojot tilpuma stabilitātes nodrošināšanu, tērauda izdedžu kā smalko pildvielu izmantošana speciālās javas pagatavošanai ir svarīgs tērauda izdedžu resursu izmantošanas virziens. Pētījumā konstatēts, ka ūdens reducētāja, lateksa pulvera, celulozes ētera, gaisu izraisoša līdzekļa un putu slāpētāja pievienošana tērauda izdedžu smilšu javai var uzlabot tērauda izdedžu smilšu javas maisījuma veiktspēju un sacietēšanas veiktspēju. Tērauda izdedžu smilšu augstas stiprības remontjavas pagatavošanai autore izmantojusi lateksa pulvera un citu piedevu pievienošanas pasākumus. Javas ražošanā un uzklāšanā celulozes ēteris ir visizplatītākais ķīmiskais piemaisījums. Visbiežāk izmantotie celulozes ēteri javā ir hidroksipropilmetilcelulozes ēteris (HPMC) un hidroksietilmetilcelulozes ēteris (HEMC). ) Pagaidi. Celulozes ēteris var lielā mērā uzlabot javas darba veiktspēju, piemēram, nodrošinot javai lielisku ūdens aizturi, sabiezinot, bet celulozes ētera pievienošana ietekmēs arī plūstamību, gaisa saturu, sacietēšanas laiku un javas sacietēšanu. Dažādas īpašības.

Lai labāk vadītu tērauda izdedžu smilšu javas izstrādi un pielietošanu, pamatojoties uz iepriekšējiem pētījumiem par tērauda izdedžu smilšu javu, šajā rakstā tiek izmantotas divu veidu viskozitātes (2000 mPa·s un 6000mPa·s) hidroksipropilmetilcelulozes ētera (HPMC) Veikt eksperimentālus pētījumus par tērauda izdedžu smilšu augstas stiprības javas ietekmi uz darba veiktspēju (plūstamību un ūdens aizturi) un spiedes un lieces izturību.

1. Eksperimentālā daļa

1.1. Izejvielas

Cements: Onoda P·II 52,5 klases cements.

Tērauda izdedžu smiltis: Šanhajas Baosteel ražotos pārveidotāja tērauda izdedžus apstrādā karstās pildīšanas procesā ar tilpuma blīvumu 1910 kg/m.³, kas pieder pie vidējām smiltīm, un smalkuma modulis ir 2,3.

Ūdens reduktors: polikarboksilāta ūdens reduktors (PC), ko ražo Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., pulvera veidā.

Lateksa pulveris: modeli 5010N nodrošina Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Putu noņemšanas līdzeklis: koda P803 produkts, ko nodrošina German Mingling Chemical Group, pulveris, blīvums 340 kg/m³, pelēkā skala 34% (800°C), pH vērtība 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, ūdens).

Celulozes ēteris: hidroksipropilmetilcelulozes ēteris, ko nodrošinaKima Chemical Co., Ltd., kura viskozitāte ir 2000 mPa·s ir apzīmēts kā HPMC2000, un tas, kura viskozitāte ir 6000 mPa·s ir apzīmēts kā HPMC6000.

Ūdens sajaukšana: krāna ūdens.

1.2. Eksperimentālā attiecība

Testa sākumposmā sagatavotajai tērauda izdedžu-smilšu javai cementa un smilšu attiecība bija 1:3 (masas attiecība), ūdens un cementa attiecība bija 0,50 (masas attiecība), polikarboksilāta superplastifikatora dozēšana bija 0,25%. (cementa masas procents, tas pats zemāk. ), lateksa pulvera saturs ir 2,0%, bet putu noņemšanas līdzekļa saturs ir 0,08%. Salīdzinošajiem eksperimentiem divu celulozes ēteru HPMC2000 un HPMC6000 devas bija attiecīgi 0,15%, 0,20%, 0,25% un 0,30%.

1.3. Pārbaudes metode

Javas plūstamības pārbaudes metode: sagatavojiet javu saskaņā ar GB/T 17671-1999 “Cementa javas stiprības pārbaude (ISO metode)”, izmantojiet testa veidni GB/T2419-2005 “Cementa javas plūstamības pārbaudes metode” un samaisiet. Ielejiet labo javu. testa veidnē ātri noslaukiet lieko javu ar skrāpi, paceliet testa veidni vertikāli uz augšu un, kad java vairs neplūst, izmēra javas izkliedēšanas laukuma maksimālo diametru un diametru vertikālā virzienā, un ņemiet vidējo vērtību, rezultāts ir precīzs līdz 5 mm.

