सिमेंट मोर्टारसाठी सुधारित सेल्युलोज इथरचे यांत्रिक गुणधर्म

0.45 च्या पाणी-सिमेंट गुणोत्तरासह, 1:2.5 च्या चुना-वाळूचे गुणोत्तर आणि 0%, 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8% आणि 1.0% च्या भिन्न स्निग्धता असलेले सेल्युलोज इथरचे सुधारित सिमेंट मोर्टार तयार केले गेले. . सिमेंट मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांचे मोजमाप करून आणि सूक्ष्म आकारविज्ञानाचे निरीक्षण करून, सुधारित सिमेंट मोर्टारच्या संकुचित शक्ती, लवचिक शक्ती आणि बाँड सामर्थ्यावर एचईएमसीचा प्रभाव अभ्यासला गेला. संशोधन परिणाम दर्शवितात की: HEMC सामग्रीच्या वाढीसह, वेगवेगळ्या वयोगटातील सुधारित मोर्टारची संकुचित शक्ती सतत कमी होत जाते आणि घटतेची श्रेणी कमी होते आणि सौम्य होते; जेव्हा सेल्युलोज इथरची समान सामग्री जोडली जाते, तेव्हा भिन्न स्निग्धता असलेल्या सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारची संकुचित ताकद असते: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

मुख्य शब्द:सेल्युलोज इथर; सिमेंट मोर्टार; संकुचित शक्ती; लवचिक शक्ती; बाँडची ताकद

1 परिचय

या टप्प्यावर, जगातील मोर्टारची वार्षिक मागणी 200 दशलक्ष टनांपेक्षा जास्त आहे आणि औद्योगिक मागणी अजूनही वाढत आहे. सध्या, पारंपारिक सिमेंट मोर्टारमध्ये रक्तस्त्राव, डेलेमिनेशन, मोठे कोरडे संकोचन, खराब अभेद्यता, कमी तन्य बंधाची ताकद आणि पाण्याच्या नुकसानामुळे अपूर्ण हायड्रेशन यांसारखे दोष आहेत, ज्यांचे निराकरण करणे कठीण आहे, ज्यामुळे केवळ बांधकाम दोषच नाहीत तर अग्रगण्य देखील आहेत. कडक होणे, मोर्टार क्रॅक करणे, पल्व्हरायझेशन, शेडिंग आणि पोकळ होणे यासारख्या घटना घडतात.

व्यावसायिक मोर्टारसाठी सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या मिश्रणांपैकी एक म्हणून, सेल्युलोज इथरमध्ये पाणी टिकवून ठेवण्याची, घट्ट करणे आणि मंदीकरणाची कार्ये आहेत आणि सिमेंट मोर्टारचे भौतिक गुणधर्म जसे की कार्यक्षमता, पाणी टिकवून ठेवणे, बाँडिंग कार्यप्रदर्शन आणि सेटिंग वेळ सुधारण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो. , जसे की लक्षणीय वाढणारे सिमेंट. मोर्टारची तन्य बंधन शक्ती कमी होईल, परंतु सिमेंट मोर्टारची संकुचित शक्ती, लवचिक शक्ती आणि लवचिक मॉड्यूलस कमी होईल. झांग यिशुन आणि इतरांनी मोर्टारच्या गुणधर्मांवर मिथाइल सेल्युलोज इथर आणि हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइल सेल्युलोज इथरच्या प्रभावाचा अभ्यास केला. परिणामांवरून असे दिसून आले की: दोन्ही सेल्युलोज इथर मोर्टारचे पाणी टिकवून ठेवण्यास सुधारू शकतात, आणि लवचिक शक्ती आणि संकुचित शक्ती वेगवेगळ्या अंशांमध्ये कमी होते, तर फोल्डिंग गुणोत्तर आणि मोर्टारचे बाँडिंग सामर्थ्य वेगवेगळ्या अंशांमध्ये वाढते आणि मोर्टारची संकोचन कार्यक्षमता वाढू शकते. सुधारणे. AJenni, R. Zurbriggen, इत्यादींनी सेल्युलोज इथर सुधारित पातळ-थर चिकट मोर्टार प्रणालीमधील विविध सामग्रीच्या परस्परसंवादाचा अभ्यास करण्यासाठी आधुनिक चाचणी आणि विश्लेषण तंत्रांचा वापर केला, आणि सेल्युलोज इथर आणि Ca(OH) मोर्टारच्या पृष्ठभागाजवळ दिसून आल्याचे निरीक्षण केले. . 2, सिमेंट-आधारित सामग्रीमध्ये सेल्युलोज इथरचे स्थलांतर दर्शवते.

