De invloed van factoren zoals de viscositeitsverandering van hydroxyethylmethylcellulose (HEMC), of deze nu gemodificeerd is of niet, en de inhoudsverandering op de vloeispanning en plastische viscositeit van verse cementmortel werd bestudeerd. Voor ongemodificeerde HEMC geldt: hoe hoger de viscositeit, hoe lager de vloeispanning en plastische viscositeit van de mortel; de invloed van de viscositeitsverandering van gemodificeerd HEMC op de reologische eigenschappen van mortel wordt verzwakt; ongeacht of het gemodificeerd is of niet, hoe hoger de viscositeit van HEMC, hoe lager de. Het vertragende effect van de vloeispanning en de ontwikkeling van de plastische viscositeit van mortel is duidelijker. Wanneer het HEMC-gehalte groter is dan 0,3%, nemen de vloeispanning en de plastische viscositeit van de mortel toe met de toename van het gehalte; wanneer het HEMC-gehalte groot is, neemt de vloeispanning van de mortel met de tijd af en neemt het bereik van de plastische viscositeit met de tijd toe.
Trefwoorden: hydroxyethylmethylcellulose, verse mortel, reologische eigenschappen, vloeispanning, plastische viscositeit
I. Inleiding
Met de ontwikkeling van de mortelbouwtechnologie is er steeds meer aandacht besteed aan gemechaniseerde constructie. Verticaal transport over lange afstanden stelt nieuwe eisen aan verpompte mortel: tijdens het gehele pompproces moet een goede vloeibaarheid worden gehandhaafd. Hierbij moeten de beïnvloedende factoren en beperkende omstandigheden van de vloeibaarheid van mortel worden bestudeerd, en de gebruikelijke methode is het observeren van de reologische parameters van mortel.
De reologische eigenschappen van mortel zijn vooral afhankelijk van de aard en hoeveelheid grondstoffen. Cellulose-ether is een mengsel dat veel wordt gebruikt in industriële mortel en dat een grote invloed heeft op de reologische eigenschappen van mortel. Daarom hebben wetenschappers in binnen- en buitenland er enig onderzoek naar gedaan. Samenvattend kunnen de volgende conclusies worden getrokken: een toename van de hoeveelheid cellulose-ether zal leiden tot een toename van het aanvangskoppel van de mortel, maar na een periode van roeren zal de stromingsweerstand van de mortel afnemen (1) ; wanneer de aanvankelijke vloeibaarheid in principe hetzelfde is, zal de vloeibaarheid van de mortel eerst verloren gaan. verhoogd na afname (2); de vloeigrens en de plastische viscositeit van mortel vertoonden een trend van eerst afnemen en vervolgens toenemen, en cellulose-ether bevorderde de vernietiging van de mortelstructuur en verlengde de tijd tussen vernietiging en wederopbouw (3); Ether en verdikt poeder hebben een hogere viscositeit en stabiliteit enz. (4). De bovenstaande onderzoeken hebben echter nog steeds tekortkomingen:
De meetnormen en -procedures van verschillende wetenschappers zijn niet uniform en de testresultaten kunnen niet nauwkeurig worden vergeleken; het testbereik van het instrument is beperkt en de reologische parameters van de gemeten mortel hebben een klein variatiebereik, wat niet algemeen representatief is; er is een gebrek aan vergelijkende tests met cellulose-ethers met verschillende viscositeiten; Er zijn veel beïnvloedende factoren en de herhaalbaarheid is niet goed. De afgelopen jaren heeft de verschijning van de Viskomat XL-mortelreometer veel gemak geboden voor de nauwkeurige bepaling van de reologische eigenschappen van mortel. Het heeft de voordelen van een hoog automatisch controleniveau, grote capaciteit, een breed testbereik en testresultaten die meer in overeenstemming zijn met de werkelijke omstandigheden. In dit artikel worden, gebaseerd op het gebruik van dit type instrument, de onderzoeksresultaten van bestaande wetenschappers gesynthetiseerd en wordt het testprogramma geformuleerd om het effect van verschillende typen en viscositeiten van hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) op de reologie van mortel in mortel te bestuderen. een groter doseringsbereik. prestatie-impact.
