Eter celulozowy na zaprawie z piasku żużlowego

Korzystanie z p·Cement klasy II 52,5 jako materiał cementowy oraz piasek żużlowy stalowy jako drobne kruszywo. Piasek żużlowy stalowy o wysokiej płynności i dużej wytrzymałości otrzymuje się poprzez dodanie dodatków chemicznych, takich jak reduktor wody, proszek lateksowy i środek przeciwpieniący. Specjalna zaprawa oraz działanie dwóch różnych lepkość (2000mPa·si 6000mPa·s) eteru hydroksypropylometylocelulozowego (HPMC) badano pod kątem zatrzymywania wody, płynności i wytrzymałości. Wyniki pokazują, że: (1) Zarówno HPMC2000, jak i HPMC6000 mogą znacznie zwiększyć stopień zatrzymywania wody w świeżo wymieszanej zaprawie i poprawić jej właściwości zatrzymywania wody; (2) Gdy zawartość eteru celulozy jest niska, wpływ na płynność zaprawy nie jest oczywisty. Gdy zostanie zwiększone do 0,25% lub więcej, ma to pewien wpływ na pogorszenie płynności zaprawy, wśród których wpływ na pogorszenie HPMC6000 jest bardziej oczywisty; (3) dodatek eteru celulozy nie ma oczywistego wpływu na 28-dniową wytrzymałość zaprawy na ściskanie, natomiast dodatek HPMC2000 w niewłaściwym czasie działa oczywiście niekorzystnie na wytrzymałość na zginanie w różnym wieku, a jednocześnie znacznie zmniejsza wczesna (3 dni i 7 dni) wytrzymałość zaprawy na ściskanie; (4) Dodatek HPMC6000 ma pewien wpływ na wytrzymałość na zginanie w różnym wieku, ale redukcja była znacznie mniejsza niż w przypadku HPMC2000. W artykule uznano, że przy przygotowywaniu specjalnej zaprawy z piasku żużlowego o dużej płynności, dużej retencji wody i dużej wytrzymałości należy wybrać HPMC6000, a dawka nie powinna być większa niż 0,20%.

Słowa kluczowe:piasek żużlowy stalowy; eter celulozy; lepkość; wydajność pracy; wytrzymałość

wstęp

Żużel stalowniczy jest produktem ubocznym produkcji stali. Wraz z rozwojem przemysłu żelaza i stali roczny zrzut żużla stalowniczego wzrósł w ostatnich latach o około 100 milionów ton, a problem gromadzenia zapasów z powodu braku terminowego wykorzystania zasobów jest bardzo poważny. Dlatego też wykorzystanie zasobów i utylizacja żużli stalowniczych metodami naukowymi i skutecznymi jest problemem, którego nie można ignorować. Żużel stalowy charakteryzuje się dużą gęstością, twardą teksturą i dużą wytrzymałością na ściskanie i może być stosowany jako substytut naturalnego piasku w zaprawie cementowej lub betonie. Żużel stalowy ma również pewną reaktywność. Żużel stalowniczy jest mielony na proszek o określonym stopniu rozdrobnienia (mąk żużla stalowniczego). Po zmieszaniu z betonem może wywierać efekt pucolanowy, co pomaga zwiększyć wytrzymałość zaczynu i poprawić przejście między kruszywem betonowym a zaczynem. powierzchni, zwiększając w ten sposób wytrzymałość betonu. Należy jednak zwrócić uwagę, że żużel stalowniczy odprowadzany bez żadnych środków, jego wewnętrzny wolny tlenek wapnia, wolny tlenek magnezu i faza RO będą powodować słabą stabilność objętościową żużla stalowniczego, co w dużym stopniu ogranicza wykorzystanie żużla stalowniczego jako gruboziarnistego i drobne agregaty. Zastosowanie w zaprawie cementowej lub betonie. Wang Yuji i in. podsumowali różne procesy obróbki żużla stalowniczego i stwierdzili, że żużel stalowniczy poddany obróbce metodą gorącego wypychania ma dobrą stabilność i może wyeliminować problem jego rozszerzania w betonie cementowym, a proces obróbki metodą duszności na gorąco został faktycznie wdrożony w Zakładzie Żelaza i Stali nr 3 w Szanghaju dla pierwszy raz. Oprócz problemu stabilności, kruszywa żużla stalowego charakteryzują się także szorstkimi porami, wielokątowością i niewielką ilością produktów hydratacji na powierzchni. Stosowane jako kruszywo do przygotowania zapraw i betonu często mają wpływ na ich właściwości użytkowe. Obecnie, przy założeniu zapewnienia stabilności objętościowej, ważnym kierunkiem wykorzystania zasobów żużla stalowniczego jest wykorzystanie żużla stalowniczego jako drobnego kruszywa do przygotowania specjalnej zaprawy. Badanie wykazało, że dodanie reduktora wody, proszku lateksowego, eteru celulozowego, środka napowietrzającego i środka przeciwpieniącego do zaprawy z piasku żużlowego może poprawić wydajność mieszanki i wydajność utwardzonej zaprawy z piasku żużlowego, zgodnie z wymaganiami. Autor wykorzystał środki dodawania proszku lateksowego i innych domieszek do przygotowania wysokowytrzymałej zaprawy naprawczej z żużli stalowych. W produkcji i stosowaniu zapraw najpowszechniejszą domieszką chemiczną jest eter celulozy. Najczęściej stosowanymi eterami celulozy w zaprawach są eter hydroksypropylometylocelulozy (HPMC) i eter hydroksyetylometylocelulozy (HEMC). )Czekać. Eter celulozy może w dużym stopniu poprawić właściwości użytkowe zaprawy, na przykład zapewnić zaprawie doskonałą retencję wody poprzez zagęszczenie, ale dodatek eteru celulozy będzie miał również wpływ na płynność, zawartość powietrza, czas wiązania i twardnienie zaprawy. Różne właściwości.

