Шаар элсний зуурмаг дээр целлюлозын эфир

П ашиглах·II 52.5 маркийн цементийг цементэн материал болгон, ган шаарыг нарийн дүүргэгч болгон, өндөр шингэн, өндөр бат бэхтэй ган шаар элсийг ус бууруулагч, латекс нунтаг, хөөс арилгагч тусгай зуурмаг гэх мэт химийн нэмэлтүүд нэмэн, хоёр өөр нөлөөгөөр бэлтгэдэг. зуурамтгай чанар (2000мПа·с ба 6000мПа·s) гидроксипропил метилцеллюлозын эфирийн (HPMC) ус хадгалах чадвар, шингэн чанар, бат бөх чанарыг судалсан. Үр дүнгээс харахад: (1) HPMC2000 болон HPMC6000 хоёулаа шинэхэн холилдсон зуурмагийн ус хадгалах түвшинг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, ус хадгалах чадварыг сайжруулж чадна; (2) Целлюлозын эфирийн агууламж бага байх үед зуурмагийн шингэн чанарт үзүүлэх нөлөө нь тодорхойгүй байна. Энэ нь 0.25% ба түүнээс дээш болтол нь зуурмагийн шингэн чанарт тодорхой муудах нөлөө үзүүлдэг бөгөөд үүнд HPMC6000-ийн муудах нөлөө илүү тод харагдаж байна; (3) целлюлозын эфир нэмэх нь зуурмагийн 28 хоногийн шахалтын бат бөх байдалд тодорхой нөлөө үзүүлэхгүй, харин HPMC2000-ийг буруу цаг хугацаагаар нэмэх нь янз бүрийн насны гулзайлтын бат бэхийн хувьд мэдээжийн хэрэг тааламжгүй бөгөөд үүнтэй зэрэгцэн мэдэгдэхүйц буурдаг. зуурмагийн эхний (3 хоног, 7 хоног) шахалтын бат бэх; (4) HPMC6000-ийн нэмэлт нь янз бүрийн насны гулзайлтын бат бөх байдалд тодорхой нөлөө үзүүлдэг боловч бууралт нь HPMC2000-аас хамаагүй бага байв. Энэхүү баримт бичигт ган шаарын элс тусгай зориулалтын зуурмаг бэлтгэхдээ урсах чанар сайтай, ус хадгалах чадвар өндөртэй, тунг нь 0.20%-иас ихгүй байх ёстой гэж HPMC6000-ыг сонгох шаардлагатай гэж үзсэн.

Түлхүүр үгс:ган шаар элс; целлюлозын эфир; зуурамтгай чанар; ажлын гүйцэтгэл; хүч чадал

