Машинаар цацсан цементийн зуурмагийн шинж чанарт гидроксипропил метил целлюлозын эфирийн нөлөө

Целлюлозын эфир нь машин тэсэлгээний зуурмагт зайлшгүй шаардлагатай нэмэлт бодис юм. Дөрвөн өөр зуурамтгай чанар нь гидроксипропил метилцеллюлоз (HPMC) нь усны хадгалалт, нягтрал, агаарын агууламж, механик шинж чанар, нүх сүвний хуваарилалтад үзүүлэх нөлөөг судалсан. Судалгаанаас үзэхэд: HPMC нь зуурмагийн ус хадгалах чадварыг эрс сайжруулж, HPMC-ийн хэмжээ 0.15% байх үед ус хадгалах түвшин 90% -иас хэтрэх боломжтой. Хамгийн тод; Зуурмагийн агаарын агууламж HPMC-ийн агууламж нэмэгдэх тусам нэмэгддэг: HPMC нь цементийн зуурмагийн механик шинж чанарыг бууруулах нь тодорхой боловч зуурмагийн нугалах харьцаа нэмэгдэх болно; HPMC-ийг нэмсний дараа зуурмагийн нүх сүвний хэмжээ мэдэгдэхүйц нэмэгдэх болно, хортой нүх, олон тооны хортой нүхний эзлэх хувь мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн.

Түлхүүр үгс: зуурмаг; гидроксипропил метилцеллюлозын эфир; ус хадгалах; нүх сүвний хэмжээ хуваарилалт

0. Өмнөх үг

Сүүлийн жилүүдэд аж үйлдвэр тасралтгүй хөгжиж, техник технологи сайжирч, гадаадын зуурмаг цацах машиныг нэвтрүүлж, сайжруулснаар манай улсад механик шүрших, шавардлагын технологи ихээхэн хөгжиж байна. Механик шүрших зуурмаг нь энгийн зуурмагаас ялгаатай бөгөөд ус хадгалах өндөр үзүүлэлт, тохиромжтой шингэн чанар, унжилтын эсрэг тодорхой үзүүлэлт шаарддаг. Ихэвчлэн целлюлозын эфирийг зуурмаг дээр нэмдэг бөгөөд тэдгээрийн дотроос гидроксипропил метилцеллюлозын энгийн эфир (HPMC) нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг. Зуурмаг дахь HPMC-ийн үндсэн үүрэг нь: маш сайн ус хадгалах чадвар, өтгөрүүлэх, наалдамхай болгох, реологийн тохируулга юм. Гэсэн хэдий ч HPMC-ийн дутагдлыг үл тоомсорлож болохгүй. HPMC нь агаар шингээх нөлөөтэй бөгөөд энэ нь илүү дотоод согогийг үүсгэж, зуурмагийн механик шинж чанарыг ноцтой бууруулдаг. Энэхүү бүтээл нь зуурмагийн ус хадгалах хурд, нягтрал, агаарын агууламж, механик шинж чанарт HPMC-ийн нөлөөг макроскопийн талаас, HPMC-ийн зуурмагийн нүх сүвний бүтцэд үзүүлэх нөлөөг микроскопийн талаас нь судалсан болно.

1. Туршилт

1.1 Түүхий эд

Цемент: худалдаанд гарах боломжтой П·O42.5 цемент, түүний 28d гулзайлтын болон шахалтын бат бэх нь 6.9 ба 48.2 МПа; элс: Чэндэ голын нарийн элс, 40-100 торон; целлюлозын эфир: Хэбэй дэх компаний үйлдвэрлэсэн гидроксипропилийн спирт Метил целлюлозын эфир, цагаан нунтаг, нэрлэсэн зуурамтгай чанар 40, 100, 150, 200 Па·S: Ус: цэвэр цоргоны ус.

