Цементийн зуурмагт өөрчилсөн целлюлозын эфирийн механик шинж чанар
Ус-цементийн харьцаа 0.45, шохой-элсний харьцаа 1:2.5, целлюлозын эфир 0%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, 1.0%-ийн өөр өөр зуурамтгай чанар бүхий өөрчлөгдсөн цементийн зуурмаг бэлтгэсэн. . Цементийн зуурмагийн механик шинж чанарыг хэмжиж, микроскопийн морфологийг ажигласнаар өөрчлөгдсөн цементийн зуурмагийн шахалтын бат бэх, гулзайлтын бат бэх, бэхэлгээний бат бэх чанарт HEMC-ийн нөлөөллийг судалсан. Судалгааны үр дүнгээс харахад: HEMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр өөрчилсөн зуурмагийн шахалтын бат бэх нь янз бүрийн насны үед тасралтгүй буурч, бууралтын хүрээ багасч, зөөлөн байх хандлагатай байдаг; Целлюлозын эфирийн ижил агууламжийг нэмэхэд өөр өөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн өөрчилсөн зуурмагийн шахалтын бат бэх нь: HEMC20
Түлхүүр үгс:целлюлозын эфир; цементийн зуурмаг; шахалтын бат бэх; гулзайлтын хүч; холболтын хүч
1 Танилцуулга
Энэ үе шатанд дэлхийн хэмжээнд зуурмагийн жилийн хэрэгцээ 200 сая тонн давж, аж үйлдвэрийн хэрэгцээ нэмэгдсээр байна. Одоогийн байдлаар уламжлалт цементийн зуурмаг нь цус алдалт, давхардал, хатаах агшилт ихтэй, ус үл нэвтрэх чанар муутай, суналтын бат бөх чанар багатай, ус алдагдахаас шалтгаалсан чийгшлийн дутагдал зэрэг согогтой байгаа нь барилгын ажилд гэмтэл учруулахаас гадна шийдвэрлэхэд хүндрэлтэй байна. хатууруулах Зуурмаг хагарах, нунтаглах, цутгах, хонхойх зэрэг үзэгдлүүд гардаг.
Целлюлозын эфир нь арилжааны зуурмагийн хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг нэмэлтүүдийн нэг болох ус хадгалах, өтгөрүүлэх, удаашруулах үйлчилгээтэй бөгөөд цементийн зуурмагийн ажиллах чадвар, ус хадгалах, наалдамхай чанар, хатуурах хугацаа гэх мэт физик шинж чанарыг сайжруулахад ашиглаж болно. цементийг ихээхэн нэмэгдүүлэх зэрэг . Зуурмагийн суналтын бат бэх буурах боловч цементийн зуурмагийн шахалтын бат бэх, гулзайлтын бат бэх, уян хатан модуль багасна. Жан Иишүн болон бусад хүмүүс зуурмагийн шинж чанарт метил целлюлозын эфир ба гидроксипропил метил целлюлозын эфирийн нөлөөг судалжээ. Үр дүнгээс харахад: целлюлозын эфир хоёулаа зуурмагийн ус хадгалах чадварыг сайжруулж, гулзайлтын бат бэх ба шахалтын бат бэх нь янз бүрийн хэмжээгээр буурч, нугалах харьцаа болон зуурмагийн бэхэлгээний хүч өөр өөр хэмжээгээр нэмэгдэж, зуурмагийн агшилтын үзүүлэлтүүд сайжирна. А.Женни, Р.Зурбригген нар целлюлозын эфирээр өөрчилсөн нимгэн давхаргатай наалдамхай зуурмагийн систем дэх төрөл бүрийн материалын харилцан үйлчлэлийг орчин үеийн туршилт, шинжилгээний арга техникээр судалж, зуурмагийн гадаргуугийн ойролцоо целлюлозын эфир болон Са(OH) үүссэнийг ажигласан. . 2, цементэн суурьтай материал дахь целлюлозын эфирийн шилжилтийг харуулж байна.
