Hidroksietilmetilcelulozes ietekme uz cementa javu

Tika pētīta tādu faktoru kā hidroksietilmetilcelulozes (HEMC) viskozitātes maiņa neatkarīgi no tā, vai tā ir vai nav modificēta, un satura izmaiņas uz svaigas cementa javas tecēšanas spriegumu un plastisko viskozitāti. Nepārveidotai HEMC, jo augstāka ir viskozitāte, jo mazāks ir tecēšanas spriegums un javas plastiskā viskozitāte; tiek vājināta modificētās HEMC viskozitātes izmaiņu ietekme uz javas reoloģiskajām īpašībām; Neatkarīgi no tā, vai tā ir modificēta vai nē, jo augstāka ir HEMC viskozitāte, jo zemāka ir javas tecēšanas sprieguma un plastiskas viskozitātes attīstības aizkavēšanas efekts. Ja HEMC saturs ir lielāks par 0,3%, javas tecēšanas spriegums un plastiskā viskozitāte palielinās, palielinoties saturam; ja HEMC saturs ir liels, javas tecēšanas spriegums ar laiku samazinās, un plastmasas viskozitātes diapazons ar laiku palielinās.

Atslēgas vārdi: hidroksietilmetilceluloze, svaiga java, reoloģiskās īpašības, tecēšanas spriegums, plastiskā viskozitāte

I. Ievads

Attīstoties javas būvniecības tehnoloģijai, arvien lielāka uzmanība pievērsta mehanizētajai būvniecībai. Vertikālā transportēšana lielos attālumos izvirza jaunas prasības sūknējamai javai: visā sūknēšanas procesā ir jāsaglabā laba plūstamība. Tam nepieciešams izpētīt javas plūstamību ietekmējošos faktorus un ierobežojošos apstākļus, un izplatītā metode ir javas reoloģisko parametru ievērošana.

Javas reoloģiskās īpašības galvenokārt ir atkarīgas no izejvielu veida un daudzuma. Celulozes ēteris ir rūpnieciskajā javā plaši izmantots piejaukums, kam ir liela ietekme uz javas reoloģiskām īpašībām, tāpēc zinātnieki gan mājās, gan ārvalstīs ir veikuši dažus pētījumus par to. Rezumējot, var izdarīt šādus secinājumus: celulozes ētera daudzuma palielināšana izraisīs javas sākotnējā griezes momenta palielināšanos, bet pēc maisīšanas perioda javas plūsmas pretestība tā vietā samazināsies (1) ; ja sākotnējā plūstamība būtībā ir vienāda, vispirms tiks zaudēta javas plūstamība. palielinājās pēc samazināšanās (2); javas tecēšanas robežai un plastiskajai viskozitātei bija tendence vispirms samazināties un pēc tam palielināties, un celulozes ēteris veicināja javas struktūras iznīcināšanu un pagarināja laiku no iznīcināšanas līdz rekonstrukcijai (3); Ēterim un sabiezinātam pulverim ir augstāka viskozitāte un stabilitāte utt. (4). Tomēr iepriekš minētajiem pētījumiem joprojām ir trūkumi:

Dažādu zinātnieku mērījumu standarti un procedūras nav vienotas, un pārbaudes rezultātus nevar precīzi salīdzināt; instrumenta testēšanas diapazons ir ierobežots, un izmērītās javas reoloģiskie parametri atšķiras ar nelielu diapazonu, kas nav plaši reprezentatīvs; trūkst salīdzinošo testu celulozes ēteriem ar dažādu viskozitāti; Ietekmējošo faktoru ir daudz, un atkārtojamība nav laba. Pēdējos gados javas reometra Viskomat XL izskats ir nodrošinājis lielas ērtības precīzai javas reoloģisko īpašību noteikšanai. Tam ir augsts automātiskās vadības līmenis, liela jauda, ​​plašs testu diapazons un testa rezultāti, kas vairāk atbilst faktiskajiem apstākļiem. Šajā rakstā, pamatojoties uz šāda veida instrumentu izmantošanu, ir sintezēti esošo zinātnieku pētījumu rezultāti, un testu programma ir formulēta, lai izpētītu dažādu hidroksietilmetilcelulozes (HEMC) veidu un viskozitātes ietekmi uz javas reoloģiju. lielāks devu diapazons. veiktspējas ietekme.