танилцуулга

Ган шаар нь гангийн үйлдвэрлэлийн дайвар бүтээгдэхүүн юм. Төмөр, гангийн үйлдвэрлэл хөгжихийн хэрээр сүүлийн жилүүдэд гангийн хаягдлын жилийн хэмжээ 100 орчим сая тонноор нэмэгдэж, нөөцийг цаг тухайд нь ашиглаагүйгээс овоолгын асуудал маш ноцтой болоод байна. Иймд гангийн шаарыг шинжлэх ухаанч, үр дүнтэй арга замаар нөөцийн ашиглалт, устгах нь үл тоомсорлож болохгүй асуудал юм. Ган шаар нь өндөр нягтралтай, хатуу бүтэцтэй, шахалтын өндөр бат бэх шинж чанартай бөгөөд цементийн зуурмаг эсвэл бетонд байгалийн элсийг орлуулах боломжтой. Ган шаар нь бас тодорхой урвалд ордог. Ган шаарыг тодорхой нарийн ширхэгтэй нунтаг (ган шаарны нунтаг) болгон нунтаглана. Бетон руу холилдсоны дараа энэ нь пуццолан нөлөө үзүүлэх бөгөөд энэ нь зутангийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, бетон дүүргэгч ба зутан хоорондын интерфейсийн шилжилтийг сайжруулахад тусалдаг. талбайг нэмэгдүүлж улмаар бетоны бат бэхийг нэмэгдүүлнэ. Гэсэн хэдий ч ямар ч арга хэмжээ авалгүйгээр гадагшлуулсан ган шаар, түүний дотоод чөлөөт кальцийн исэл, чөлөөт магнийн исэл, RO фаз нь ган шаарын эзэлхүүний тогтворжилтыг бууруулж, ган шаарыг бүдүүн, том ширхэгтэй болгон ашиглахыг ихээхэн хязгаарладаг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. нарийн дүүргэгч. Цементийн зуурмаг эсвэл бетонд хэрэглэх. Ван Южи нар. Янз бүрийн ган шаарыг боловсруулах үйл явцыг нэгтгэн дүгнэж, халуун дүүргэх аргаар боловсруулсан ган шаар нь сайн тогтвортой байдал, цемент бетон дахь тэлэлтийн асуудлыг арилгах боломжтой болохыг олж мэдсэн бөгөөд халуун битүүрүүлэх процессыг Шанхайн 3-р төмөр гангийн үйлдвэрт хэрэгжүүлсэн. анх удаа. Тогтвортой байдлын асуудлаас гадна ган шаарын дүүргэгч нь барзгар нүхтэй, олон өнцөгт, гадаргуу дээр бага хэмжээний чийгшүүлэгч бүтээгдэхүүний шинж чанартай байдаг. Зуурмаг, бетон бэлтгэхэд дүүргэгч болгон ашиглах үед тэдгээрийн ажлын гүйцэтгэл ихэвчлэн нөлөөлдөг. Одоогийн байдлаар эзэлхүүний тогтвортой байдлыг хангах үүднээс тусгай зуурмаг бэлтгэхийн тулд ган шаарыг нарийн дүүргэгч болгон ашиглах нь ган шаарны нөөцийг ашиглах чухал чиглэл юм. Судалгаанаас үзэхэд ган шаарын элсний зуурмаг дээр ус бууруулагч, латекс нунтаг, целлюлозын эфир, агаар шингээгч, хөөс арилгагч зэргийг нэмбэл ган шаарын элсний зуурмагийн хольцын гүйцэтгэл болон хатуурсан гүйцэтгэлийг шаардлагатай бол сайжруулж чадна. Зохиогч нь ган шаарыг элсний өндөр бат бэхийн засварын зуурмаг бэлтгэхийн тулд латекс нунтаг болон бусад хольцыг нэмэх арга хэмжээг ашигласан. Зуурмаг үйлдвэрлэх, хэрэглэхэд целлюлозын эфир нь хамгийн түгээмэл химийн хольц юм. Зуурмагт хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг целлюлозын эфир нь гидроксипропил метил целлюлозын эфир (HPMC) ба гидроксиэтил метил целлюлозын эфир (HEMC) юм. ) Хүлээгээрэй. Целлюлозын эфир нь зуурмагийг өтгөрүүлэх замаар маш сайн ус хадгалах гэх мэт зуурмагийн ажлын гүйцэтгэлийг ихээхэн хэмжээгээр сайжруулдаг боловч целлюлозын эфир нэмэх нь шингэн чанар, агаарын агууламж, хатуурах хугацаа, зуурмагийн хатууралд нөлөөлнө. Төрөл бүрийн шинж чанарууд.

Ган шаар элсний зуурмагийг боловсруулах, хэрэглэхэд илүү сайн чиглүүлэхийн тулд ган шаарын элсний зуурмаг дээр хийсэн өмнөх судалгааны ажлын үндсэн дээр энэхүү цаасан дээр хоёр төрлийн зуурамтгай чанарыг (2000мПа) ашигласан болно.·с ба 6000мПа·s) гидроксипропил метил целлюлозын эфир (HPMC) ган шаар элсний өндөр бат бэх зуурмаг нь ажлын гүйцэтгэл (шингэн чанар, ус хадгалах) болон шахалтын болон гулзайлтын бат бэх байдалд үзүүлэх нөлөөллийн туршилтын судалгаа хийх.

1. Туршилтын хэсэг

1.1 Түүхий эд

Цемент: Онода П·II 52.5 маркийн цемент.

Ган шаар элс: Shanghai Baosteel-ийн үйлдвэрлэсэн хувиргагч ган шаарыг халуун дүүргэх аргаар боловсруулдаг бөгөөд 1910кг/м их хэмжээний нягттай.³, дунд зэргийн элсэнд хамаарах ба нарийн ширхэгтэй модуль нь 2.3.

Ус бууруулагч: Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd-д үйлдвэрлэсэн поликарбоксилат ус бууруулагч (PC) нунтаг хэлбэрээр.

Латекс нунтаг: Wacker Chemicals (Хятад) ХХК-аас нийлүүлсэн загвар 5010N.

Хөөс арилгагч: Германы Mingling Chemical группээс нийлүүлсэн P803 код бүхий бүтээгдэхүүн, нунтаг, нягт 340кг/м³, саарал масштаб 34% (800°C), рН-ийн утга 7.2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, ус).