Энэхүү нийтлэлд шахалтын эсэргүүцэл, гулзайлтын эсэргүүцэл, холболт, SEM микроскопийн харагдах байдал зэрэг зуурмагийн туршилтын аргуудыг ашиглан целлюлозын эфирийн цементийн зуурмаг нь шахалтын бат бэх, гулзайлтын эсэргүүцэл, наалдалтын бат бэх зэрэг механик шинж чанаруудад янз бүрийн насны үед үзүүлэх нөлөөг судалж, бөгөөд үүнийг тайлбарласан болно. түүний үйл ажиллагааны механизм.
2. Түүхий эд, туршилтын арга
2.1 Түүхий эд
2.1.1 Цемент
Wuhan Huaxin Cement ХХК-ийн үйлдвэрлэсэн энгийн лаурат цемент, загвар P 042.5 (GB175-2007) нь 3.25г/см нягттай.³ ба 4200 см-ийн тодорхой гадаргуугийн талбай²/г.
2.1.2 Гидроксипропил метилцеллюлозын эфир
Theгидроксиэтил метил целлюлозын эфирАНУ-ын Hercules группын үйлдвэрлэсэн 25 хэмийн 2%-ийн уусмал дахь зуурамтгай чанар нь 50000МПа/с, 100000МПа/с, 200000МПа/с.°C ба дараах товчлолууд нь HEMC5, HEMC10, and HEMC20 юм.
2.2 Туршилтын арга
а. Өөрчлөгдсөн зуурмагийн шахалтын бат бэх
Ногоон биеийн сорьцын шахалтын бат бэхийг Вуси Жианьи багаж ХХК-ийн TYE-300 шахалтын бат бэхийн машинаар туршсан. Ачаалах хурд нь 0.5 кН/с байна. Шахалтын бат бэхийн туршилтыг GB/T17671-1999 "Цементийн зуурмагийн бат бэхийн туршилтын арга (ISO арга)"-ын дагуу гүйцэтгэдэг.
Тодорхойлолтоор ногоон биеийн шахалтын бат бэхийг тооцоолох томъёо нь:
Rc=F/S
Хаана Rc-шахалтын бат бэх, МПа;
F-сорьц дээр ажиллаж буй эвдрэлийн ачаалал, kN;
S-даралтын талбай, м².
Тодорхойлолтоор ногоон биеийн гулзайлтын хүчийг тооцоолох томъёо нь:
Rf = (3P× L)/(2б× h²) =0.234×P
Томъёонд Rf-гулзайлтын бат бэх, МПа;
P-сорьц дээр ажиллаж буй эвдрэлийн ачаалал, kN;
L-дэмжих цилиндрийн төвүүдийн хоорондох зай, өөрөөр хэлбэл 10 см;
б, х-туршилтын биеийн хөндлөн огтлолын өргөн ба өндөр, хоёулаа 4 см.
б. Хувиргасан цементийн зуурмагийн суналтын бат бэх
ZQS6-2000 наалдамхай тоосгоны наалдамхай бат бэхийн мэдрэгчийг ашиглан цавууны бат бөх чанарыг хэмжих ба суналтын хурд нь 2мм/мин байна. Холболтын бат бэхийн туршилтыг JC/T985-2005 "Газрын цементэн суурьтай өөрөө тэгшлэх зуурмаг"-ын дагуу хийсэн.
Тодорхойлолтоор ногоон биеийн бат бэхийг тооцоолох томъёо нь:
P=F/S
Томъёонд П-суналтын холболтын бат бэх, МПа;
F-хамгийн их эвдрэлийн ачаалал, N;
S-холбох талбай, мм².