Aby lepiej ukierunkować rozwój i zastosowanie zaprawy z piasku żużlowego, w oparciu o wcześniejsze prace badawcze dotyczące zaprawy z piasku żużlowego, w artykule zastosowano dwa rodzaje lepkości (2000 mPa·si 6000mPa·s) eteru hydroksypropylometylocelulozy (HPMC) Przeprowadzić badania doświadczalne dotyczące wpływu wysokowytrzymałej zaprawy z żużla stalowego na parametry użytkowe (płynność i retencję wody) oraz wytrzymałość na ściskanie i zginanie.

1. Część eksperymentalna

1.1 Surowce

Cement: Onoda P·Cement II 52,5.

Piasek z żużla stalowego: Żużel ze stali konwertorowej produkowany przez Shanghai Baosteel jest przetwarzany w procesie napełniania na gorąco, o gęstości nasypowej 1910 kg/m³, należący do piasku średniego i o module rozdrobnienia 2,3.

Reduktor wody: polikarboksylanowy reduktor wody (PC) produkowany przez Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., w postaci proszku.

Proszek lateksowy: Model 5010N dostarczony przez Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Odpieniacz: produkt o kodzie P803 dostarczony przez German Mingling Chemical Group, proszek, gęstość 340kg/m³, skala szarości 34% (800°C), wartość pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, woda).

Eter celulozy: eter hydroksypropylometylocelulozy dostarczony przezKima Chemical Co., Ltd., ten o lepkości 2000mPa·s jest oznaczony jako HPMC2000, a ten o lepkości 6000mPa·s jest oznaczony jako HPMC6000.

Woda do mieszania: woda z kranu.

1,2 Stosunek eksperymentalny

W zaprawie żużlowo-piaskowej przygotowanej we wstępnej fazie badania stosunek cementu do piasku wynosił 1:3 (stosunek masowy), stosunek wody do cementu 0,50 (stosunek masowy), a dozowanie superplastyfikatora polikarboksylanowego 0,25%. (procent masy cementu, to samo poniżej.), zawartość proszku lateksowego wynosi 2,0%, a zawartość środka przeciwpieniącego wynosi 0,08%. Do doświadczeń porównawczych dawki dwóch eterów celulozy HPMC2000 i HPMC6000 wynosiły odpowiednio 0,15%, 0,20%, 0,25% i 0,30%.

1.3 Metoda badania

Metoda badania płynności zaprawy: przygotować zaprawę zgodnie z GB/T 17671-1999 „Test wytrzymałości zaprawy cementowej (metoda ISO)”, użyć formy testowej zgodnie z GB/T2419-2005 „Metoda badania płynności zaprawy cementowej” i wymieszać. Wlać dobrą zaprawę. szybko do formy testowej, zetrzeć nadmiar zaprawy skrobaczką, unieść formę testową pionowo do góry, a gdy zaprawa przestanie wypływać, zmierzyć maksymalną średnicę powierzchni rozsmarowania zaprawy oraz średnicę w kierunku pionowym, oraz weź średnią wartość, wynik będzie z dokładnością do 5mm.