2. Reologisch model van verse cementmortel
Sinds reologie werd geïntroduceerd in de cement- en betonwetenschap, heeft een groot aantal onderzoeken aangetoond dat vers beton en mortel kunnen worden beschouwd als Bingham-vloeistof, en Banfill heeft de haalbaarheid van het gebruik van het Bingham-model om de reologische eigenschappen van mortel te beschrijven verder uitgewerkt (5). In de reologische vergelijking τ=τ0+μγ van het Bingham-model is τ de schuifspanning, τ0 de vloeispanning, μ de plastische viscositeit en γ de schuifsnelheid. Onder hen zijn τ0 en μ de twee belangrijkste parameters: τ0 is de minimale schuifspanning die de cementmortel kan laten stromen, en alleen wanneer τ>τ0 op de mortel inwerkt, kan de mortel stromen; μ weerspiegelt de stroperige weerstand wanneer de mortel stroomt. Hoe groter de μ, hoe langzamer de mortel stroomt [3]. In het geval dat zowel τ0 als μ onbekend zijn, moet de schuifspanning bij ten minste twee verschillende schuifsnelheden worden gemeten voordat deze kan worden berekend (6).
In een bepaalde mortelreometer kan de NT-curve die wordt verkregen door het instellen van de rotatiesnelheid van het blad N en het meten van het koppel T gegenereerd door de schuifweerstand van de mortel ook worden gebruikt om een andere vergelijking T=g+ te berekenen die overeenkomt met het Bingham-model. De twee parameters g en h van Nh. g is evenredig met de vloeispanning τ0, h is evenredig met de plastische viscositeit μ, en τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , waarbij G een constante is gerelateerd aan het instrument, en K kan door de bekende stroom worden gevoerd. Het wordt verkregen door de vloeistof te corrigeren waarvan de eigenschappen veranderen met de afschuifsnelheid [7]. Gemakshalve worden in dit artikel direct g en h besproken, en wordt de veranderende wet van g en h gebruikt om de veranderende wet van de vloeispanning en de plastische viscositeit van mortel weer te geven.
3. Testen
3.1 Grondstoffen
3,2 zand
Kwartszand: grof zand is 20-40 mesh, medium zand is 40-70 mesh, fijn zand is 70-100 mesh en de drie worden gemengd in een verhouding van 2:2:1.
3.3 Cellulose-ether
Hydroxyethylmethylcellulose HEMC20 (viscositeit 20000 mPa s), HEMC25 (viscositeit 25000 mPa s), HEMC40 (viscositeit 40000 mPa s) en HEMC45 (viscositeit 45000 mPa s), waarvan HEMC25 en HEMC45 een gemodificeerde cellulose-ether zijn.
3.4 Water mengen
kraanwater.
3.5 Testplan
De kalkzandverhouding bedraagt 1:2,5, het waterverbruik is vastgesteld op 60% van het cementverbruik en het HEMC-gehalte bedraagt 0-1,2% van het cementverbruik.
Meng eerst het nauwkeurig afgewogen cement, HEMC en kwartszand gelijkmatig, voeg vervolgens het mengwater toe volgens GB/T17671-1999 en roer, en gebruik vervolgens de Viskomat XL-mortelreometer om te testen. De testprocedure is: de snelheid wordt snel verhoogd van 0 naar 80 tpm bij 0 ~ 5 minuten, 60 tpm bij 5 ~ 7 minuten, 40 tpm bij 7 ~ 9 minuten, 20 tpm bij 9 ~ 11 minuten, 10 tpm bij 11 ~ 13 minuten en 5 tpm bij 13 ~ 15 minuten. 15 ~ 30 minuten, de snelheid is 0 tpm, en vervolgens elke 30 minuten fietsen volgens de bovenstaande procedure, en de totale testtijd is 120 minuten.
