Påvirkningen av faktorer som viskositetsendring av hydroksyetylmetylcellulose (HEMC), enten den er modifisert eller ikke, og innholdsendring på flytespenning og plastisk viskositet til fersk sementmørtel ble studert. For umodifisert HEMC, jo høyere viskositet, jo lavere flytespenning og plastisk viskositet til mørtelen; påvirkningen av viskositetsendringen til modifisert HEMC på de reologiske egenskapene til mørtel er svekket; uansett om den er modifisert eller ikke, jo høyere viskositeten til HEMC, desto lavere er retardasjonseffekten av flytespenningen og plastisk viskositetsutvikling av mørtel mer åpenbar. Når innholdet av HEMC er større enn 0,3 %, øker flytespenningen og den plastiske viskositeten til mørtelen med økningen av innholdet; når innholdet av HEMC er stort, avtar flytespenningen til mørtelen med tiden, og området for plastisk viskositet øker med tiden.
Stikkord: hydroksyetylmetylcellulose, fersk mørtel, reologiske egenskaper, flytespenning, plastisk viskositet
I. Introduksjon
Med utviklingen av mørtelkonstruksjonsteknologi har det blitt viet mer og mer oppmerksomhet til mekanisert konstruksjon. Langdistanse vertikal transport stiller nye krav til pumpet mørtel: god fluiditet må opprettholdes gjennom hele pumpeprosessen. Dette må studere påvirkningsfaktorer og restriktive forhold for mørtelfluiditet, og den vanlige metoden er å observere de reologiske parametrene til mørtel.
De reologiske egenskapene til mørtel avhenger hovedsakelig av arten og mengden av råmaterialer. Celluloseeter er en blanding som er mye brukt i industriell mørtel, som har stor innflytelse på de reologiske egenskapene til mørtel, så lærde i inn- og utland har forsket på det. Oppsummert kan følgende konklusjoner trekkes: en økning i mengden celluloseeter vil føre til en økning i det initiale dreiemomentet til mørtelen, men etter en periode med omrøring vil strømningsmotstanden til mørtelen avta i stedet (1) ; når den opprinnelige fluiditeten i utgangspunktet er den samme, vil fluiditeten til mørtelen gå tapt først. økt etter synkende (2); flytegrensen og plastisk viskositet til mørtel viste en trend med først å synke og deretter øke, og celluloseeter fremmet ødeleggelsen av mørtelstrukturen og forlenget tiden fra destruksjon til gjenoppbygging (3); Eter og fortykket pulver har høyere viskositet og stabilitet etc. (4). Imidlertid har de ovennevnte studiene fortsatt mangler:
Målestandardene og prosedyrene til forskjellige forskere er ikke ensartede, og testresultatene kan ikke sammenlignes nøyaktig; testområdet til instrumentet er begrenset, og de reologiske parametrene til den målte mørtelen har et lite variasjonsområde, som ikke er bredt representativt; det er mangel på sammenlignende tester på celluloseetere med forskjellige viskositeter; Det er mange påvirkningsfaktorer, og repeterbarheten er ikke god. De siste årene har utseendet til Viskomat XL mørtelreometeret gitt stor bekvemmelighet for nøyaktig bestemmelse av de reologiske egenskapene til mørtel. Den har fordelene med høyt automatisk kontrollnivå, stor kapasitet, bredt testområde og testresultater mer i tråd med faktiske forhold. I denne artikkelen, basert på bruken av denne typen instrumenter, syntetiseres forskningsresultatene til eksisterende forskere, og testprogrammet er formulert for å studere effekten av ulike typer og viskositeter av hydroksyetylmetylcellulose (HEMC) på reologien til mørtel i et større doseringsområde. ytelsespåvirkning.
2. Reologisk modell av fersk sementmørtel
Siden reologi ble introdusert i sement- og betongvitenskap, har et stort antall studier vist at fersk betong og mørtel kan betraktes som Bingham-væske, og Banfill utdypet videre muligheten for å bruke Bingham-modellen for å beskrive de reologiske egenskapene til mørtel (5). I den reologiske ligningen τ=τ0+μγ til Bingham-modellen er τ skjærspenningen, τ0 er flytespenningen, μ er den plastiske viskositeten og γ er skjærhastigheten. Blant dem er τ0 og μ de to viktigste parameterne: τ0 er minimum skjærspenning som kan få sementmørtelen til å flyte, og først når τ>τ0 virker på mørtelen kan mørtelen flyte; μ reflekterer den viskøse motstanden når mørtelen flyter Jo større μ, jo langsommere flyter mørtelen [3]. I tilfellet hvor både τ0 og μ er ukjent, må skjærspenningen måles ved minst to forskjellige skjærhastigheter før den kan beregnes (6).