Javas ūdens aiztures koeficienta pārbaude tiek veikta pēc JGJ/T 70-2009 “Būvjavas pamatīpašību pārbaudes metodes” noteiktās metodes.

Javas spiedes stiprības un lieces stiprības testu veic saskaņā ar GB/T 17671-1999 noteikto metodi, un testa vecums ir attiecīgi 3 dienas, 7 dienas un 28 dienas.

2. Rezultāti un diskusija

2.1. Celulozes ētera ietekme uz tērauda izdedžu smilšu javas darba veiktspēju

No dažāda celulozes ētera satura ietekmes uz tērauda izdedžu smilšu javas ūdens aizturi redzams, ka, pievienojot HPMC2000 vai HPMC6000, var būtiski uzlabot svaigi sajauktas javas ūdens aizturi. Palielinoties celulozes ētera saturam, javas ūdens aiztures ātrums ievērojami palielinājās un pēc tam saglabājās stabils. Tostarp, ja celulozes ētera saturs ir tikai 0,15%, javas ūdens aiztures koeficients ir palielināts par gandrīz 10%, salīdzinot ar javu bez piedevas, sasniedzot 96%; ja saturu palielina līdz 0,30%, javas ūdens aiztures koeficients sasniedz pat 98,5%. Redzams, ka celulozes ētera pievienošana var būtiski uzlabot javas ūdens aizturi.

No dažādu celulozes ētera devu ietekmes uz tērauda izdedžu smilšu javas plūstamību redzams, ka, ja celulozes ētera deva ir 0,15% un 0,20%, tai nav acīmredzamas ietekmes uz javas plūstamību; kad deva tiek palielināta līdz 0,25% vai vairāk, ir lielāka ietekme uz plūstamību, taču plūstamību joprojām var uzturēt 260 mm un vairāk; ja abiem celulozes ēteriem ir vienāds daudzums, salīdzinot ar HPMC2000, HPMC6000 negatīvā ietekme uz javas plūstamību ir acīmredzamāka.

Hidroksipropilmetilcelulozes ēteris ir nejonu polimērs ar labu ūdens aizturi, un noteiktā diapazonā, jo lielāka ir viskozitāte, jo labāka ir ūdens aizture un acīmredzamāks ir sabiezēšanas efekts. Iemesls ir tāds, ka hidroksilgrupa tās molekulārajā ķēdē un skābekļa atoms uz ētera saites var veidot ūdeņraža saites ar ūdens molekulām, pārvēršot brīvo ūdeni saistītā ūdenī. Tāpēc ar tādu pašu devu HPMC6000 var palielināt javas viskozitāti vairāk nekā HPMC2000, samazināt javas plūstamību un acīmredzamāk palielināt ūdens aiztures ātrumu. 10. dokuments izskaidro iepriekš minēto parādību, veidojot viskoelastīgu šķīdumu pēc celulozes ētera izšķīdināšanas ūdenī un raksturojot plūsmas īpašības ar deformāciju. Var secināt, ka šajā papīrā sagatavotajai tērauda izdedžu javai ir liela plūstamība, kas bez sajaukšanas var sasniegt 295 mm, un tās deformācija ir salīdzinoši liela. Pievienojot celulozes ēteri, virca tiks pakļauta viskozai plūsmai, un tās spēja atjaunot formu ir maza, tāpēc tas samazina mobilitāti.

2.2. Celulozes ētera ietekme uz tērauda izdedžu smilšu javas izturību

Celulozes ētera pievienošana ne tikai ietekmē tērauda izdedžu smilšu javas darba veiktspēju, bet arī ietekmē tās mehāniskās īpašības.

No dažādu celulozes ētera devu ietekmes uz tērauda izdedžu smilšu javas spiedes stiprību redzams, ka pēc HPMC2000 un HPMC6000 pievienošanas javas spiedes stiprība pie katras devas palielinās līdz ar vecumu. HPMC2000 pievienošanai nav acīmredzamas ietekmes uz javas 28 dienu spiedes izturību, un stiprības svārstības nav lielas; kamēr HPMC2000 ir lielāka ietekme uz agrīno (3 dienu un 7 dienu) stiprumu, uzrādot acīmredzamas samazināšanās tendenci, lai gan deva palielinās līdz 0,25% un augstāk, agrīnā spiedes izturība nedaudz palielinājās, bet joprojām ir zemāka nekā bez pievienojot. Ja HPMC6000 saturs ir mazāks par 0,20%, ietekme uz 7 dienu un 28 dienu spiedes izturību nav acīmredzama, un 3 dienu spiedes izturība samazinās lēnām. Kad HPMC6000 saturs palielinājās līdz 0,25% un vairāk, 28 dienu stiprums zināmā mērā palielinājās un pēc tam samazinājās; 7 dienu stiprums samazinājās un pēc tam palika stabils; 3 dienu stiprums samazinājās stabili. Līdz ar to var uzskatīt, ka celulozes ēteriem ar divām viskozitātēm HPMC2000 un HPMC6000 nav acīmredzamas pasliktināšanās ietekmes uz javas 28 dienu spiedes stiprību, bet HPMC2000 pievienošanai ir izteiktāka negatīva ietekme uz javas agrīno stiprību.