4. Resultaten en discussie
4.1 Effect van HEMC-viscositeitsverandering op de reologische eigenschappen van cementmortel
(De hoeveelheid HEMC bedraagt 0,5% van de cementmassa), wat op overeenkomstige wijze de variatiewet van de vloeispanning en de plastische viscositeit van de mortel weerspiegelt. Het is duidelijk dat, hoewel de viscositeit van HEMC40 hoger is dan die van HEMC20, de vloeispanning en de plastische viscositeit van mortel gemengd met HEMC40 lager zijn dan die van mortel gemengd met HEMC20; hoewel de viscositeit van HEMC45 80% hoger is dan die van HEMC25, is de vloeispanning van mortel iets lager en ligt de plastische viscositeit tussen. Na 90 minuten was er een toename. Dit komt omdat hoe hoger de viscositeit van cellulose-ether, hoe langzamer de oplossnelheid en hoe langer het duurt voordat de mortel die ermee wordt bereid de uiteindelijke viscositeit bereikt [8]. Bovendien was op hetzelfde moment in de test de bulkdichtheid van de mortel gemengd met HEMC40 lager dan die van de mortel gemengd met HEMC20, en die van de mortel gemengd met HEMC45 lager dan die van de mortel gemengd met HEMC25. wat aangeeft dat HEMC40 en HEMC45 meer luchtbellen introduceerden, en dat de luchtbellen in de mortel een “Bal”-effect hebben, wat ook de stromingsweerstand van de mortel vermindert.
Na toevoeging van HEMC40 was de vloeispanning van de mortel na 60 minuten in evenwicht en nam de plastische viscositeit toe; na toevoeging van HEMC20 bereikte de vloeispanning van de mortel na 30 minuten een evenwicht en nam de plastische viscositeit toe. Hieruit blijkt dat HEMC40 een groter vertragend effect heeft op de ontwikkeling van de vloeispanning en de plastische viscositeit van de mortel dan HEMC20, en dat het langer duurt voordat de uiteindelijke viscositeit wordt bereikt.
De vloeispanning van de mortel gemengd met HEMC45 daalde van 0 tot 120 minuten, en de plastische viscositeit nam toe na 90 minuten; terwijl de vloeispanning van de mortel gemengd met HEMC25 na 90 minuten toenam, en de plastische viscositeit na 60 minuten toenam. Hieruit blijkt dat HEMC45 een groter vertragend effect heeft op de ontwikkeling van de vloeispanning en de plastische viscositeit van de mortel dan HEMC25, en dat de tijd die nodig is om de uiteindelijke viscositeit te bereiken ook langer is.
4.2 Het effect van HEMC-gehalte op de vloeispanning van cementmortel
Tijdens de test zijn de factoren die de vloeispanning van mortel beïnvloeden: morteldelaminering en -bloeding, structuurschade door roeren, vorming van hydratatieproducten, vermindering van vrij vocht in mortel en vertragende werking van cellulose-ether. De meer algemeen aanvaarde opvatting is dat het vertragende effect van cellulose-ether wordt verklaard door de adsorptie van mengsels.
Het is duidelijk dat wanneer HEMC40 wordt toegevoegd en het gehalte ervan minder dan 0,3% bedraagt, de vloeispanning van de mortel geleidelijk afneemt met de toename van het HEMC40-gehalte; wanneer het gehalte aan HEMC40 groter is dan 0,3%, neemt de vloeispanning van de mortel geleidelijk toe. Door het uitbloeden en delamineren van de mortel zonder cellulose-ether zit er niet voldoende cementpasta tussen de toeslagstoffen om te smeren, met als gevolg een toename van de vloeispanning en vloeiproblemen. Een juiste toevoeging van cellulose-ether kan het fenomeen van delaminatie van de mortel effectief verbeteren, en de geïntroduceerde luchtbellen zijn gelijk aan kleine “bolletjes”, die de vloeispanning van de mortel kunnen verminderen en het gemakkelijk kunnen maken om te vloeien. Naarmate het gehalte aan cellulose-ether toeneemt, neemt ook het vaste vochtgehalte ervan geleidelijk toe. Wanneer het gehalte aan cellulose-ether een bepaalde waarde overschrijdt, begint de invloed van de vermindering van vrij vocht een leidende rol te spelen en neemt de vloeispanning van mortel geleidelijk toe.