या पेपरमध्ये, कंप्रेसिव्ह रेझिस्टन्स, फ्लेक्सरल रेझिस्टन्स, बाँडिंग आणि एसईएम मायक्रोस्कोपिक दिसण्यासारख्या मोर्टार चाचणी पद्धतींचा वापर करून, सेल्युलोज इथर सिमेंट मोर्टारचा यांत्रिक गुणधर्म जसे की कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेंथ, फ्लेक्सरल रेझिस्टन्स आणि वेगवेगळ्या वयोगटातील बाँड स्ट्रेंथचा अभ्यास केला जातो. आणि ते स्पष्ट केले आहे. त्याची कृतीची यंत्रणा.

2. कच्चा माल आणि चाचणी पद्धती

2.1 कच्चा माल

2.1.1 सिमेंट

वुहान हुआक्सिन सिमेंट कंपनी लिमिटेड, मॉडेल P 042.5 (GB175-2007) द्वारे उत्पादित सामान्य लॉरेट सिमेंटची घनता 3.25g/cm आहे³ आणि 4200cm चे विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ²/g

2.1.2 हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज इथर

दहायड्रॉक्सीथिल मिथाइल सेल्युलोज इथरयुनायटेड स्टेट्सच्या हर्क्युलस ग्रुपने उत्पादित केलेल्या 2% द्रावणात 50000MPa/s, 100000MPa/s आणि 200000MPa/s ची स्निग्धता आहे.°C, आणि खालील संक्षेप HEMC5, HEMC10, आणि HEMC20 आहेत.

२.२ चाचणी पद्धत

a सुधारित मोर्टारची संकुचित शक्ती

वूशी जियानी इन्स्ट्रुमेंट कंपनी लिमिटेडच्या TYE-300 कंप्रेसिव्ह स्ट्रेंथ मशीनद्वारे ग्रीन बॉडीच्या नमुन्यांच्या संकुचित शक्तीची चाचणी घेण्यात आली. लोडिंग दर 0.5 kN/s आहे. GB/T17671-1999 “सिमेंट मोर्टार स्ट्रेंथ टेस्ट मेथड (ISO मेथड)” नुसार कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेंथ टेस्ट केली जाते.

व्याख्येनुसार, हिरव्या शरीराच्या संकुचित शक्तीची गणना करण्याचे सूत्र आहे:

Rc=F/S

जेथे आर.सी-संकुचित शक्ती, एमपीए;

F-नमुन्यावर काम करणारे अपयश, kN;

S-दबाव क्षेत्र, मी².

व्याख्येनुसार, हिरव्या शरीराच्या लवचिक शक्तीची गणना करण्याचे सूत्र आहे:

Rf = (3P× L)/(2b× h²) = ०.२३४×P

सूत्रात, आरएफ-लवचिक शक्ती, एमपीए;

P-नमुन्यावर काम करणारे अपयश, kN;

L-सहाय्यक सिलेंडरच्या केंद्रांमधील अंतर, म्हणजेच 10 सेमी;

b, h-चाचणी शरीराच्या क्रॉस-सेक्शनची रुंदी आणि उंची, दोन्ही 4cm आहेत.

b सुधारित सिमेंट मोर्टारचे तन्य बंधन सामर्थ्य

चिकट ताकद मोजण्यासाठी ZQS6-2000 ॲडहेसिव्ह ब्रिक ॲडेसिव्ह स्ट्रेंथ डिटेक्टर वापरा आणि तन्य गती 2 मिमी/मिनिट आहे. बाँडिंग स्ट्रेंथ टेस्ट JC/T985-2005 "जमिनीसाठी सिमेंट-आधारित सेल्फ-लेव्हलिंग मोर्टार" नुसार केली गेली.

व्याख्येनुसार, ग्रीन बॉडीच्या बाँड ताकदीची गणना करण्याचे सूत्र आहे:

P=F/S

सूत्रानुसार, पी-तन्य बंध शक्ती, MPa;

F-कमाल अपयश लोड, एन;

S-बाँडिंग क्षेत्र, मिमी².

