सिमेंट मोर्टारवर हायड्रॉक्सीथिल मिथाइलसेल्युलोजचा प्रभाव

हायड्रॉक्सीथिल मिथाइलसेल्युलोज (HEMC) च्या स्निग्धता बदलासारख्या घटकांचा प्रभाव, त्यात बदल केला जातो की नाही, आणि ताज्या सिमेंट मोर्टारच्या उत्पादनावरील ताण आणि प्लास्टिकच्या चिकटपणावरील सामग्री बदलाचा अभ्यास केला गेला. अपरिवर्तित HEMC साठी, स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितका कमी उत्पन्नाचा ताण आणि मोर्टारची प्लास्टिकची चिकटपणा; मोर्टारच्या rheological गुणधर्मांवर सुधारित HEMC च्या चिकटपणाच्या बदलाचा प्रभाव कमकुवत झाला आहे; ते बदलले किंवा नाही हे महत्त्वाचे नाही, HEMC ची स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितका कमी उत्पादन ताण आणि मोर्टारच्या प्लास्टिकच्या चिकटपणाच्या विकासाचा मंदता प्रभाव अधिक स्पष्ट आहे. जेव्हा HEMC ची सामग्री 0.3% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा उत्पादनाचा ताण आणि मोर्टारची प्लास्टिकची चिकटपणा सामग्रीच्या वाढीसह वाढते; जेव्हा HEMC ची सामग्री मोठी असते, तेव्हा मोर्टारचा उत्पन्नाचा ताण वेळेनुसार कमी होतो आणि प्लास्टिकच्या चिकटपणाची श्रेणी वेळोवेळी वाढते.

मुख्य शब्द: हायड्रॉक्सीथिल मिथाइलसेल्युलोज, ताजे मोर्टार, रिओलॉजिकल गुणधर्म, उत्पन्नाचा ताण, प्लास्टिकची चिकटपणा

I. परिचय

मोर्टार बांधकाम तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, यांत्रिकी बांधकामाकडे अधिकाधिक लक्ष दिले गेले आहे. लांब-अंतराची उभ्या वाहतूक पंप केलेल्या मोर्टारसाठी नवीन आवश्यकता पुढे ठेवते: पंपिंग प्रक्रियेदरम्यान चांगली तरलता राखली पाहिजे. यासाठी मोर्टारच्या तरलतेवर प्रभाव टाकणारे घटक आणि प्रतिबंधात्मक परिस्थितींचा अभ्यास करणे आवश्यक आहे आणि मोर्टारच्या rheological पॅरामीटर्सचे निरीक्षण करणे ही सामान्य पद्धत आहे.

मोर्टारचे rheological गुणधर्म प्रामुख्याने कच्च्या मालाचे स्वरूप आणि प्रमाण यावर अवलंबून असतात. सेल्युलोज इथर हे औद्योगिक मोर्टारमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे मिश्रण आहे, ज्याचा मोर्टारच्या rheological गुणधर्मांवर मोठा प्रभाव आहे, म्हणून देश-विदेशातील विद्वानांनी त्यावर काही संशोधन केले आहे. सारांशात, खालील निष्कर्ष काढले जाऊ शकतात: सेल्युलोज इथरच्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे मोर्टारच्या सुरुवातीच्या टॉर्कमध्ये वाढ होईल, परंतु ढवळण्याच्या कालावधीनंतर, मोर्टारचा प्रवाह प्रतिकार त्याऐवजी कमी होईल (1) ; जेव्हा सुरुवातीची तरलता मुळात सारखीच असते, तेव्हा मोर्टारची तरलता प्रथम नष्ट होईल. कमी झाल्यानंतर वाढले (2); मोर्टारच्या उत्पादनाची ताकद आणि प्लास्टिकची चिकटपणा प्रथम कमी आणि नंतर वाढण्याची प्रवृत्ती दर्शविते आणि सेल्युलोज इथरने मोर्टारच्या संरचनेचा नाश होण्यास प्रोत्साहन दिले आणि नष्ट होण्यापासून पुनर्बांधणीपर्यंतचा कालावधी वाढवला (3); इथर आणि घट्ट पावडरमध्ये जास्त स्निग्धता आणि स्थिरता असते (4). तथापि, वरील अभ्यासात अजूनही कमतरता आहेत:

वेगवेगळ्या विद्वानांची मापन मानके आणि कार्यपद्धती एकसमान नसतात आणि चाचणी परिणामांची अचूक तुलना करता येत नाही; इन्स्ट्रुमेंटची चाचणी श्रेणी मर्यादित आहे आणि मोजलेल्या मोर्टारच्या रिओलॉजिकल पॅरामीटर्समध्ये थोड्या प्रमाणात भिन्नता आहे, जी मोठ्या प्रमाणावर प्रतिनिधित्व करत नाही; वेगवेगळ्या स्निग्धता असलेल्या सेल्युलोज इथरवर तुलनात्मक चाचण्यांचा अभाव आहे; अनेक प्रभावित करणारे घटक आहेत आणि पुनरावृत्ती योग्य नाही. अलिकडच्या वर्षांत, व्हिस्कोमॅट एक्सएल मोर्टार रिओमीटरच्या देखाव्याने मोर्टारच्या rheological गुणधर्मांचे अचूक निर्धारण करण्यासाठी मोठी सोय प्रदान केली आहे. यात उच्च स्वयंचलित नियंत्रण पातळी, मोठी क्षमता, विस्तृत चाचणी श्रेणी आणि वास्तविक परिस्थितीनुसार चाचणी परिणाम अधिक फायदे आहेत. या पेपरमध्ये, या प्रकारच्या साधनाच्या वापरावर आधारित, विद्यमान विद्वानांच्या संशोधनाचे परिणाम एकत्रित केले जातात आणि हायड्रॉक्सीथिल मिथाइलसेल्युलोज (HEMC) च्या विविध प्रकार आणि स्निग्धता यांच्या प्रभावाचा अभ्यास करण्यासाठी चाचणी कार्यक्रम तयार केला जातो. एक मोठी डोस श्रेणी. कामगिरी प्रभाव.

2. ताज्या सिमेंट मोर्टारचे Rheological मॉडेल

सिमेंट आणि काँक्रीट शास्त्रामध्ये रिओलॉजीचा परिचय झाल्यापासून, मोठ्या संख्येने अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की ताजे काँक्रीट आणि मोर्टार हे बिंगहॅम फ्लुइड म्हणून ओळखले जाऊ शकते आणि बॅनफिलने मोर्टारच्या rheological गुणधर्मांचे वर्णन करण्यासाठी बिंगहॅम मॉडेल वापरण्याची व्यवहार्यता अधिक स्पष्ट केली (5). बिंगहॅम मॉडेलच्या rheological समीकरणात τ=τ0+μγ, τ हा कातरण ताण आहे, τ0 हा उत्पन्नाचा ताण आहे, μ हा प्लास्टिकची चिकटपणा आहे आणि γ हा कातरणे दर आहे. त्यापैकी, τ0 आणि μ हे दोन सर्वात महत्त्वाचे पॅरामीटर्स आहेत: τ0 हा किमान कातरणेचा ताण आहे ज्यामुळे सिमेंट मोर्टारचा प्रवाह होऊ शकतो आणि जेव्हा τ>τ0 मोर्टारवर कार्य करतो तेव्हाच तोफ वाहू शकतो; जेव्हा मोर्टार वाहते तेव्हा μ चिपचिपा प्रतिकार प्रतिबिंबित करते μ जितका मोठा असेल तितका तोफ वाहतो [3]. जेथे τ0 आणि μ दोन्ही अज्ञात आहेत, तेथे कातरणे ताण मोजले जाण्यापूर्वी किमान दोन भिन्न कातरणे दर मोजले जाणे आवश्यक आहे (6).

दिलेल्या मोर्टार रिओमीटरमध्ये, ब्लेड रोटेशन रेट N सेट करून आणि मोर्टारच्या शिअर रेझिस्टन्समुळे निर्माण होणारा टॉर्क T मोजून प्राप्त केलेला NT वक्र देखील Bingham मॉडेलशी सुसंगत असलेले दुसरे समीकरण T=g+ मोजण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. दोन पॅरामीटर्स Nh चा g आणि h. g हा उत्पादन ताण τ0 च्या प्रमाणात आहे, h प्लास्टिकच्या चिकटपणाच्या प्रमाणात आहे μ, आणि τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , जेथे G हा इन्स्ट्रुमेंटशी संबंधित स्थिर आहे आणि K करू शकतो ज्ञात प्रवाहातून जा सोयीसाठी, हा पेपर थेट g आणि h वर चर्चा करतो आणि g आणि h च्या बदलत्या नियमाचा वापर करून उत्पन्नाचा ताण आणि मोर्टारच्या प्लास्टिकच्या चिकटपणाचे बदलते नियम प्रतिबिंबित करतो.

3. चाचणी

3.1 कच्चा माल

3.2 वाळू

क्वार्ट्ज वाळू: खडबडीत वाळू 20-40 जाळी आहे, मध्यम वाळू 40-70 जाळी आहे, बारीक वाळू 70-100 जाळी आहे आणि तिन्ही 2:2:1 च्या प्रमाणात मिसळली जातात.