Целлюлозын эфир: нийлүүлсэн гидроксипропил метилцеллюлозын эфирKima Chemical Co., Ltd., 2000мПа зуурамтгай чанар бүхий нэг·s-ийг HPMC2000 гэж тодорхойлсон бөгөөд 6000мПа зуурамтгай чанар·s-г HPMC6000 гэж тодорхойлсон.

Холигч ус: цоргоны ус.

1.2 Туршилтын харьцаа

Туршилтын эхний шатанд бэлтгэсэн ган шаар-элсний зуурмагийн цемент-элсний харьцаа 1:3 (массын харьцаа), ус-цементийн харьцаа 0,50 (массын харьцаа), поликарбоксилатын супер хуванцаржуулагчийн тун 0,25% байна. (цементийн массын хувь, доор ижил байна. ), латекс нунтаг 2.0%, хөөс арилгагч нь 0.08% байна. Харьцуулсан туршилтын хувьд HPMC2000 ба HPMC6000 хоёр целлюлоз эфирийн тунг тус тус 0.15%, 0.20%, 0.25% ба 0.30% байна.

1.3 Туршилтын арга

Зуурмагийн шингэн чанарыг шалгах арга: GB/T 17671-1999 "Цементийн зуурмагийн бат бэхийн туршилт (ISO арга)" стандартын дагуу зуурмаг бэлтгэж, GB/T2419-2005 "Цементийн зуурмагийн шингэн чанарыг шалгах арга"-ын туршилтын хэвийг ашиглан сайтар хутгана. туршилтын хэвэнд хурдан оруулах, илүүдэл зуурмагийг хусагчаар арчиж, туршилтын хэвийг босоогоор дээш өргөх ба зуурмаг урсахгүй болмогц зуурмагийн тархалтын талбайн хамгийн их голч ба босоо чиглэлд диаметрийг хэмжих ба дундаж утгыг авбал үр дүн нь 5 мм хүртэл нарийвчлалтай байна.

Зуурмагийн ус хадгалах түвшингийн туршилтыг JGJ/T 70-2009 "Барилгын зуурмагийн үндсэн шинж чанарыг турших арга"-д заасан аргын дагуу гүйцэтгэнэ.

Зуурмагийн шахалтын бат бэхийн болон гулзайлтын бат бэхийн туршилтыг GB/T 17671-1999-д заасан аргын дагуу явуулдаг бөгөөд туршилтын хугацаа нь 3 хоног, 7 хоног, 28 хоног байна.

2. Үр дүн ба хэлэлцүүлэг

2.1 Ган шаар элсний зуурмагийн ажлын гүйцэтгэлд целлюлозын эфирийн нөлөө

Целлюлозын эфирийн янз бүрийн агуулга нь ган шаарын элсний зуурмагийн ус хадгалахад үзүүлэх нөлөөллөөс харахад HPMC2000 эсвэл HPMC6000-ийг нэмснээр шинэхэн зуурсан зуурмагийн ус хадгалах чадварыг эрс сайжруулж чадна. Целлюлозын эфирийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр зуурмагийн ус хадгалах түвшин ихээхэн нэмэгдэж, дараа нь тогтвортой байв. Тэдгээрийн дотор целлюлозын эфирийн агууламж ердөө 0.15% байх үед зуурмагийн ус хадгалах түвшин нэмэлтгүйгээр 96% -иас бараг 10% -иар нэмэгддэг; агуулгыг 0.30% хүртэл нэмэгдүүлэх үед зуурмагийн ус хадгалах түвшин 98.5% хүртэл өндөр байна. Целлюлозын эфир нэмэх нь зуурмагийн ус хадгалах чадварыг ихээхэн сайжруулж чадна гэдгийг харж болно.

Целлюлозын эфирийн янз бүрийн тунгийн ган шаарын элсний зуурмагийн шингэнд үзүүлэх нөлөөнөөс харахад целлюлозын эфирийн тун нь 0.15% ба 0.20% байх үед зуурмагийн шингэн чанарт тодорхой нөлөө үзүүлэхгүй болохыг харж болно; тунг 0.25% ба түүнээс дээш болтол нь шингэнд илүү их нөлөө үзүүлдэг боловч шингэнийг 260 мм ба түүнээс дээш түвшинд байлгах боломжтой; Хоёр целлюлозын эфир нь HPMC2000-тай харьцуулахад ижил хэмжээтэй байх үед HPMC6000-ийн зуурмагийн шингэнд үзүүлэх сөрөг нөлөө илүү тодорхой байна.