3. Үр дүн ба хэлэлцүүлэг
3.1 Шахалтын бат бэх
Янз бүрийн насны өөр өөр зуурамтгай чанар бүхий хоёр төрлийн целлюлозын эфирийн хувиргасан зуурмагийн шахалтын бат бэхээс харахад HEMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр янз бүрийн насны (3d, 7d, 28d) целлюлозын эфирээр өөрчлөгдсөн зуурмагийн шахалтын бат бэх буурч байгааг харж болно. мэдэгдэхүйц. Их хэмжээгээр буурч, аажмаар тогтворжсон: HEMC-ийн агууламж 0.4% -иас бага байх үед шахалтын бат бэх нь хоосон дээжтэй харьцуулахад мэдэгдэхүйц буурсан; HEMC-ийн агууламж 0.4% ~ 1.0% байх үед шахалтын бат бэх буурах хандлага удааширсан. Целлюлозын эфирийн агууламж 0.8% -иас их байвал 7d ба 28d насны шахалтын бат бэх нь 3d насны хоосон дээжийнхээс бага, харин өөрчлөгдсөн зуурмагийн 3d шахалтын бат бэх нь бараг тэг байх ба дээж нь хөнгөн дарагдсан Шуурхай буталсан, дотор тал нь нунтаг, нягт нь маш бага.
Өөрчлөгдсөн зуурмагийн шахалтын бат бөх байдалд ижил HEMC-ийн нөлөөлөл өөр өөр байдаг нь HEMC-ийн агууламж 7d ба 3d-ээс илүү их хэмжээгээр нэмэгдэх тусам 28d шахалтын бат бэх буурч байгааг харуулж байна. Энэ нь нас ахих тусам HEMC-ийн удаашруулах нөлөө үргэлж байсаар ирсэн бөгөөд HEMC-ийн удаашруулах нөлөө нь систем дэх усны бууралт эсвэл чийгшүүлэх урвалын явцаас үл хамааран шахалтын бат бэхийн өсөлтөд хүргэдэг болохыг харуулж байна. Өөрчлөгдсөн зуурмагийн хэмжээ нь HEMC-тэй холилдсон зуурмагийн дээжгүйгээс хамаагүй бага байх.
Целлюлозын эфирийн өөрчилсөн зуурмагийн шахалтын бат бэхийн өөр өөр насны өөрчлөлтийн муруйгаас харахад ижил хэмжээний целлюлозын эфир нэмэхэд өөр өөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн өөрчилсөн зуурмагийн шахалтын бат бэх нь: HEMC20 байна.
Дараах гурван хүчин зүйл нь өөрчлөгдсөн зуурмагийн шахалтын бат бэхийг бууруулахад хүргэдэг: нэг талаас усанд уусдаг HEMC макромолекулын сүлжээний бүтэц нь цементийн тоосонцор, CSH гель, кальцийн исэл, кальцийн алюминат гидрат болон бусад тоосонцор, усгүй бодисыг хамардаг. хэсгүүд Гадаргуу дээр, ялангуяа цементийн усжилтын эхний шатанд кальцийн алюминат гидрат ба HEMC-ийн шингээлт нь кальцийн алюминатыг чийгшүүлэх урвалыг удаашруулж, шахалтын бат бэхийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Байнгын зуурмагийн удаашруулах нөлөө нь тодорхой бөгөөд энэ нь HEMC20-ийн агууламж 0.8% ~ 1% хүрэхэд өөрчлөгдсөн зуурмагийн дээжийн 3d бат бэх нь тэг болохыг харуулж байна; нөгөө талаас усжуулсан HEMC уусмал нь зуурамтгай чанар өндөртэй байдаг ба зуурмагийг холих явцад агаартай холилдож, их хэмжээний агаарын бөмбөлөг үүсгэснээр хатуурсан зуурмагт их хэмжээний хоосон зай үүсдэг. , мөн дээжийн шахалтын бат бэх нь HEMC-ийн агууламж нэмэгдэж, түүний полимержих зэрэг нэмэгдэхийн хэрээр тасралтгүй буурдаг; Зуурмагийн систем нь зөвхөн зуурмагийн уян хатан чанарыг нэмэгдүүлж, хатуу тулгуурын үүргийг гүйцэтгэж чадахгүй тул шахалтын бат бэхийг бууруулдаг.