3.3 सेल्युलोज इथर

हायड्रोक्सीथिल मिथाइलसेल्युलोज HEMC20 (व्हिस्कोसिटी 20000 mPa s), HEMC25 (viscosity 25000 mPa s), HEMC40 (viscosity 40000 mPa s), आणि HEMC45 (viscosity 45000 mPa s), आणि MCHE 5 MCHE 5000 mPa सेल ईथर

3.4 पाणी मिसळणे

नळाचे पाणी.

3.5 चाचणी योजना

चुना-वाळूचे प्रमाण 1:2.5 आहे, पाण्याचा वापर सिमेंट वापराच्या 60% वर निश्चित केला आहे आणि HEMC सामग्री सिमेंटच्या वापराच्या 0-1.2% आहे.

प्रथम अचूक वजन केलेले सिमेंट, HEMC आणि क्वार्ट्ज वाळू समान रीतीने मिसळा, नंतर GB/T17671-1999 नुसार मिसळणारे पाणी घाला आणि ढवळून घ्या, आणि नंतर चाचणी करण्यासाठी Viskomat XL मोर्टार रिओमीटर वापरा. चाचणी प्रक्रिया अशी आहे: वेग 0 ते 80rpm 0 ~ 5 मिनिटांवर, 5 ~ 7 मिनिटांवर 60 rpm, 7 ~ 9 मिनिटांवर 40 rpm, 9 ~ 11 मिनिटांवर 20 rpm, 11 ~ 13 मिनिटांवर 10 rpm, आणि 13 ~ 15 मिनिटांवर 5 rpm , 15~30min, गती 0rpm आहे, आणि नंतर वरील प्रक्रियेनुसार प्रत्येक 30मिनिटांनी एकदा सायकल करा आणि एकूण चाचणी वेळ 120min आहे.

4. परिणाम आणि चर्चा

4.1 सिमेंट मोर्टारच्या rheological गुणधर्मांवर HEMC स्निग्धता बदलाचा परिणाम

(HEMC चे प्रमाण सिमेंटच्या वस्तुमानाच्या 0.5% आहे), त्या अनुषंगाने उत्पादन ताण आणि मोर्टारच्या प्लास्टिकच्या चिकटपणाच्या भिन्नतेचे नियम प्रतिबिंबित करते. हे दिसून येते की जरी HEMC40 ची स्निग्धता HEMC20 पेक्षा जास्त असली तरी, HEMC40 सह मिश्रित मोर्टारचा उत्पन्नाचा ताण आणि प्लास्टिकची चिकटपणा HEMC20 सह मिश्रित मोर्टारपेक्षा कमी आहे; जरी HEMC45 ची स्निग्धता HEMC25 पेक्षा 80% जास्त असली तरी, मोर्टारचा उत्पन्नाचा ताण थोडा कमी आहे आणि प्लास्टिकची चिकटपणा 90 मिनिटांनंतर वाढली आहे. याचे कारण असे की सेल्युलोज इथरची स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितका विरघळण्याचा वेग कमी असेल आणि त्याच्यासोबत तयार केलेल्या मोर्टारला अंतिम स्निग्धता गाठण्यासाठी जास्त वेळ लागेल [८]. याव्यतिरिक्त, चाचणीच्या त्याच क्षणी, HEMC40 सह मिश्रित मोर्टारची घनता HEMC20 सह मिश्रित मोर्टारपेक्षा कमी होती आणि HEMC45 सह मिश्रित मोर्टारची घनता HEMC25 सह मिश्रित मोर्टारपेक्षा कमी होती, हे दर्शविते की HEMC40 आणि HEMC45 ने अधिक हवेचे फुगे आणले आहेत आणि मोर्टारमधील हवेच्या बुडबुड्यांवर "बॉल" प्रभाव आहे, ज्यामुळे मोर्टार प्रवाह प्रतिरोध कमी होतो.

HEMC40 जोडल्यानंतर, मोर्टारचे उत्पन्न ताण 60 मिनिटांनंतर समतोल होते आणि प्लास्टिकची चिकटपणा वाढला; HEMC20 जोडल्यानंतर, मोर्टारचा उत्पन्नाचा ताण 30 मिनिटांनंतर समतोल गाठला आणि प्लास्टिकची चिकटपणा वाढला. हे दर्शविते की HEMC40 चा HEMC20 पेक्षा मोर्टार उत्पादन ताण आणि प्लास्टिकच्या चिकटपणाच्या विकासावर जास्त मंद प्रभाव आहे आणि अंतिम स्निग्धता गाठण्यासाठी जास्त वेळ लागतो.