Badanie stopnia zatrzymywania wody przez zaprawę przeprowadza się według metody określonej w JGJ/T 70-2009 „Metody badań podstawowych właściwości zaprawy budowlanej”.

Badanie wytrzymałości na ściskanie i zginanie zaprawy przeprowadza się według metody określonej w GB/T 17671-1999, a wiek badania wynosi odpowiednio 3 dni, 7 dni i 28 dni.

2. Wyniki i dyskusja

2.1 Wpływ eteru celulozy na właściwości użytkowe zaprawy piaskowo-żużlowej

Z wpływu różnej zawartości eteru celulozy na retencję wody zaprawy z piasku żużlowego można zauważyć, że dodatek HPMC2000 lub HPMC6000 może znacząco poprawić retencję wody świeżo wymieszanej zaprawy. Wraz ze wzrostem zawartości eteru celulozy stopień retencji wody w zaprawie znacznie wzrastał, a następnie utrzymywał się na stałym poziomie. Wśród nich, gdy zawartość eteru celulozy wynosi zaledwie 0,15%, stopień retencji wody w zaprawie wzrasta o prawie 10% w porównaniu z zaprawą bez dodatku i sięga 96%; po zwiększeniu zawartości do 0,30% stopień retencji wody w zaprawie wynosi aż 98,5%. Można zauważyć, że dodatek eteru celulozy może znacznie poprawić retencję wody w zaprawie.

Z wpływu różnych dawek eteru celulozy na płynność zaprawy z piasku żużlowego można zauważyć, że przy dawce eteru celulozy wynoszącej 0,15% i 0,20% nie ma to oczywistego wpływu na płynność zaprawy; gdy dawka wzrasta do 0,25% lub więcej, ma to większy wpływ na płynność, ale płynność można nadal utrzymać na poziomie 260 mm i powyżej; gdy oba etery celulozy są w tej samej ilości, w porównaniu z HPMC2000, negatywny wpływ HPMC6000 na płynność zaprawy jest bardziej oczywisty.

Eter hydroksypropylometylocelulozy jest polimerem niejonowym dobrze zatrzymującym wodę iw pewnym zakresie, im większa lepkość, tym lepsze zatrzymywanie wody i wyraźniejszy efekt zagęszczania. Powodem jest to, że grupa hydroksylowa w łańcuchu cząsteczkowym i atom tlenu w wiązaniu eterowym mogą tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, przekształcając wolną wodę w wodę związaną. Dlatego przy tej samej dawce HPMC6000 może zwiększyć lepkość zaprawy bardziej niż HPMC2000, zmniejszyć płynność zaprawy i wyraźniej zwiększyć stopień zatrzymywania wody. Dokument 10 wyjaśnia powyższe zjawisko tworząc lepkosprężysty roztwór po rozpuszczeniu eteru celulozy w wodzie i charakteryzując właściwości płynięcia poprzez odkształcenie. Można wnioskować, że zaprawa żużlowa przygotowana w tej pracy charakteryzuje się dużą płynnością, która bez mieszania może sięgać 295 mm, a jej odkształcenie jest stosunkowo duże. Po dodaniu eteru celulozy zawiesina będzie ulegać lepkiemu przepływowi, a jej zdolność do przywracania kształtu jest niewielka, co prowadzi do zmniejszenia mobilności.

2.2 Wpływ eteru celulozy na wytrzymałość zaprawy piaskowo-żużlowej

Dodatek eteru celulozy wpływa nie tylko na parametry użytkowe zaprawy z piasku żużlowego, ale także na jej właściwości mechaniczne.

Z wpływu różnych dawek eteru celulozy na wytrzymałość na ściskanie zaprawy z piasku żużlowego można zauważyć, że po dodaniu HPMC2000 i HPMC6000 wytrzymałość na ściskanie zaprawy przy każdej dawce wzrasta wraz z wiekiem. Dodatek HPMC2000 nie ma oczywistego wpływu na 28-dniową wytrzymałość zaprawy na ściskanie, a wahania wytrzymałości nie są duże; podczas gdy HPMC2000 ma większy wpływ na wczesną (3-dniową i 7-dniową) wytrzymałość, wykazując tendencję do oczywistego spadku, chociaż dawka wzrasta do 0,25% i więcej, wczesna wytrzymałość na ściskanie wzrosła nieznacznie, ale nadal niższa niż bez dodanie. Gdy zawartość HPMC6000 jest mniejsza niż 0,20%, wpływ na 7-dniową i 28-dniową wytrzymałość na ściskanie nie jest oczywisty, a 3-dniowa wytrzymałość na ściskanie powoli maleje. Gdy zawartość HPMC6000 wzrosła do 0,25% i więcej, 28-dniowa wytrzymałość wzrosła do pewnego stopnia, a następnie spadła; siła 7-dniowa spadła, a następnie pozostała stabilna; wytrzymałość 3-dniowa spadła w sposób stabilny. Dlatego można uznać, że etery celulozy o dwóch lepkościach HPMC2000 i HPMC6000 nie mają wyraźnego wpływu na pogorszenie 28-dniowej wytrzymałości zaprawy na ściskanie, ale dodatek HPMC2000 ma bardziej oczywisty negatywny wpływ na wczesną wytrzymałość zaprawy.