Гидроксипропил метил целлюлозын эфир нь ус сайн хадгалдаг ионы бус полимер бөгөөд тодорхой хязгаарт наалдамхай чанар их байх тусам ус сайн барьж, өтгөрүүлэх нөлөө нь илт мэдрэгдэнэ. Шалтгаан нь молекулын гинжин хэлхээн дэх гидроксил бүлэг, эфирийн холбоонд байгаа хүчилтөрөгчийн атом нь усны молекулуудтай устөрөгчийн холбоо үүсгэж, чөлөөт усыг холбогдсон ус болгодог. Тиймээс ижил тунгаар HPMC6000 нь зуурмагийн зуурамтгай чанарыг HPMC2000-аас илүү нэмэгдүүлж, зуурмагийн шингэнийг бууруулж, ус хадгалах хурдыг илүү тодорхой болгож чадна. Баримт бичиг 10 нь целлюлозын эфирийг усанд уусгасны дараа наалдамхай уян хатан уусмал үүсгэж, урсацын шинж чанарыг хэв гажилтаар тодорхойлсноор дээрх үзэгдлийг тайлбарласан болно. Энэхүү цаасан дээр бэлтгэсэн ган шаарын зуурмаг нь холилдохгүйгээр 295мм хүрэх чадвартай, хэв гажилт нь харьцангуй их байдаг гэж дүгнэж болно. Целлюлозын эфирийг нэмэхэд зутан нь наалдамхай урсгалд орох бөгөөд хэлбэрээ сэргээх чадвар нь бага тул хөдөлгөөнийг бууруулна.

2.2 Ган шаар элсний зуурмагийн бат бөх байдалд целлюлозын эфирийн нөлөө

Целлюлозын эфир нэмэх нь ган шаарын элсний зуурмагийн ажлын гүйцэтгэлд нөлөөлдөг төдийгүй механик шинж чанарт нь нөлөөлдөг.

Целлюлозын эфирийн янз бүрийн тун нь ган шаарын элсний зуурмагийн шахалтын бат бэхийн нөлөөнөөс харахад HPMC2000, HPMC6000 нэмсний дараа зуурмагийн шахалтын бат бэх нь тун тус бүрт нас ахих тусам нэмэгдэж байгааг харж болно. HPMC2000 нэмэх нь зуурмагийн 28 хоногийн шахалтын бат бөх байдалд тодорхой нөлөө үзүүлэхгүй бөгөөд бат бэхийн хэлбэлзэл нь тийм ч их биш юм; HPMC2000 нь эхэн үеийн (3 ба 7 хоногийн) бат бөх байдалд илүү их нөлөө үзүүлж, илт буурах хандлагатай байгаа хэдий ч тунг 0.25% ба түүнээс дээш болгон нэмэгдүүлсэн ч эхний шахалтын бат бэх бага зэрэг нэмэгдсэн боловч үүнтэй харьцуулахад бага хэвээр байна. нэмэх. HPMC6000-ийн агууламж 0.20% -иас бага байвал 7 ба 28 хоногийн шахалтын бат бэхийн нөлөөлөл тодорхойгүй, 3 хоногийн шахалтын бат бэх аажмаар буурдаг. HPMC6000-ийн агууламж 0.25% ба түүнээс дээш болтол 28 хоногийн хүч чадал нь тодорхой хэмжээгээр нэмэгдэж, дараа нь буурсан; 7 хоногийн хүч чадал буурч, дараа нь тогтвортой байсан; 3 өдрийн хүч тогтвортой байдлаар буурсан. Иймд HPMC2000 ба HPMC6000 гэсэн хоёр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфир нь зуурмагийн 28 хоногийн шахалтын бат бөх чанарт илт муудах нөлөө үзүүлэхгүй, харин HPMC2000 нэмэх нь зуурмагийн эрт бат бөх байдалд илүү илэрхий сөрөг нөлөө үзүүлдэг гэж үзэж болно.

HPMC2000 нь зуурмагийн гулзайлтын бат бөх чанар нь эхний үе шатанд (3 хоног, 7 хоног) эсвэл хожуу үе шатанд (28 хоног) үл хамааран өөр өөр зэрэгтэй байдаг. HPMC6000-ийн нэмэлт нь зуурмагийн гулзайлтын бат бөх байдалд тодорхой хэмжээний сөрөг нөлөө үзүүлдэг боловч нөлөөллийн зэрэг нь HPMC2000-аас бага байна.