3.2 Гулзайлтын бат бэх
Янз бүрийн насны хоёр өөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирээр өөрчилсөн зуурмагийн гулзайлтын бат бөх чанараас харахад өөрчлөгдсөн зуурмагийн шахалтын бат бэхийн өөрчлөлттэй адил целлюлозын эфирээр өөрчлөгдсөн зуурмагийн гулзайлтын бат бэх нь HEMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр аажмаар буурч байгааг харж болно.
Өөр өөр насны целлюлозын эфирийн зуурмагийн гулзайлтын бат бэхийн өөрчлөлтийн муруйгаас харахад целлюлозын эфирийн агууламж ижил байх үед HEMC20 өөрчлөгдсөн зуурмагийн дээжийн гулзайлтын бат бэх нь HEMC10 өөрчлөгдсөн зуурмагийн дээжээс арай бага, HEMC-ийн агууламж 0.4% ~ 0.8% байх үед 28d гулзайлтын бат бэхийн өөрчлөлтийн муруй нь бараг давхцдаг.
Янз бүрийн насны целлюлозын эфирийн хувиргасан зуурмагийн гулзайлтын бат бэхийн өөрчлөлтийн муруйгаас мөн өөрчлөгдсөн зуурмагийн гулзайлтын бат бэхийн өөрчлөлт дараах байдалтай байгааг харж болно: HEMC5.
3.3 Холболтын бат бэх
Целлюлозын эфирээр өөрчилсөн гурван зуурмагийн наалдамхай бат бэхийн өөрчлөлтийн муруйгаас харахад өөрчлөгдсөн зуурмагийн бат бэх нь HEMC-ийн агууламж ихсэх тусам нэмэгдэж, аажмаар тогтвортой байх хандлагатай байдаг. Нас ахих тусам өөрчлөгдсөн зуурмагийн бат бэх нэмэгдэх хандлагатай байна.
Целлюлозын эфирээр өөрчилсөн гурван зуурмагийн 28 хоногийн холболтын бат бэхийн өөрчлөлтийн муруйгаас харахад өөрчлөгдсөн зуурмагийн бат бэх нь HEMC-ийн агууламж ихсэх тусам нэмэгдэж, аажмаар тогтвортой байх хандлагатай байгааг харж болно. Үүний зэрэгцээ целлюлозын эфирийн полимержих түвшин нэмэгдэхийн хэрээр өөрчлөгдсөн зуурмагийн бат бэхийн өөрчлөлт нь: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
Энэ нь HEMC-ийн өндөр агууламжтай өөрчлөгдсөн зуурмагт олон тооны нүх сүв нэвтэрч, хатуурсан биеийн сүвэрхэг чанар нэмэгдэж, бүтцийн нягт багасаж, бэхэлгээний бат бэхийн өсөлт удааширч байгаатай холбоотой юм. ; суналтын туршилтанд хугарал нь өөрчлөгдсөн зуурмагт үүссэн Дотор, өөрчлөгдсөн зуурмаг ба субстратын хоорондох холбоо барих гадаргуу дээр ямар ч хугарал байхгүй бөгөөд энэ нь өөрчлөгдсөн зуурмаг ба субстрат хоорондын холболтын бат бэх нь хатуурсан зуурмагаас илүү байгааг харуулж байна. өөрчлөгдсөн зуурмаг. Гэсэн хэдий ч HEMC-ийн хэмжээ бага (0% ~ 0.4%) үед усанд уусдаг HEMC молекулууд нь чийгшүүлсэн цементийн хэсгүүдийг бүрхэж, боож, цементийн хэсгүүдийн хооронд полимер хальс үүсгэж, уян хатан чанар, уян хатан чанарыг нэмэгдүүлдэг. өөрчлөгдсөн зуурмаг. Хуванцар чанар, HEMC-ийн усыг маш сайн хадгалдаг тул өөрчлөгдсөн зуурмаг нь чийгшүүлэх урвалд хангалттай устай байдаг бөгөөд энэ нь цементийн бат бөх чанарыг сайжруулж, өөрчлөгдсөн цементийн зуурмагийн бат бэхийг шугаман байдлаар нэмэгдүүлдэг.