1.2 Туршилтын арга

JGJ/T 105-2011 “Механик шүрших, шавардлагын барилгын дүрэм”-д заасны дагуу зуурмагийн тууштай байдал нь 80~120мм, ус хадгалах түвшин 90%-иас их байна. Энэ туршилтанд шохой-элсний харьцааг 1:5, тууштай байдлыг (93) тохируулна.±2)мм, целлюлозын эфирийг гаднаас нь хольж, түүний тунг цементийн массын дагуу тооцоолно. Зуурмагийн нойтон нягт, агаарын агууламж, ус хадгалах хурд, тууштай байдал зэрэг үндсэн шинж чанарыг JGJ 70-2009 "Барилгын зуурмагийн үндсэн шинж чанарыг турших арга"-ын дагуу шалгаж, агаарын агуулгыг стандартын дагуу шалгаж, тооцоолно. нягтын арга. Загварын бэлтгэл, гулзайлтын болон шахалтын бат бэхийн туршилтыг GB/T 17671-1999 "Цементийн зуурмагийн элсний бат бөх чанарыг шалгах арга (ISO арга)"-ын дагуу хийсэн. Нүхний хэмжээг мөнгөн усны порозиметрээр шалгасан. Мөнгөн усны порозиметрийн загвар нь AUTOPORE 9500, хэмжих хүрээ нь 5.5 нм-ээс 360 хүртэл байв.μм. Нийт 4 багц туршилт хийсэн. 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (тоонууд нь A, B, C, D).

2. Үр дүн ба шинжилгээ

2.1 Цементийн зуурмагийн ус хадгалахад HPMC-ийн үзүүлэх нөлөө

Ус хадгалах нь зуурмагийн ус барих чадварыг хэлнэ. Машинаар цацдаг зуурмагт целлюлозын эфир нэмэх нь чийгийг үр дүнтэй барьж, цус алдалтыг бууруулж, цементэн суурьтай материалын хангалттай чийгшлийн шаардлагыг хангадаг.

Зуурмагийн ус хадгалахад HPMC-ийн нөлөөллөөс харахад HPMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр зуурмагийн ус хадгалах түвшин аажмаар нэмэгддэг. 100, 150, 200 Па зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн муруйнууд·s нь үндсэндээ ижил байна. Агуулга 0.05% - 0.15% байх үед ус хадгалах түвшин шугаман байдлаар нэмэгддэг. Агуулга 0.15% байх үед ус хадгалах түвшин 93% -иас их байна..20% -ийн дараа ус хадгалах өсөлтийн хандлага хавтгай болж, HPMC-ийн хэмжээ ханалтад ойрхон байгааг харуулж байна. 40 Па зуурамтгай чанар бүхий HPMC-ийн хэмжээг үзүүлэх нөлөөллийн муруй·Ус хадгалах хурд нь ойролцоогоор шулуун шугам юм. Хэмжээ нь 0.15% -иас их байвал зуурмагийн ус хадгалах хурд нь ижил хэмжээний зуурамтгай чанар бүхий бусад гурван төрлийн HPMC-ээс хамаагүй бага байна. Целлюлозын эфирийн ус хадгалах механизм нь: целлюлозын эфирийн молекул дээрх гидроксил бүлэг ба эфирийн холбоо дээрх хүчилтөрөгчийн атом нь усны молекултай нийлж устөрөгчийн холбоо үүсгэснээр чөлөөт ус нь холбогдсон ус болдог гэж ерөнхийд нь үздэг. , Тиймээс сайн ус хадгалах нөлөө тоглож; Мөн усны молекулууд болон целлюлозын эфирийн молекулын гинж хоорондын тархалт нь усны молекулууд целлюлозын эфирийн макромолекулын гинжин хэлхээний дотоод хэсэгт нэвтэрч, хүчтэй холбох хүчинд өртөж, улмаар цементийн зутангийн ус хадгалах чадварыг сайжруулдаг гэж үздэг. Маш сайн ус хадгалах нь зуурмагийг нэгэн төрлийн байлгаж, ялгахад хялбар биш, сайн холих гүйцэтгэлийг бий болгохын зэрэгцээ механик элэгдлийг бууруулж, зуурмаг цацах машины ашиглалтын хугацааг уртасгана.