2. Svaigas cementa javas reoloģiskais modelis

Kopš reoloģija tika ieviesta cementa un betona zinātnē, daudzi pētījumi ir parādījuši, ka svaigu betonu un javu var uzskatīt par Binghema šķidrumu, un Banfill sīkāk izstrādāja iespēju izmantot Bingema modeli, lai aprakstītu javas reoloģiskās īpašības (5). Bingema modeļa reoloģiskajā vienādojumā τ=τ0+μγ τ ir bīdes spriegums, τ0 ir tecēšanas spriegums, μ ir plastiskā viskozitāte un γ ir bīdes ātrums. Starp tiem τ0 un μ ir divi vissvarīgākie parametri: τ0 ir minimālais bīdes spriegums, kas var likt cementa javai plūst, un tikai tad, kad τ>τ0 iedarbojas uz javu, java var plūst; μ atspoguļo viskozo pretestību, kad java plūst Jo lielāks ir μ, jo lēnāk plūst java [3]. Gadījumā, ja nav zināmi gan τ0, gan μ, bīdes spriegums jāmēra ar vismaz diviem dažādiem bīdes ātrumiem, lai to varētu aprēķināt (6).

Dotajā javas reometrā NT līkni, kas iegūta, iestatot lāpstiņas griešanās ātrumu N un izmērot griezes momentu T, ko rada javas bīdes pretestība, var izmantot arī, lai aprēķinātu citu vienādojumu T=g+, kas atbilst Bingema modelim. Abi parametri Nh g un h. g ir proporcionāls tecēšanas spriegumam τ0, h ir proporcionāls plastiskajai viskozitātei μ un τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , kur G ir konstante, kas saistīta ar instrumentu, un K var jālaiž cauri zināmajai plūsmai To iegūst, koriģējot šķidrumu, kura raksturlielumi mainās līdz ar bīdes ātrumu[7]. Ērtības labad šajā rakstā ir tieši aplūkoti g un h, un tiek izmantots mainīgais g un h likums, lai atspoguļotu mainīgo tecēšanas sprieguma un javas plastiskās viskozitātes likumu.

3. Pārbaude

3.1. Izejvielas

3,2 smiltis

Kvarca smiltis: rupjas smiltis ir 20-40 acs, vidējas smiltis ir 40-70 acis, smalkas smiltis ir 70-100 acis, un tās trīs sajauc proporcijā 2:2:1.

3.3. Celulozes ēteris

Hidroksietilmetilceluloze HEMC20 (viskozitāte 20 000 mPa s), HEMC25 (viskozitāte 25 000 mPa s), HEMC40 (viskozitāte 40 000 mPa s) un HEMC45 (viskozitāte 45 000 mPa s), un no kuriem HEMC5 ir modificēta šūna 45 000 mPa s.

3.4 Ūdens sajaukšana

krāna ūdens.

3.5 Pārbaudes plāns

Kaļķu un smilšu attiecība ir 1:2,5, ūdens patēriņš ir fiksēts 60% no cementa patēriņa, un HEMC saturs ir 0-1,2% no cementa patēriņa.

Vispirms vienmērīgi samaisiet precīzi nosvērto cementu, HEMC un kvarca smiltis, pēc tam pievienojiet maisīšanas ūdeni saskaņā ar GB/T17671-1999 un samaisiet, un pēc tam pārbaudiet ar javas reometru Viskomat XL. Testa procedūra ir šāda: ātrums tiek strauji palielināts no 0 līdz 80 apgr./min pie 0–5 minūtēm, 60 apgr./min pie 5–7 minūtēm, 40 apgr./min pie 7–9 minūtēm, 20 apgr./min pie 9–11 minūtēm, 10 apgr./min pie 11–13 minūtēm un 5 apgr./min pie 13–15 minūtēm, 15 ~ 30 min, ātrums ir 0 apgr./min, un pēc tam veiciet ciklu reizi 30 minūtēs saskaņā ar iepriekš minēto procedūru, un kopējais testa laiks ir 120 minūtes.