3.4 SEM
Целлюлозын эфирээр өөрчлөгдсөн зуурмагийн өмнөх болон дараах SEM харьцуулсан зургуудаас харахад өөрчлөгдөөгүй зуурмаг дахь талст ширхэгийн хоорондох зай харьцангуй том, бага хэмжээний талстууд үүсдэг. Өөрчлөгдсөн зуурмагт талстууд бүрэн ургаж, целлюлозын эфирийг оруулснаар зуурмагийн ус хадгалах чанар сайжирч, цемент нь бүрэн чийглэг болж, чийгшүүлэх бүтээгдэхүүн нь илт харагдаж байна.
Учир нь целлюлозын эфирийг тусгай эфиржүүлэх процессоор боловсруулсан бөгөөд энэ нь маш сайн тархалт, ус хадгалах чадвартай. Ус нь удаан хугацааны туршид аажим аажмаар гадагшилдаг бөгөөд хатаж, ууршсаны улмаас хялгасан судасны нүхнээс багахан хэмжээний ус гадагшилдаг бөгөөд ихэнх ус нь цементтэй хамт чийгшүүлж, өөрчлөгдсөн цементийн зуурмагийн бат бөх чанарыг хангадаг.
4 Дүгнэлт
а. HEMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр өөрчилсөн зуурмагийн шахалтын бат бэх нь янз бүрийн насны тасралтгүй буурч, бууралтын хүрээ буурч, хавтгай байх хандлагатай байдаг; целлюлозын эфирийн агууламж 0.8%-иас их байх үед 7d ба 28d 3D насжилттай дээжийн шахалтын бат бэх нь хоосон дээжээс бага, харин өөрчилсөн зуурмагийн 3D насжилтын шахалтын бат бэх нь бараг тэг байна. Дээж нь бага зэрэг дарахад эвдэрч, дотор тал нь бага нягттай нунтаг юм.
б. Целлюлозын эфирийг ижил хэмжээгээр нэмэхэд өөр өөр зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн өөрчилсөн зуурмагийн шахалтын бат бэх нь дараах байдлаар өөрчлөгдөнө: HEMC20
в. Целлюлозын эфирээр өөрчлөгдсөн зуурмагийн гулзайлтын бат бэх нь HEMC-ийн агууламж нэмэгдэх тусам аажмаар буурдаг. Хувиргасан зуурмагийн гулзайлтын бат бэхийн өөрчлөлт нь: HEMC5
г. Өөрчлөгдсөн зуурмагийн бэхэлгээний хүч нь HEMC-ийн агууламж нэмэгдэх тусам нэмэгдэж, аажмаар тогтвортой байх хандлагатай байдаг. Үүний зэрэгцээ целлюлозын эфирийн полимержих түвшин нэмэгдэхийн хэрээр өөрчлөгдсөн зуурмагийн бат бэхийн өөрчлөлт нь: HEMC20>HEMC10>HEMC5.
д. Целлюлозын эфирийг цементэн зуурмагт хольсны дараа болор бүрэн ургаж, болор ширхэгийн хоорондох нүх сүв багасч, цемент нь бүрэн чийглэг болж цементийн зуурмагийн шахалт, гулзайлтын болон бэхэлгээний бат бэхийг хангана.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 1-р сарын 30-ны хооронд