I et gitt mørtelreometer kan NT-kurven oppnådd ved å sette bladrotasjonshastigheten N og måle dreiemomentet T generert av skjærmotstanden til mørtelen også brukes til å beregne en annen ligning T=g+ som samsvarer med Bingham-modellen De to parameterne g og h av Nh. g er proporsjonal med flytespenningen τ0, h er proporsjonal med den plastiske viskositeten μ, og τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , hvor G er en konstant relatert til instrumentet, og K kan føres gjennom den kjente strømmen. Den oppnås ved å korrigere væsken hvis egenskaper endres med skjærhastigheten[7]. For enkelhets skyld diskuterer denne artikkelen g og h direkte, og bruker den skiftende loven til g og h for å gjenspeile den endrede loven for flytespenningen og den plastiske viskositeten til mørtel.
3. Test
3.1 Råvarer
3,2 sand
Kvartssand: grov sand er 20-40 mesh, middels sand er 40-70 mesh, fin sand er 70-100 mesh, og de tre blandes i forholdet 2:2:1.
3.3 Celluloseeter
Hydroksyetylmetylcellulose HEMC20 (viskositet 20 000 mPa s), HEMC25 (viskositet 25 000 mPa s), HEMC40 (viskositet 40 000 mPa s) og HEMC45 (viskositet 45 000 mPa s), hvorav HEMCHEMC45 er modifisert cellulose.
3.4 Blanding av vann
vann fra springen.
3.5 Testplan
Kalk-sandforholdet er 1:2,5, vannforbruket er fastsatt til 60 % av sementforbruket, og HEMC-innholdet er 0-1,2 % av sementforbruket.
Bland først den nøyaktig veide sementen, HEMC og kvartssanden jevnt, tilsett deretter blandevannet i henhold til GB/T17671-1999 og rør, og bruk deretter Viskomat XL mørtelreometer for å teste. Testprosedyren er: hastigheten økes raskt fra 0 til 80rpm ved 0~5min, 60rpm ved 5~7min, 40rpm ved 7~9min, 20rpm ved 9~11min, 10rpm ved 11~13min, og 5rpm ved 13~15min, 15 ~ 30 minutter, hastigheten er 0 rpm, og syklus deretter en gang hvert 30. minutt i henhold til prosedyren ovenfor, og den totale testtiden er 120 minutter.
4. Resultater og diskusjon
4.1 Effekt av HEMC-viskositetsendring på de reologiske egenskapene til sementmørtel
(Mengden av HEMC er 0,5 % av sementmassen), tilsvarende variasjonsloven for flytespenningen og den plastiske viskositeten til mørtelen. Det kan sees at selv om viskositeten til HEMC40 er høyere enn for HEMC20, er flytespenningen og den plastiske viskositeten til mørtel blandet med HEMC40 lavere enn for mørtel blandet med HEMC20; selv om viskositeten til HEMC45 er 80 % høyere enn for HEMC25, er flytespenningen til mørtel litt lavere, og den plastiske viskositeten er mellom Etter 90 minutter var det en økning. Dette er fordi jo høyere viskositeten til celluloseeter, desto langsommere er oppløsningshastigheten, og jo lengre tid tar det før mørtelen som er tilberedt med den, når den endelige viskositeten [8]. I tillegg, i samme øyeblikk i testen, var bulktettheten til mørtelen blandet med HEMC40 lavere enn den for mørtelen blandet med HEMC20, og den til mørtelen blandet med HEMC45 var lavere enn den for mørtelen blandet med HEMC25, som indikerer at HEMC40 og HEMC45 introduserte flere luftbobler, og luftboblene i mørtelen har en "Ball"-effekt, som også reduserer mørtelens strømningsmotstand.
Etter tilsetning av HEMC40 var flytespenningen til mørtel i likevekt etter 60 minutter, og den plastiske viskositeten økte; etter tilsetning av HEMC20, nådde flytespenningen til mørtel likevekt etter 30 minutter, og den plastiske viskositeten økte. Den viser at HEMC40 har en større retarderende effekt på utviklingen av flytespenning og plastisk viskositet enn HEMC20, og bruker lengre tid på å nå den endelige viskositeten.
Flytespenningen til mørtelen blandet med HEMC45 sank fra 0 til 120 minutter, og den plastiske viskositeten økte etter 90 minutter; mens flytespenningen til mørtelen blandet med HEMC25 økte etter 90 minutter, og den plastiske viskositeten økte etter 60 minutter. Den viser at HEMC45 har en større retarderende effekt på utviklingen av mørtel flytespenning og plastisk viskositet enn HEMC25, og tiden som kreves for å nå den endelige viskositeten er også lengre.
4.2 Effekten av HEMC-innhold på flytespenningen til sementmørtel
Under testen er faktorene som påvirker flytespenningen til mørtel: mørteldelaminering og blødning, strukturskade ved omrøring, dannelse av hydratiseringsprodukter, reduksjon av fri fuktighet i mørtel og retarderende effekt av celluloseeter. For den retarderende effekten av celluloseeter er det mer generelt aksepterte synet å forklare det ved adsorpsjon av tilsetningsstoffer.