3. परिणाम आणि चर्चा

3.1 संकुचित शक्ती

वेगवेगळ्या वयोगटातील वेगवेगळ्या स्निग्धता असलेल्या दोन प्रकारच्या सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारच्या संकुचित ताकदीवरून, हे दिसून येते की HEMC सामग्रीच्या वाढीसह, वेगवेगळ्या वयोगटातील (3d, 7d आणि 28d) सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारची संकुचित शक्ती कमी झाली आहे. लक्षणीय लक्षणीय घट झाली आणि हळूहळू स्थिर झाली: जेव्हा HEMC ची सामग्री 0.4% पेक्षा कमी होती, तेव्हा संकुचित शक्ती रिक्त नमुन्याच्या तुलनेत लक्षणीय घटली; जेव्हा HEMC ची सामग्री 0.4% ~ 1.0% होती, तेव्हा संकुचित शक्ती कमी होण्याचा कल मंदावला. जेव्हा सेल्युलोज इथर सामग्री 0.8% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा 7d आणि 28d वयाची संकुचित ताकद 3d वयातील रिक्त नमुन्यापेक्षा कमी असते, तर सुधारित मोर्टार 3d ची संकुचित ताकद जवळजवळ शून्य असते आणि नमुना हलके दाबले झटपट चिरडले जाते, आतून पावडर असते आणि घनता खूप कमी असते.

वेगवेगळ्या वयोगटातील सुधारित मोर्टारच्या संकुचित शक्तीवर समान HEMC चा प्रभाव देखील भिन्न आहे, हे दर्शविते की 28d ची संकुचित शक्ती 7d आणि 3d पेक्षा जास्त HEMC सामग्रीच्या वाढीसह कमी होते. यावरून असे दिसून येते की वयाच्या वाढीसह एचईएमसीचा रिटार्डिंग इफेक्ट नेहमीच अस्तित्वात असतो आणि एचईएमसीच्या रिटार्डिंग इफेक्टवर सिस्टीममधील पाणी कमी झाल्यामुळे किंवा हायड्रेशन रिॲक्शनच्या प्रगतीवर परिणाम झालेला नाही, परिणामी संकुचित शक्तीची वाढ होते. सुधारित मोर्टार हे मोर्टारचे नमुने HEMC मध्ये मिसळल्याशिवाय त्यापेक्षा खूपच लहान आहे.

वेगवेगळ्या वयोगटातील सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारच्या संकुचित शक्तीच्या बदलाच्या वक्रवरून, असे दिसून येते की जेव्हा सेल्युलोज इथरची समान मात्रा जोडली जाते, तेव्हा भिन्न स्निग्धता असलेल्या सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारची संकुचित शक्ती असते: HEMC20 HEMC10>HEMC5. याचे कारण असे की उच्च प्रमाणात पॉलिमरायझेशनसह HEMC चा मोर्टारच्या संकुचित शक्ती कमी होण्यावर कमी प्रमाणात पॉलिमरायझेशनसह HEMC पेक्षा जास्त प्रभाव पडतो, परंतु HEMC सह मिश्रित सुधारित मोर्टारची संकुचित ताकद HEMC पेक्षा खूपच कमी असते. HEMC शिवाय रिक्त मोर्टार.

खालील तीन घटक सुधारित मोर्टारची संकुचित शक्ती कमी करण्यास कारणीभूत ठरतात: एकीकडे, कारण पाण्यात विरघळणारे HEMC मॅक्रोमोलेक्युलर नेटवर्क रचना सिमेंट कण, CSH जेल, कॅल्शियम ऑक्साईड, कॅल्शियम ॲल्युमिनेट हायड्रेट आणि इतर कण आणि निर्जलित कण पृष्ठभागावर, विशेषत: सिमेंट हायड्रेशनच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, कॅल्शियम ॲल्युमिनेट हायड्रेट आणि HEMC मधील शोषण कॅल्शियम ॲल्युमिनेटची हायड्रेशन प्रतिक्रिया कमी करते, परिणामी संकुचित शक्तीमध्ये लक्षणीय घट होते. कायम मोर्टारचा मंदावणारा प्रभाव स्पष्ट आहे, जे दर्शविते की जेव्हा HEMC20 ची सामग्री 0.8% ~ 1% पर्यंत पोहोचते तेव्हा सुधारित मोर्टार नमुन्याची 3d ताकद शून्य असते; दुसरीकडे, हायड्रेटेड एचईएमसी द्रावणात जास्त स्निग्धता असते आणि मोर्टारच्या मिश्रण प्रक्रियेदरम्यान, ते हवेत मिसळून मोठ्या प्रमाणात हवेचे बुडबुडे तयार होतात, परिणामी कडक झालेल्या मोर्टारमध्ये मोठ्या प्रमाणात व्हॉईड्स तयार होतात. , आणि HEMC सामग्रीच्या वाढीसह आणि त्याच्या पॉलिमरायझेशन डिग्रीच्या वाढीसह नमुन्याची संकुचित शक्ती सतत कमी होते; मोर्टार प्रणाली केवळ मोर्टारची लवचिकता वाढवते आणि कठोर समर्थनाची भूमिका बजावू शकत नाही, म्हणून संकुचित शक्ती कमी होते.