2.2 Цементийн зуурмагийн нягт ба агаарын агуулгад HPMC-ийн үзүүлэх нөлөө

Зуурмагийн нягтралд HPMC-ийн янз бүрийн зуурамтгай чанар, тунгийн нөлөөллөөс харахад HPMC-ийн тунг 0-0.20% байхад HPMC-ийн тунг 2050 кг/м-ээс ихэсгэх тусам зуурмагийн нягт огцом буурч байгааг харж болно.³ ойролцоогоор 1650 кг / м хүртэл³ , ойролцоогоор 20% -иар буурсан; HPMC-ийн агууламж 0.20% -иас давсны дараа нягтын бууралт жигд байх хандлагатай байдаг. Өөр өөр зуурамтгай чанар бүхий дөрвөн төрлийн HPMC-ийг харьцуулж үзвэл зуурамтгай чанар өндөр байх тусам зуурмагийн нягт бага байх болно; 150 ба 200 Па с HPMC-ийн холимог зуурамтгай чанар бүхий зуурмагийн нягтын муруй нь үндсэндээ давхцаж байгаа нь HPMC-ийн зуурамтгай чанар нэмэгдэх тусам зуурмагийн нягт буурахаа больсон болохыг харуулж байна.

Зуурмагийн агаар дахь HPMC-ийн янз бүрийн зуурамтгай чанар, тунгийн нөлөөллөөс харахад зуурмаг дахь агаарын агууламжийн өөрчлөлт нь зуурмагийн нягтын өөрчлөлтөөс эсрэг байна. Агаарын хэмжээ бараг шулуун шугамаар нэмэгддэг; HPMC-ийн агууламж 0.20% -иас хэтрэх үед агаарын агууламж бараг өөрчлөгддөггүй, энэ нь зуурмагийн агаар шингээх нөлөө нь ханалтад ойрхон байгааг харуулж байна. 150 ба 200 Па зуурамтгай чанар бүхий HPMC-ийн агаарыг татах нөлөө·s нь 40 ба 100 Па зуурамтгай чанар бүхий HPMC-ээс их байна·s.

Целлюлозын эфирийн агаарыг татах нөлөө нь голчлон түүний молекулын бүтцээр тодорхойлогддог. Целлюлозын эфир нь гидрофил (гидроксил, эфирийн бүлгүүд) ба гидрофобик бүлгүүд (метилийн бүлгүүд, глюкозын цагираг) хоёулаа байдаг бөгөөд гадаргуугийн идэвхтэй бодис юм. , гадаргуугийн үйл ажиллагаатай тул агаарыг татах нөлөөтэй. Нэг талаас, нэвтрүүлсэн хий нь зуурмаг дахь бөмбөлөг холхивчийн үүрэг гүйцэтгэж, зуурмагийн ажлын гүйцэтгэлийг сайжруулж, эзэлхүүнийг нэмэгдүүлж, гарцыг нэмэгдүүлэх нь үйлдвэрлэгчдэд ашигтай байдаг. Харин нөгөө талаас агаар татах нөлөө нь зуурмаг дахь агаарын агууламж болон хатуурсны дараа сүвэрхэг чанарыг нэмэгдүүлж, улмаар хортой нүх сүвийг ихэсгэж, механик шинж чанарыг ихээхэн бууруулдаг. Хэдийгээр HPMC нь тодорхой агаар шингээх нөлөөтэй боловч агаар шингээх бодисыг орлож чадахгүй. Нэмж дурдахад, HPMC болон агаар шингээгч бодисыг нэгэн зэрэг хэрэглэх үед агаар оруулах бодис ажиллахгүй болно.