Det kan sees at når HEMC40 tilsettes og innholdet er mindre enn 0,3 %, avtar flytespenningen til mørtel gradvis med økningen av HEMC40-innholdet; når innholdet av HEMC40 er større enn 0,3 %, øker mørtelens flytespenning gradvis. På grunn av blødning og delaminering av mørtelen uten celluloseeter, er det ikke nok sementpasta mellom aggregatene til å smøre, noe som resulterer i en økning i flytespenningen og vansker med å flyte. Riktig tilsetning av celluloseeter kan effektivt forbedre mørteldelamineringsfenomenet, og de introduserte luftboblene tilsvarer små "kuler", som kan redusere flytespenningen til mørtelen og gjøre den lett å flyte. Ettersom innholdet av celluloseeter øker, øker også dets faste fuktighetsinnhold gradvis. Når innholdet av celluloseeter overstiger en viss verdi, begynner påvirkningen av reduksjonen av fri fuktighet å spille en ledende rolle, og flytespenningen til mørtel øker gradvis.
Når mengden HEMC40 er mindre enn 0,3 %, reduseres flytespenningen til mørtelen gradvis innen 0-120 minutter, noe som hovedsakelig er relatert til den stadig mer alvorlige delamineringen av mørtelen, fordi det er en viss avstand mellom bladet og bunnen av mørtelen. instrumentet, og aggregatet etter delaminering synker til bunnen, blir den øvre motstanden mindre; når HEMC40-innholdet er 0,3 %, vil mørtelen knapt delaminere, adsorpsjonen av celluloseeter er begrenset, hydratiseringen er dominerende, og flytespenningen har en viss økning; HEMC40-innholdet er Når innholdet av celluloseeter er 0,5%-0,7%, øker adsorpsjonen av celluloseeter gradvis, hydratiseringshastigheten reduseres, og utviklingstrenden for flytespenningen til mørtel begynner å endre seg; På overflaten er hydreringshastigheten lavere og flytespenningen til mørtelen avtar med tiden.
4.3 Effekt av HEMC-innhold på plastisk viskositet til sementmørtel
Det kan sees at etter tilsetning av HEMC40, øker den plastiske viskositeten til mørtel gradvis med økningen av HEMC40-innholdet. Dette er fordi celluloseeter har en fortykkende effekt, som kan øke viskositeten til væsken, og jo større dosering, jo større viskositet har mørtelen. Grunnen til at mørtelens plastiske viskositet avtar etter tilsetning av 0,1 % HEMC40 skyldes også "kule"-effekten av innføring av luftbobler, og reduksjon av blødning og delaminering av mørtelen.
Den plastiske viskositeten til vanlig mørtel uten tilsetning av celluloseeter avtar gradvis med tiden, noe som også er relatert til den nedre tettheten til den øvre delen forårsaket av lagdelingen av mørtelen; når innholdet av HEMC40 er 0,1%-0,5%, er mørtelstrukturen relativt jevn, og mørtelstrukturen er relativt jevn etter 30 minutter. Den plastiske viskositeten endres ikke mye. På dette tidspunktet gjenspeiler det hovedsakelig viskositetseffekten til selve celluloseeteren; etter at innholdet av HEMC40 er større enn 0,7 %, øker den plastiske viskositeten til mørtel gradvis med tidens økning, fordi viskositeten til mørtel også er relatert til viskositeten til celluloseeter. Viskositeten til celluloseeterløsningen øker gradvis i løpet av en tidsperiode etter start av blanding. Jo større dosering, desto mer signifikant er effekten av å øke med tiden.
V. Konklusjon
Faktorer som viskositetsendringen til HEMC, enten den er modifisert eller ikke, og endringen av doseringen vil i betydelig grad påvirke mørtelens reologiske egenskaper, noe som kan reflekteres av de to parameterne flytespenning og plastisk viskositet.
For umodifisert HEMC, jo høyere viskositet, jo lavere flytespenning og plastisk viskositet til mørtelen innen 0-120 min; påvirkningen av viskositetsendringen til modifisert HEMC på de reologiske egenskapene til mørtel er svakere enn for umodifisert HEMC; uansett modifikasjon Enten den er permanent eller ikke, jo større viskositeten til HEMC er, desto mer signifikant er den forsinkende effekten på utviklingen av flytespenning og plastisk viskositet.
Når HEMC40 tilsettes med en viskositet på 40000mPa·s og innholdet er større enn 0,3 %, øker flytespenningen til mørtelen gradvis; når innholdet overstiger 0,9 %, begynner flytespenningen til mørtelen å vise en trend som gradvis avtar over tid; Plastviskositeten øker med økningen av HEMC40-innholdet. Når innholdet er større enn 0,7 %, begynner den plastiske viskositeten til mørtel å vise en trend med å øke gradvis over tid.
Innleggstid: 24. november 2022