Целлюлозын эфир нь ус хадгалах, өтгөрүүлэх үйл ажиллагаанаас гадна цементийн чийгшүүлэх процессыг удаашруулдаг. Целлюлозын эфирийн молекулууд нь кальцийн силикат гидрат гель, Ca(OH)2 зэрэг цементийн чийгшүүлэгч бүтээгдэхүүнд шингэж, бүрхсэн давхарга үүсгэдэг; үүнээс гадна нүх сүвний уусмалын зуурамтгай чанар нэмэгдэж, целлюлозын эфир саад болдог Нүх сүвний уусмал дахь Ca2+ болон SO42- нүүдэллэх нь чийгшүүлэх процессыг удаашруулдаг. Тиймээс HPMC-тэй холилдсон зуурмагийн анхны бат бөх чанар (3 хоног, 7 хоног) буурсан.

Зуурмагт целлюлозын эфир нэмэхэд целлюлозын эфир агаар шингээх нөлөөгөөр 0.5-3 мм-ийн диаметртэй олон тооны том бөмбөлөгүүд үүсэх ба целлюлозын эфирийн мембраны бүтэц нь эдгээр бөмбөлгүүдийн гадаргуу дээр шингэсэн байдаг. бөмбөлгийг тогтворжуулахад тодорхой хэмжээгээр үүрэг гүйцэтгэдэг. үүрэг, улмаар зуурмаг дахь хөөс арилгагчийн нөлөөг сулруулдаг. Үүссэн агаарын бөмбөлөгүүд нь шинэхэн холилдсон зуурмаг дахь бөмбөлөгтэй холхивч шиг байдаг тул ажиллах чадварыг сайжруулдаг боловч зуурмаг хатуурч, хатуурсны дараа агаарын бөмбөлгүүдийн ихэнх хэсэг нь зуурмагт үлдэж бие даасан нүх сүв үүсгэдэг бөгөөд энэ нь зуурмагийн харагдахуйц нягтыг бууруулдаг. . Шахалтын бат бэх ба гулзайлтын бат бэх нь зохих хэмжээгээр буурдаг.

Эндээс харахад ган шаарын элс тусгай зориулалтын зуурмаг бэлтгэхдээ шингэн чанар сайтай, ус хадгалах өндөр чадвартай, бат бөх чанар сайтай HPMC6000 хэрэглэх нь зүйтэй бөгөөд тун нь 0,20%-иас ихгүй байна.

Дүгнэж хэлэхэд

Целлюлозын эфирийн хоёр зуурамтгай чанар (HPMC200 ба HPMC6000) нь ган шаарын элсний зуурмагийн ус хадгалах, шингэн чанар, шахалтын болон гулзайлтын бат бөх байдалд үзүүлэх нөлөөг туршилтаар судалж, ган шаарын элсний зуурмаг дахь целлюлозын эфирийн үйл ажиллагааны механизмд дүн шинжилгээ хийсэн. Дараах дүгнэлтүүд:

(1) HPMC2000 эсвэл HPMC6000-ийг нэмсэнээс үл хамааран шинэхэн холилдсон ган шаарын элсний зуурмагийн ус хадгалах хурдыг мэдэгдэхүйц сайжруулж, ус хадгалах чадварыг сайжруулах боломжтой.

(2) Тун нь 0.20% -иас бага үед HPMC2000 ба HPMC6000-ийг нэмснээр ган шаарын элсний зуурмагийн шингэнд үзүүлэх нөлөө нь тодорхойгүй байна. Агуулга 0.25% ба түүнээс дээш болтол HPMC2000, HPMC6000 нь ган шаарын элсний зуурмагийн шингэнд тодорхой хэмжээний сөрөг нөлөө үзүүлэх ба HPMC6000-ийн сөрөг нөлөөлөл илүү тод илэрдэг.

(3) HPMC2000 болон HPMC6000-ийг нэмсэн нь ган шаарын элсний зуурмагийн 28 хоногийн шахалтын бат бэх байдалд тодорхой нөлөө үзүүлэхгүй, харин HPMC2000 нь зуурмагийн шахалтын эхний бат бөх байдалд илүү их сөрөг нөлөө үзүүлдэг бөгөөд гулзайлтын бат бэх нь мэдээжийн хэрэг тааламжгүй байдаг. HPMC6000 нэмэлт нь бүх насны ган шаар-элсний зуурмагийн гулзайлтын бат бөх байдалд тодорхой сөрөг нөлөө үзүүлдэг боловч нөлөөллийн зэрэг нь HPMC2000-аас хамаагүй бага байдаг.