HEMC45 सह मिश्रित मोर्टारचा उत्पन्नाचा ताण 0 ते 120 मिनिटांपर्यंत कमी झाला आणि 90 मिनिटांनंतर प्लास्टिकची चिकटपणा वाढला; HEMC25 सह मिश्रित मोर्टारचा उत्पादन ताण 90 मिनिटांनंतर वाढला आणि 60 मिनिटांनंतर प्लास्टिकची चिकटपणा वाढला. हे दर्शविते की HEMC45 चा HEMC25 पेक्षा मोर्टार उत्पादन ताण आणि प्लास्टिकच्या चिकटपणाच्या विकासावर जास्त मंद प्रभाव आहे आणि अंतिम स्निग्धता गाठण्यासाठी लागणारा वेळ देखील जास्त आहे.

4.2 सिमेंट मोर्टारच्या उत्पन्नाच्या ताणावर HEMC सामग्रीचा प्रभाव

चाचणी दरम्यान, मोर्टारच्या उत्पन्नाच्या ताणावर परिणाम करणारे घटक पुढीलप्रमाणे आहेत: मोर्टारचे विघटन आणि रक्तस्त्राव, ढवळण्यामुळे संरचनेचे नुकसान, हायड्रेशन उत्पादनांची निर्मिती, मोर्टारमधील मुक्त ओलावा कमी होणे आणि सेल्युलोज इथरचा प्रभाव कमी होणे. सेल्युलोज इथरच्या रिटार्डिंग इफेक्टसाठी, अधिक सामान्यतः स्वीकारले जाणारे दृश्य हे मिश्रणांच्या शोषणाद्वारे स्पष्ट करणे आहे.

हे पाहिले जाऊ शकते की जेव्हा HEMC40 जोडले जाते आणि त्याची सामग्री 0.3% पेक्षा कमी असते, तेव्हा HEMC40 सामग्रीच्या वाढीसह मोर्टारचे उत्पन्न ताण हळूहळू कमी होते; जेव्हा HEMC40 ची सामग्री 0.3% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा तोफ उत्पन्नाचा ताण हळूहळू वाढतो. सेल्युलोज इथरशिवाय मोर्टारचे रक्तस्त्राव आणि विघटन झाल्यामुळे, वंगण घालण्यासाठी समुच्चयांमध्ये पुरेशी सिमेंट पेस्ट नसते, परिणामी उत्पन्नाचा ताण वाढतो आणि प्रवाहात अडचण येते. सेल्युलोज इथरची योग्य जोडणी मोर्टार डिलेमिनेशनची घटना प्रभावीपणे सुधारू शकते आणि सादर केलेले हवेचे बुडबुडे लहान "बॉल्स" सारखे असतात, ज्यामुळे मोर्टारच्या उत्पन्नाचा ताण कमी होतो आणि प्रवाह सुलभ होतो. सेल्युलोज इथरची सामग्री जसजशी वाढते तसतसे त्याचे स्थिर आर्द्रता देखील हळूहळू वाढते. जेव्हा सेल्युलोज इथरची सामग्री एका विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त असते, तेव्हा मुक्त ओलावा कमी होण्याचा प्रभाव अग्रगण्य भूमिका बजावू लागतो आणि मोर्टारच्या उत्पन्नाचा ताण हळूहळू वाढतो.

जेव्हा HEMC40 चे प्रमाण 0.3% पेक्षा कमी असते, तेव्हा मोर्टारचा उत्पन्नाचा ताण 0-120 मिनिटांच्या आत हळूहळू कमी होतो, जो मुख्यत्वे मोर्टारच्या वाढत्या गंभीर विघटनाशी संबंधित असतो, कारण ब्लेड आणि तळाशी एक विशिष्ट अंतर असते. इन्स्ट्रुमेंट आणि समुच्चय तळाशी बुडल्यानंतर, वरचा प्रतिकार लहान होतो; जेव्हा HEMC40 ची सामग्री 0.3% असते, तेव्हा मोर्टार क्वचितच कमी होते, सेल्युलोज इथरचे शोषण मर्यादित असते, हायड्रेशन प्रबळ असते आणि उत्पन्नाचा ताण काही प्रमाणात वाढतो; HEMC40 सामग्री आहे जेव्हा सेल्युलोज इथरची सामग्री 0.5%-0.7% असते, तेव्हा सेल्युलोज इथरचे शोषण हळूहळू वाढते, हायड्रेशन दर कमी होतो आणि मोर्टारच्या उत्पन्नाच्या ताणाचा विकास ट्रेंड बदलू लागतो; पृष्ठभागावर, हायड्रेशनचा दर कमी आहे आणि मोर्टारचा उत्पन्नाचा ताण वेळोवेळी कमी होतो.