4. Rezultāti un diskusija

4.1. HEMC viskozitātes izmaiņu ietekme uz cementa javas reoloģiskajām īpašībām

(HEMC daudzums ir 0,5% no cementa masas), attiecīgi atspoguļojot javas tecēšanas sprieguma un plastiskas viskozitātes variācijas likumu. Var redzēt, ka, lai gan HEMC40 viskozitāte ir augstāka nekā HEMC20, tecēšanas spriegums un plastiskā viskozitāte javai, kas sajaukta ar HEMC40, ir zemāka nekā javai, kas sajaukta ar HEMC20; lai gan HEMC45 viskozitāte ir par 80% augstāka nekā HEMC25, javas tecēšanas spriegums ir nedaudz zemāks, un plastmasas viskozitāte ir starp Pēc 90 minūtēm palielinājās. Tas ir tāpēc, ka jo augstāka ir celulozes ētera viskozitāte, jo lēnāks ir šķīšanas ātrums, un jo ilgāks laiks nepieciešams, lai ar to sagatavotā java sasniegtu galīgo viskozitāti [8]. Turklāt tajā pašā testa brīdī javas, kas sajaukta ar HEMC40, tilpuma blīvums bija mazāks nekā javai, kas sajaukta ar HEMC20, un javai, kas sajaukta ar HEMC45, bija mazāka nekā javai, kas sajaukta ar HEMC25, norādot, ka HEMC40 un HEMC45 ieviesa vairāk gaisa burbuļu, un gaisa burbuļiem javā ir "Bumbas" efekts, kas arī samazina javas plūsmas pretestību.

Pēc HEMC40 pievienošanas javas tecēšanas spriegums pēc 60 minūtēm bija līdzsvarā, un plastmasas viskozitāte palielinājās; pēc HEMC20 pievienošanas javas tecēšanas spriegums sasniedza līdzsvaru pēc 30 minūtēm, un plastmasas viskozitāte palielinājās. Tas parāda, ka HEMC40 ir lielāka aizkavējoša iedarbība uz javas tecēšanas spriegumu un plastmasas viskozitāti nekā HEMC20, un tas prasa ilgāku laiku, lai sasniegtu galīgo viskozitāti.

Ar HEMC45 sajauktās javas tecēšanas spriegums samazinājās no 0 līdz 120 minūtēm, un plastmasas viskozitāte palielinājās pēc 90 minūtēm; savukārt ar HEMC25 sajauktās javas tecēšanas spriegums palielinājās pēc 90 minūtēm, bet plastiskā viskozitāte palielinājās pēc 60 minūtēm. Tas parāda, ka HEMC45 ir lielāka aizkavējoša iedarbība uz javas tecēšanas spriegumu un plastmasas viskozitāti nekā HEMC25, un arī laiks, kas nepieciešams, lai sasniegtu galīgo viskozitāti, ir ilgāks.

4.2. HEMC satura ietekme uz cementa javas tecēšanas spriegumu

Pārbaudes laikā javas tecēšanas spriegumu ietekmējošie faktori ir: javas atslāņošanās un asiņošana, struktūras bojājumi maisīšanas rezultātā, hidratācijas produktu veidošanās, brīvā mitruma samazināšanās javā un celulozes ētera aizkavējoša iedarbība. Attiecībā uz celulozes ētera aizkavējošo iedarbību vispārpieņemts uzskats ir izskaidrot to ar piemaisījumu adsorbciju.

Redzams, ka, pievienojot HEMC40 un tā saturam ir mazāks par 0,3%, javas tecēšanas spriegums pakāpeniski samazinās, palielinoties HEMC40 saturam; ja HEMC40 saturs ir lielāks par 0,3%, javas tecēšanas spriegums pakāpeniski palielinās. Javas bez celulozes ētera asiņošanas un atslāņošanās dēļ starp pildvielām nav pietiekami daudz cementa pastas, ko eļļot, kā rezultātā palielinās tecēšanas spriegums un apgrūtināta plūde. Pareiza celulozes ētera pievienošana var efektīvi uzlabot javas atslāņošanās parādību, un ievadītie gaisa burbuļi ir līdzvērtīgi mazām "bumbiņām", kas var samazināt javas tecēšanas spriegumu un atvieglot tās plūdumu. Palielinoties celulozes ētera saturam, pakāpeniski palielinās arī tā fiksētais mitruma saturs. Kad celulozes ētera saturs pārsniedz noteiktu vērtību, brīvā mitruma samazināšanas ietekme sāk spēlēt vadošo lomu, un javas tecēšanas spriegums pakāpeniski palielinās.