HPMC2000 ir dažādas javas lieces izturības pasliktināšanās pakāpes neatkarīgi no sākuma stadijā (3 dienas un 7 dienas) vai vēlīnā stadijā (28 dienas). HPMC6000 pievienošana zināmā mērā negatīvi ietekmē arī javas lieces izturību, taču trieciena pakāpe ir mazāka nekā HPMC2000.

Papildus ūdens aiztures un sabiezēšanas funkcijai celulozes ēteris arī aizkavē cementa hidratācijas procesu. Tas galvenokārt ir saistīts ar celulozes ētera molekulu adsorbciju uz cementa hidratācijas produktiem, piemēram, kalcija silikāta hidrāta gēla un Ca(OH)2, veidojot pārklājošo slāni; turklāt palielinās poru šķīduma viskozitāte, un celulozes ēteris kavē Ca2+ un SO42- migrācija poru šķīdumā aizkavē hidratācijas procesu. Tāpēc ar HPMC sajauktās javas agrīnā izturība (3 dienas un 7 dienas) tika samazināta.

Celulozes ētera pievienošana javai veidos lielu skaitu lielu burbuļu ar diametru 0,5-3 mm celulozes ētera gaisu piesaistošās iedarbības dēļ, un celulozes ētera membrānas struktūra tiek adsorbēta uz šo burbuļu virsmas, kas uz a. zināmā mērā spēlē burbuļu stabilizēšanas lomu. lomu, tādējādi vājinot putu slāpētāja iedarbību javā. Lai gan izveidotie gaisa burbuļi ir kā lodīšu gultņi svaigi sajauktajā javā, kas uzlabo iestrādājamību, pēc javas sacietēšanas un sacietēšanas lielākā daļa gaisa burbuļu paliek javā, veidojot neatkarīgas poras, kas samazina javas šķietamo blīvumu. . Attiecīgi samazinās spiedes izturība un lieces izturība.

Redzams, ka, gatavojot tērauda izdedžu smilšu speciālo javu ar augstu plūstamību, augstu ūdens aiztures pakāpi un augstu stiprību, ieteicams izmantot HPMC6000, un dozēšanai nevajadzētu būt lielākai par 0,20%.

noslēgumā

Eksperimentos tika pētīta divu celulozes ēteru (HPMC200 un HPMC6000) viskozitātes ietekme uz tērauda izdedžu smilšu javas ūdens aizturi, plūstamību, spiedes un lieces izturību, kā arī analizēts celulozes ētera darbības mehānisms tērauda izdedžu smilšu javā. Secinājumi:

(1) Neatkarīgi no HPMC2000 vai HPMC6000 pievienošanas var ievērojami uzlabot svaigi sajauktas tērauda izdedžu smilšu javas ūdens aiztures ātrumu un uzlabot tā ūdens aiztures rādītājus.

(2) Ja deva ir mazāka par 0,20%, HPMC2000 un HPMC6000 pievienošanas ietekme uz tērauda izdedžu smilšu javas plūstamību nav acīmredzama. Ja saturs palielinās līdz 0,25% un vairāk, HPMC2000 un HPMC6000 zināmā mērā negatīvi ietekmē tērauda izdedžu smilšu javas plūstamību, un HPMC6000 negatīvā ietekme ir acīmredzamāka.

(3) HPMC2000 un HPMC6000 pievienošanai nav acīmredzamas ietekmes uz tērauda izdedžu smilšu javas spiedes izturību 28 dienu laikā, bet HPMC2000 ir lielāka negatīva ietekme uz javas agrīno spiedes izturību, un arī lieces izturība ir acīmredzami nelabvēlīga. HPMC6000 pievienošana zināmā mērā negatīvi ietekmē tērauda izdedžu-smilšu javas lieces izturību visos vecumos, taču iedarbības pakāpe ir ievērojami zemāka nekā HPMC2000.