4.3 सिमेंट मोर्टारच्या प्लास्टिकच्या चिकटपणावर HEMC सामग्रीचा प्रभाव

हे पाहिले जाऊ शकते की HEMC40 जोडल्यानंतर, मोर्टारची प्लास्टिकची चिकटपणा HEMC40 सामग्रीच्या वाढीसह हळूहळू वाढते. याचे कारण असे की सेल्युलोज इथरचा घट्ट होण्याचा प्रभाव असतो, ज्यामुळे द्रवाची चिकटपणा वाढू शकतो आणि डोस जितका जास्त असेल तितका मोर्टारचा चिकटपणा जास्त असतो. 0.1% HEMC40 जोडल्यानंतर मोर्टारची प्लास्टिकची चिकटपणा कमी होण्याचे कारण देखील हवेच्या बुडबुड्यांच्या प्रवेशाच्या "बॉल" प्रभावामुळे आणि रक्तस्त्राव आणि मोर्टारचे विघटन कमी होते.

सेल्युलोज इथर न जोडता सामान्य मोर्टारची प्लास्टिकची चिकटपणा कालांतराने हळूहळू कमी होते, जी मोर्टारच्या लेयरिंगमुळे वरच्या भागाच्या खालच्या घनतेशी देखील संबंधित आहे; जेव्हा HEMC40 ची सामग्री 0.1%-0.5% असते, तेव्हा मोर्टारची रचना तुलनेने एकसमान असते आणि 30 मिनिटांनंतर मोर्टारची रचना तुलनेने एकसमान असते. प्लास्टिकची चिकटपणा फारसा बदलत नाही. यावेळी, ते प्रामुख्याने सेल्युलोज इथरचा चिकटपणा प्रभाव प्रतिबिंबित करते; HEMC40 ची सामग्री 0.7% पेक्षा जास्त झाल्यानंतर, मोर्टारची प्लास्टिकची चिकटपणा वेळेच्या वाढीसह हळूहळू वाढते, कारण मोर्टारची चिकटपणा सेल्युलोज इथरशी देखील संबंधित आहे. सेल्युलोज इथर द्रावणाची स्निग्धता मिक्सिंग सुरू झाल्यानंतर काही कालावधीत हळूहळू वाढते. डोस जितका जास्त असेल तितका वेळोवेळी वाढण्याचा प्रभाव अधिक लक्षणीय असेल.

V. निष्कर्ष

HEMC ची स्निग्धता बदलणे, ते सुधारित केले आहे किंवा नाही, आणि डोस बदलणे यासारख्या घटकांमुळे मोर्टारच्या rheological गुणधर्मांवर लक्षणीय परिणाम होईल, जे उत्पन्न ताण आणि प्लास्टिकच्या चिकटपणाच्या दोन पॅरामीटर्सद्वारे परावर्तित केले जाऊ शकते.

बदल न केलेल्या HEMC साठी, स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितका कमी उत्पन्नाचा ताण आणि 0-120 मिनिटांच्या आत मोर्टारची प्लास्टिकची चिकटपणा; मोर्टारच्या rheological गुणधर्मांवर सुधारित HEMC च्या स्निग्धता बदलाचा प्रभाव सुधारित HEMC च्या तुलनेत कमकुवत आहे; बदल केला तरी तो कायमस्वरूपी असो वा नसो, HEMC ची स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितका मोर्टार उत्पादन ताण आणि प्लॅस्टिकच्या चिकटपणाच्या विकासावर होणारा विलंब प्रभाव अधिक लक्षणीय असेल.

40000mPa·s च्या स्निग्धतेसह HEMC40 जोडताना आणि त्याची सामग्री 0.3% पेक्षा जास्त असल्यास, मोर्टारच्या उत्पन्नाचा ताण हळूहळू वाढतो; जेव्हा सामग्री 0.9% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा मोर्टारचा उत्पन्नाचा ताण कालांतराने हळूहळू कमी होण्याचा कल दर्शवू लागतो; HEMC40 सामग्रीच्या वाढीसह प्लास्टिकची चिकटपणा वाढते. जेव्हा सामग्री 0.7% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा मोर्टारची प्लास्टिकची चिकटपणा कालांतराने हळूहळू वाढण्याची प्रवृत्ती दर्शवू लागते.