2.3 Цементийн зуурмагийн механик шинж чанарт HPMC-ийн үзүүлэх нөлөө

28d гулзайлтын бат бэх ба 28d шахалтын бат бэхээс харахад HPMC-ийн хэмжээ ердөө 0.05% байхад зуурмагийн гулзайлтын бат бэх мэдэгдэхүйц буурч, HPMC-гүй хоосон дээжээс 25% орчим бага байна. шахалтын бат бэх нь зөвхөн хоосон дээжийн 65% хүрч болно. 80%. HPMC-ийн агууламж 0.20% -иас давсан тохиолдолд зуурмагийн гулзайлтын бат бэх, шахалтын бат бэх буурах зэрэг нь тодорхойгүй байна. HPMC-ийн зуурамтгай чанар нь зуурмагийн механик шинж чанарт бага нөлөө үзүүлдэг. HPMC нь маш олон жижиг агаарын бөмбөлөгүүдийг бий болгодог бөгөөд зуурмаг дээр агаар шингээх нөлөө нь зуурмагийн дотоод сүвэрхэг байдал, хортой нүх сүвийг ихэсгэснээр шахалтын бат бэх, гулзайлтын бат бэх мэдэгдэхүйц буурдаг. Зуурмагийн бат бөх чанар буурах өөр нэг шалтгаан нь хатуурсан зуурмаг дахь усыг хадгалдаг целлюлозын эфирийн ус хадгалах нөлөө бөгөөд ус холбогч их хэмжээний харьцаа нь туршилтын блокийн бат бэх буурахад хүргэдэг. Механик барилгын зуурмагийн хувьд целлюлозын эфир нь зуурмагийн ус хадгалах хурдыг ихээхэн нэмэгдүүлж, ажиллах чадварыг сайжруулдаг боловч хэмжээ нь хэт их байвал зуурмагийн механик шинж чанарт ноцтой нөлөөлөл үзүүлэх тул тэдгээрийн хоорондын хамаарлыг үндэслэлтэй жинлэх хэрэгтэй.

28 хоногийн нугалах харьцаанаас харахад HPMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр зуурмагийн нийт нугалах харьцаа нэмэгдэх хандлагатай байгаа нь үндсэндээ шугаман хамаарал юм. Учир нь нэмсэн целлюлозын эфир нь олон тооны агаарын бөмбөлөгүүдийг нэвтрүүлж, зуурмаг дотор илүү их согог үүсгэж, улмаар зуурмагийн шахалтын бат бэх эрс буурч, гулзайлтын бат бэх нь мөн тодорхой хэмжээгээр буурдаг; Харин целлюлозын эфир нь зуурмагийн уян хатан чанарыг сайжруулж, эсэргүүцэх чадвартай. Эвхэх чадвар нь таатай байдаг тул бууралтын хурдыг удаашруулдаг. Иж бүрэн авч үзвэл, энэ хоёрын хосолсон нөлөө нь нугалах харьцааг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.

2.4 Зуурмагийн нүх сүвний хэмжээн дэх HPMC-ийн нөлөө

Дөрвөн бүлгийн A, B, C, D дээжийн нүх сүвний хуваарилалтын муруйг мөнгөн усны нэвтрэлтийн порозиметрээр хэмжсэн.

Нүх сүвний хуваарилалтын муруй, нүх сүвний тархалтын өгөгдөл болон AD дээжийн янз бүрийн статистик үзүүлэлтүүдийн дагуу HPMC нь цементийн зуурмагийн нүх сүвний бүтцэд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.

(1) HPMC нэмсний дараа цементийн зуурмагийн нүхний хэмжээ мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Нүх сүвний хуваарилалтын муруй дээр зургийн талбай баруун тийш шилжиж, оргил утгад харгалзах нүх сүв томордог. Мөн янз бүрийн статистик үзүүлэлтүүдийн туршилтын үр дүнгийн нүх сүвний тархалтын статистик мэдээлэл, дундаж нүх сүвний хэмжээ нь HPMC нэмсэний дараа цементийн зуурмагийн дундаж нүх сүвний хэмжээ хоосон дээжийн хэмжээнээс хамаагүй том болохыг харж болно. дээжинд 0.3% тунгаар. Утга апертур нь хоосон дээжээс 2 дахин их байна.