3.2 लवचिक शक्ती

वेगवेगळ्या वयोगटातील दोन भिन्न व्हिस्कोसिटी सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारच्या लवचिक सामर्थ्यावरून, हे पाहिले जाऊ शकते की सुधारित मोर्टारच्या संकुचित सामर्थ्यामधील बदलाप्रमाणेच, सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारची लवचिक शक्ती HEMC सामग्रीच्या वाढीसह हळूहळू कमी होते.

वेगवेगळ्या वयोगटातील सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारच्या लवचिक सामर्थ्याच्या बदलाच्या वक्रवरून, असे दिसून येते की जेव्हा सेल्युलोज इथरची सामग्री समान असते तेव्हा HEMC20 सुधारित मोर्टारच्या नमुन्याची लवचिक शक्ती HEMC10 सुधारित मोर्टारच्या नमुन्यापेक्षा थोडी कमी असते, जेव्हा HEMC ची सामग्री 0.4%~0.8% असते, तेव्हा 28d लवचिक सामर्थ्य बदल वक्र दोन्ही जवळजवळ एकसारखे असतात.

वेगवेगळ्या वयोगटातील सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारच्या लवचिक सामर्थ्याच्या बदलाच्या वक्रवरून, हे देखील पाहिले जाऊ शकते की सुधारित मोर्टारच्या लवचिक सामर्थ्यामध्ये बदल होतो: HEMC5

3.3 बाँडची ताकद

वेगवेगळ्या वयोगटातील तीन सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारच्या बाँडच्या सामर्थ्याच्या भिन्नता वक्रांवरून हे दिसून येते की सुधारित मोर्टारची बाँड ताकद HEMC सामग्रीच्या वाढीसह वाढते आणि हळूहळू स्थिर होते. वयाच्या वाढीसह, सुधारित मोर्टारच्या बाँड मजबुतीने देखील वाढता कल दर्शविला.

तीन सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारच्या 28-दिवसांच्या बाँड स्ट्रेंथ चेंज वक्रवरून असे दिसून येते की सुधारित मोर्टारची बाँड ताकद HEMC सामग्रीच्या वाढीसह वाढते आणि हळूहळू स्थिर होते. त्याच वेळी, सेल्युलोज इथरच्या पॉलिमरायझेशनच्या डिग्रीच्या वाढीसह, सुधारित मोर्टारच्या बाँड सामर्थ्यात बदल होतो: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

हे उच्च एचईएमसी सामग्रीसह सुधारित मोर्टारमध्ये मोठ्या संख्येने छिद्रांच्या प्रवेशामुळे होते, परिणामी कठोर शरीराची सच्छिद्रता वाढते, संरचनेची घनता कमी होते आणि बाँडच्या ताकदीची मंद वाढ होते. ; तन्य चाचणीमध्ये, सुधारित मोर्टारमध्ये फ्रॅक्चर झाले आहे आत, सुधारित मोर्टार आणि सब्सट्रेट यांच्यातील संपर्क पृष्ठभागावर कोणतेही फ्रॅक्चर नाही, जे सूचित करते की सुधारित मोर्टार आणि सब्सट्रेट यांच्यातील बाँडची ताकद कठोर झालेल्या मोर्टारपेक्षा जास्त आहे. सुधारित मोर्टार. तथापि, जेव्हा HEMC चे प्रमाण कमी असते (0% ~ 0.4%), तेव्हा पाण्यात विरघळणारे HEMC रेणू हायड्रेटेड सिमेंट कणांना झाकून त्यावर गुंडाळू शकतात आणि सिमेंटच्या कणांमध्ये पॉलिमर फिल्म तयार करतात, ज्यामुळे लवचिकता आणि लवचिकता वाढते. सुधारित मोर्टार. प्लॅस्टीसिटी, आणि HEMC च्या उत्कृष्ट पाण्याच्या धारणामुळे, सुधारित मोर्टारमध्ये हायड्रेशन रिॲक्शनसाठी पुरेसे पाणी आहे, जे सिमेंटच्या मजबुतीचा विकास सुनिश्चित करते आणि सुधारित सिमेंट मोर्टारची बॉण्ड ताकद रेखीय वाढते.