HPMC2000 charakteryzuje się różnym stopniem pogorszenia wytrzymałości na zginanie zaprawy, niezależnie od tego, czy jest to faza wczesna (3 dni i 7 dni), czy faza późna (28 dni). Dodatek HPMC6000 również w pewnym stopniu negatywnie wpływa na wytrzymałość zaprawy na zginanie, jednak stopień oddziaływania jest mniejszy niż HPMC2000.

Oprócz funkcji zatrzymywania i zagęszczania wody, eter celulozy opóźnia także proces hydratacji cementu. Dzieje się tak głównie na skutek adsorpcji cząsteczek eteru celulozy na produktach hydratacji cementu, takich jak żel hydratu krzemianu wapnia i Ca(OH)2, tworząc warstwę wierzchnią; ponadto wzrasta lepkość roztworu porów, a eter celulozy utrudnia migrację Ca2+ i SO42- w roztworze porów, opóźniając proces hydratacji. W związku z tym zmniejszono wytrzymałość wczesną (3 dni i 7 dni) zaprawy zmieszanej z HPMC.

Dodanie eteru celulozy do zaprawy spowoduje powstanie dużej liczby dużych pęcherzyków o średnicy 0,5-3 mm w wyniku napowietrzania eteru celulozy, a struktura membrany eteru celulozy zostanie zaadsorbowana na powierzchni tych pęcherzyków, co w w pewnym stopniu odgrywa rolę w stabilizowaniu pęcherzyków. osłabiając w ten sposób działanie środka przeciwpieniącego w zaprawie. Chociaż powstałe pęcherzyki powietrza działają jak łożyska kulkowe w świeżo wymieszanej zaprawie, co poprawia urabialność, po zestaleniu i stwardnieniu zaprawy większość pęcherzyków powietrza pozostaje w zaprawie, tworząc niezależne pory, co zmniejsza gęstość pozorną zaprawy . Odpowiednio zmniejsza się wytrzymałość na ściskanie i zginanie.

Można zauważyć, że przy przygotowywaniu specjalnej zaprawy z piasku żużlowego o dużej płynności, dużej retencji wody i dużej wytrzymałości zaleca się stosowanie HPMC6000, którego dozowanie nie powinno być większe niż 0,20%.

podsumowując

W drodze eksperymentów badano wpływ dwóch lepkości eterów celulozy (HPMC200 i HPMC6000) na retencję wody, płynność, wytrzymałość na ściskanie i zginanie zaprawy z piasku żużlowego oraz analizowano mechanizm działania eteru celulozy w zaprawie z piasku żużlowego. Następujące wnioski:

(1) Niezależnie od dodania HPMC2000 lub HPMC6000, można znacznie poprawić stopień zatrzymywania wody w świeżo wymieszanej zaprawie z żużla stalowo-piaskowego i poprawić jej właściwości zatrzymywania wody.

(2) Gdy dozowanie jest mniejsze niż 0,20%, wpływ dodatku HPMC2000 i HPMC6000 na płynność zaprawy z piasku żużlowego nie jest oczywisty. Gdy zawartość wzrasta do 0,25% i więcej, HPMC2000 i HPMC6000 mają pewien negatywny wpływ na płynność zaprawy z piasku żużlowego stalowego, a negatywny wpływ HPMC6000 jest bardziej oczywisty.

(3) Dodatek HPMC2000 i HPMC6000 nie ma oczywistego wpływu na 28-dniową wytrzymałość na ściskanie zaprawy z żużla stalowo-piaskowego, ale HPMC2000 ma bardziej negatywny wpływ na wczesną wytrzymałość zaprawy na ściskanie, a wytrzymałość na zginanie jest również oczywiście niekorzystna. Dodatek HPMC6000 ma pewien negatywny wpływ na wytrzymałość na zginanie zapraw żużlowo-piaskowych stalowych w każdym wieku, jednak stopień tego efektu jest znacznie niższy niż HPMC2000.