(2) Wu Zhongwei нар. Бетон дахь нүх сүвийг дөрвөн төрөлд хуваадаг бөгөөд тэдгээр нь хор хөнөөлгүй нүх юм (≤20 нм), цөөн тооны хортой нүх сүв (20–100 нм), хортой нүх сүв (100–200 нм) ба олон хортой нүхнүүд (≥200 нм). 200 нм). Нүх сүвний хэмжээ тархалтын статистик мэдээ болон янз бүрийн статистик үзүүлэлтүүдийн туршилтын үр дүнгээс харахад HPMC нэмсэний дараа хоргүй нүх сүвний тоо мэдэгдэхүйц багасч, хортой нүх сүв эсвэл илүү их хор хөнөөлтэй нүх сүв олширч байгааг харж болно. HPMC-гүй дээжийн хор хөнөөлгүй эсвэл бага хор хөнөөлтэй нүх сүв 49.4% орчим байдаг бөгөөд HPMC нэмсэний дараа хоргүй эсвэл бага хор хөнөөлтэй нүх сүв мэдэгдэхүйц багасдаг. 0.1% -ийн тунг жишээ болгон авч үзвэл хоргүй эсвэл бага хор хөнөөлтэй нүх сүв 45% орчим буурдаг. , хортой нүхний тоо 10-аас ихμм орчим 9 дахин нэмэгдсэн байна.

3) Нүх сүвний дундаж диаметр, нүхний дундаж диаметр, тусгай нүх сүвний эзэлхүүн, гадаргуугийн тодорхой талбай нь HPMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр маш хатуу өөрчлөлтийн дүрмийг дагаж мөрддөггүй бөгөөд энэ нь мөнгөн ус шахах туршилтын дээжийн сонголт их хэмжээгээр тархсантай холбоотой байж болох юм. Гэхдээ бүхэлдээ HPMC-тэй холилдсон дээжийн дундаж нүх сүвний диаметр, дундаж нүх сүвний диаметр болон тусгай нүх сүвний эзэлхүүн нь хоосон дээжтэй харьцуулахад нэмэгдэх хандлагатай байдаг бол гадаргуугийн хувийн талбай багасдаг.

3. Дүгнэлт

(1) Зуурмагийн ус хадгалах түвшин HPMC-ийн агууламж нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. 100, 150, 200 Па зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн муруйнууд·S нь үндсэндээ адилхан бөгөөд агууламж нь 0.15% байх үед ус хадгалах түвшин 93% -иас их байна. 40 Па-ийн агууламжтай үед·целлюлозын эфир 0.15% -иас их, ус хадгалах хурд нь бусад гурван төрлийн зуурамтгай чанар бүхий HPMC-ээс бага байна.

(2) Зуурмагийн нягт нь HPMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр аажмаар буурч, агууламж нь 0.05% байна. Нягтын бууралт нь 0.20%, 20% орчимд хамгийн тод илэрдэг; агууламж 0.20% -иас хэтэрсэн үед нягтрал бараг өөрчлөгддөггүй; HPMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр зуурмаг дахь агаарын агууламж нэмэгддэг.

(3) HPMC-ийн агууламж нэмэгдэх нь цементийн зуурмагийн механик шинж чанарыг бууруулах нь тодорхой боловч зуурмагийн харгалзах нугалах харьцаа нэмэгдэж, зуурмагийн уян хатан чанар сайжирна.

(4) HPMC нэмсний дараа зуурмагийн нүх сүвний хэмжээ мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, хортой нүх сүв болон олон тооны хортой нүхний эзлэх хувь мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. 0.1% HPMC агууламжтай дээж нь хортой нүх сүвгүй эсвэл бага хэмжээтэй хоосон дээжтэй харьцуулахад 45 орчим хувиар буурсан ба илүү хортой нүхний тоо 10-аас их байна.μм орчим 9 дахин нэмэгдсэн.