Ja HEMC40 daudzums ir mazāks par 0,3%, javas tecēšanas spriegums pakāpeniski samazinās 0-120 min laikā, kas galvenokārt ir saistīts ar arvien nopietnāku javas atslāņošanos, jo starp lāpstiņu un javas dibenu ir noteikts attālums. instrumentam, un agregāts pēc atslāņošanās nogrimst apakšā, augšējā pretestība kļūst mazāka; ja HEMC40 saturs ir 0,3%, java diez vai atslāņosies, celulozes ētera adsorbcija ir ierobežota, dominē hidratācija, un tecēšanas spriegums ir zināms pieaugums; HEMC40 saturs ir Ja celulozes ētera saturs ir 0,5%-0,7%, celulozes ētera adsorbcija pakāpeniski palielinās, hidratācijas ātrums samazinās un javas tecēšanas sprieguma attīstības tendence sāk mainīties; Uz virsmas hidratācijas ātrums ir mazāks, un javas tecēšanas spriegums ar laiku samazinās.

4.3. HEMC satura ietekme uz cementa javas plastisko viskozitāti

Redzams, ka pēc HEMC40 pievienošanas javas plastiskā viskozitāte pakāpeniski palielinās, palielinoties HEMC40 saturam. Tas ir tāpēc, ka celulozes ēterim ir sabiezēšanas efekts, kas var palielināt šķidruma viskozitāti, un, jo lielāka ir deva, jo lielāka ir javas viskozitāte. Iemesls, kāpēc javas plastiskā viskozitāte samazinās pēc 0,1% HEMC40 pievienošanas, ir saistīts arī ar gaisa burbuļu ievadīšanas "bumbiņas" efektu, kā arī javas asiņošanas un atslāņošanās samazināšanos.

Parastās javas plastiskā viskozitāte bez celulozes ētera pievienošanas laika gaitā pakāpeniski samazinās, kas ir saistīts arī ar javas slāņošanās radīto augšdaļas zemāko blīvumu; ja HEMC40 saturs ir 0,1–0,5%, javas struktūra ir relatīvi viendabīga, un javas struktūra ir relatīvi viendabīga pēc 30 minūtēm. Plastmasas viskozitāte īpaši nemainās. Šobrīd tas galvenokārt atspoguļo paša celulozes ētera viskozitātes efektu; pēc tam, kad HEMC40 saturs ir lielāks par 0,7%, javas plastiskā viskozitāte laika gaitā pakāpeniski palielinās, jo arī javas viskozitāte ir saistīta ar celulozes ētera viskozitāti. Celulozes ētera šķīduma viskozitāte pakāpeniski palielinās laika periodā pēc maisīšanas sākuma. Jo lielāka ir deva, jo nozīmīgāka laika gaitā pieaugoša ietekme.

V. Secinājums

Tādi faktori kā HEMC viskozitātes izmaiņas neatkarīgi no tā, vai tā ir modificēta vai nē, un devas maiņa būtiski ietekmēs javas reoloģiskās īpašības, ko var atspoguļot divi parametri – tecēšanas spriegums un plastiskā viskozitāte.

Nepārveidotai HEMC, jo lielāka ir viskozitāte, jo mazāks ir tecēšanas spriegums un javas plastiskā viskozitāte 0-120 minūšu laikā; modificētas HEMC viskozitātes izmaiņu ietekme uz javas reoloģiskajām īpašībām ir vājāka nekā nemodificētai HEMC; Neatkarīgi no modifikācijas Neatkarīgi no tā, vai tā ir pastāvīga vai nē, jo lielāka ir HEMC viskozitāte, jo nozīmīgāka ir aizkavējošā ietekme uz javas tecēšanas sprieguma un plastmasas viskozitātes attīstību.

Pievienojot HEMC40 ar viskozitāti 40000mPa·s un kura saturs ir lielāks par 0,3%, javas tecēšanas spriegums pakāpeniski palielinās; kad saturs pārsniedz 0,9%, javas tecēšanas spriegums ar laiku sāk pakāpeniski samazināties; Plastmasas viskozitāte palielinās, palielinoties HEMC40 saturam. Ja saturs ir lielāks par 0,7%, javas plastiskā viskozitāte sāk pakāpeniski pieaugt ar laiku.