3.4 SEM

सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारच्या आधी आणि नंतरच्या SEM तुलना प्रतिमांमधून, असे दिसून येते की अपरिवर्तित मोर्टारमधील क्रिस्टल दाण्यांमधील अंतर तुलनेने मोठे आहे आणि थोड्या प्रमाणात क्रिस्टल्स तयार होतात. सुधारित मोर्टारमध्ये, क्रिस्टल्स पूर्णपणे वाढतात, सेल्युलोज इथरच्या समावेशामुळे मोर्टारची पाणी धारणा कार्यक्षमता सुधारते, सिमेंट पूर्णपणे हायड्रेटेड होते आणि हायड्रेशन उत्पादने स्पष्ट असतात.

याचे कारण असे की सेल्युलोज इथरवर विशेष इथरिफिकेशन प्रक्रियेद्वारे उपचार केले गेले आहेत, ज्यामध्ये उत्कृष्ट फैलाव आणि पाणी धारणा आहे. दीर्घ कालावधीत हळूहळू पाणी सोडले जाते, कोरडे आणि बाष्पीभवन यामुळे केशिका छिद्रांमधून फक्त थोडेसे पाणी सुटते आणि सुधारित सिमेंट मोर्टारची ताकद सुनिश्चित करण्यासाठी बहुतेक पाणी सिमेंटसह हायड्रेट होते.

4 निष्कर्ष

a HEMC ची सामग्री जसजशी वाढते तसतसे, वेगवेगळ्या वयोगटातील सुधारित मोर्टारची संकुचित शक्ती सतत कमी होत जाते आणि कपातची श्रेणी कमी होते आणि सपाट होते; जेव्हा सेल्युलोज इथरची सामग्री 0.8% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा 7d आणि 28d 3d-वृद्ध रिक्त नमुन्याची संकुचित ताकद रिक्त नमुन्यापेक्षा कमी असते, तर सुधारित मोर्टारची 3d-वृद्ध संकुचित ताकद जवळजवळ शून्य असते. हलके दाबल्यावर नमुना तुटतो आणि आतील भाग कमी घनतेसह पावडर असतो.

b जेव्हा सेल्युलोज इथरची समान मात्रा जोडली जाते, तेव्हा सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारची विविध स्निग्धता असलेल्या संकुचित शक्ती खालीलप्रमाणे बदलते: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

c सेल्युलोज इथर सुधारित मोर्टारची लवचिक शक्ती HEMC सामग्रीच्या वाढीसह हळूहळू कमी होते. सुधारित मोर्टारच्या लवचिक शक्तीचा बदल आहे: HEMC5

d सुधारित मोर्टारची बाँडिंग ताकद HEMC सामग्रीच्या वाढीसह वाढते आणि हळूहळू स्थिर होते. त्याच वेळी, सेल्युलोज इथरच्या पॉलिमरायझेशनच्या डिग्रीच्या वाढीसह, सुधारित मोर्टारच्या बाँड सामर्थ्यात बदल होतो: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e सेल्युलोज इथर सिमेंट मोर्टारमध्ये मिसळल्यानंतर, क्रिस्टल पूर्णपणे वाढतो, क्रिस्टल दाण्यांमधील छिद्र कमी होतात आणि सिमेंट पूर्णपणे हायड्रेटेड होते, ज्यामुळे सिमेंट मोर्टारची संकुचित, लवचिक आणि बाँडिंग मजबुती सुनिश्चित होते.