Wanneer de hoeveelheid HEMC40 minder dan 0,3% bedraagt, neemt de vloeispanning van de mortel geleidelijk af binnen 0-120 minuten, wat voornamelijk te maken heeft met de steeds ernstiger delaminatie van de mortel, omdat er een bepaalde afstand is tussen het blad en de bodem van de mortel. het instrument en het aggregaat nadat delaminatie naar de bodem is gezonken, wordt de bovenste weerstand kleiner; bij een HEMC40-gehalte van 0,3% zal de mortel nauwelijks delamineren, is de adsorptie van cellulose-ether beperkt, is de hydratatie dominant en neemt de vloeispanning enigszins toe; het HEMC40-gehalte is. Wanneer het gehalte aan cellulose-ether 0,5% -0,7% bedraagt, neemt de adsorptie van cellulose-ether geleidelijk toe, neemt de hydratatiesnelheid af en begint de ontwikkelingstrend van de vloeispanning van mortel te veranderen; Aan de oppervlakte is de hydratatiesnelheid lager en neemt de vloeispanning van de mortel af met de tijd.
4.3 Effect van HEMC-gehalte op de plastische viscositeit van cementmortel
Het is te zien dat na toevoeging van HEMC40 de plastische viscositeit van de mortel geleidelijk toeneemt met de toename van het HEMC40-gehalte. Dit komt omdat cellulose-ether een verdikkende werking heeft, waardoor de viscositeit van de vloeistof kan toenemen, en hoe groter de dosering, hoe groter de viscositeit van de mortel. De reden waarom de plastische viscositeit van de mortel afneemt na toevoeging van 0,1% HEMC40 is ook te wijten aan het “bal”-effect van de introductie van luchtbellen en de vermindering van uitbloeden en delaminatie van de mortel.
De plastische viscositeit van gewone mortel zonder toevoeging van cellulose-ether neemt geleidelijk af met de tijd, wat ook verband houdt met de lagere dichtheid van het bovenste gedeelte, veroorzaakt door de gelaagdheid van de mortel; wanneer het gehalte aan HEMC40 0,1% -0,5% bedraagt, is de mortelstructuur relatief uniform en is de mortelstructuur na 30 minuten relatief uniform. De plastische viscositeit verandert niet veel. Op dit moment weerspiegelt het voornamelijk het viscositeitseffect van cellulose-ether zelf; nadat het gehalte aan HEMC40 groter is dan 0,7%, neemt de plastische viscositeit van de mortel geleidelijk toe met de tijd, omdat de viscositeit van de mortel ook verband houdt met die van cellulose-ether. De viscositeit van de cellulose-etheroplossing neemt geleidelijk toe binnen een tijdsperiode na het begin van het mengen. Hoe groter de dosering, hoe groter het effect van de toename met de tijd.
V. Conclusie
Factoren zoals de viscositeitsverandering van HEMC, of deze nu is aangepast of niet, en de verandering van de dosering zullen de reologische eigenschappen van de mortel aanzienlijk beïnvloeden, wat kan worden weerspiegeld door de twee parameters van vloeispanning en plastische viscositeit.
Voor ongemodificeerde HEMC geldt: hoe groter de viscositeit, hoe lager de vloeispanning en plastische viscositeit van de mortel binnen 0-120 minuten; de invloed van de viscositeitsverandering van gemodificeerd HEMC op de reologische eigenschappen van mortel is zwakker dan die van ongemodificeerd HEMC; ongeacht de wijziging. Of het nu permanent is of niet, hoe groter de viscositeit van HEMC, hoe groter het vertragende effect op de ontwikkeling van de vloeispanning van de mortel en de plastische viscositeit.
Wanneer HEMC40 wordt toegevoegd met een viscositeit van 40.000 mPa·s en het gehalte ervan groter is dan 0,3%, neemt de vloeispanning van de mortel geleidelijk toe; wanneer het gehalte 0,9% overschrijdt, begint de vloeispanning van de mortel een trend te vertonen van geleidelijk afnemende tijd; De plastische viscositeit neemt toe met de toename van het HEMC40-gehalte. Wanneer het gehalte groter is dan 0,7%, begint de plastische viscositeit van de mortel een trend te vertonen die geleidelijk in de loop van de tijd toeneemt.
Posttijd: 24 november 2022