S-a studiat influența unor factori precum modificarea vâscozității hidroxietil metilcelulozei (HEMC), indiferent dacă aceasta este modificată sau nu, și modificarea conținutului asupra limitei de curgere și a vâscozității plastice a mortarului de ciment proaspăt. Pentru HEMC nemodificat, cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât limita de curgere și vâscozitatea plastică a mortarului sunt mai mici; influența modificării viscozității HEMC modificate asupra proprietăților reologice ale mortarului este slăbită; indiferent dacă este modificat sau nu, cu cât este mai mare vâscozitatea HEMC, cu atât este mai scăzută Efectul de întârziere al tensiunii de curgere și dezvoltarea vâscozității plastice a mortarului este mai evident. Când conținutul de HEMC este mai mare de 0,3%, limita de curgere și vâscozitatea plastică a mortarului cresc odată cu creșterea conținutului; când conținutul de HEMC este mare, limita de curgere a mortarului scade în timp, iar intervalul de vâscozitate plastică crește în timp.
Cuvinte cheie: hidroxietil metilceluloză, mortar proaspăt, proprietăți reologice, limita de curgere, vâscozitate plastică
I. Introducere
Odată cu dezvoltarea tehnologiei de construcție a mortarului, s-a acordat din ce în ce mai multă atenție construcției mecanizate. Transportul vertical pe distanțe lungi impune noi cerințe pentru mortarul pompat: trebuie menținută o fluiditate bună pe tot parcursul procesului de pompare. Aceasta trebuie să studieze factorii de influență și condițiile restrictive ale fluidității mortarului, iar metoda comună este de a observa parametrii reologici ai mortarului.
Proprietățile reologice ale mortarului depind în principal de natura și cantitatea de materii prime. Eterul de celuloză este un amestec utilizat pe scară largă în mortarul industrial, care are o mare influență asupra proprietăților reologice ale mortarului, astfel încât oamenii de știință din țară și din străinătate au efectuat câteva cercetări asupra acestuia. În rezumat, se pot trage următoarele concluzii: o creștere a cantității de eter de celuloză va duce la o creștere a cuplului inițial al mortarului, dar după o perioadă de agitare, rezistența la curgere a mortarului va scădea în schimb (1) ; când fluiditatea inițială este practic aceeași, fluiditatea mortarului se va pierde mai întâi. crescut după scădere (2); limita de curgere și vâscozitatea plastică a mortarului au prezentat o tendință de scădere și apoi de creștere, iar eterul de celuloză a promovat distrugerea structurii mortarului și a prelungit timpul de la distrugere până la reconstrucție (3); Eterul și pulberea îngroșată au vâscozitate și stabilitate mai mari etc. (4). Cu toate acestea, studiile de mai sus au încă deficiențe:
Standardele și procedurile de măsurare ale diferiților savanți nu sunt uniforme, iar rezultatele testelor nu pot fi comparate cu acuratețe; domeniul de testare al instrumentului este limitat, iar parametrii reologici ai mortarului măsurat au o gamă mică de variație, care nu este larg reprezentativă; lipsesc testele comparative pe eterii de celuloză cu vâscozități diferite; Există mulți factori de influență, iar repetabilitatea nu este bună. În ultimii ani, apariția reometrului de mortar Viskomat XL a oferit o mare comoditate pentru determinarea precisă a proprietăților reologice ale mortarului. Are avantajele unui nivel ridicat de control automat, capacitate mare, gamă largă de testare și rezultate ale testelor mai conforme cu condițiile reale. În această lucrare, pe baza utilizării acestui tip de instrument, sunt sintetizate rezultatele cercetării savanților existenți, iar programul de testare este formulat pentru a studia efectul diferitelor tipuri și vâscozități de hidroxietil metilceluloză (HEMC) asupra reologiei mortarului în un interval de dozare mai mare. impactul asupra performanței.
2. Model reologic de mortar de ciment proaspăt
Deoarece reologia a fost introdusă în știința cimentului și a betonului, un număr mare de studii au arătat că betonul și mortarul proaspăt pot fi privite ca fluid Bingham, iar Banfill a elaborat în continuare fezabilitatea utilizării modelului Bingham pentru a descrie proprietățile reologice ale mortarului (5). În ecuația reologică τ=τ0+μγ a modelului Bingham, τ este tensiunea de forfecare, τ0 este tensiunea de curgere, μ este vâscozitatea plastică și γ este viteza de forfecare. Dintre aceștia, τ0 și μ sunt cei mai importanți doi parametri: τ0 este efortul de forfecare minimă care poate face curgerea mortarului de ciment și numai atunci când τ>τ0 acţionează asupra mortarului, mortarul poate curge; μ reflectă rezistența vâscoasă atunci când mortarul curge Cu cât μ este mai mare, cu atât curge mai lent mortarul [3]. În cazul în care atât τ0 cât și μ sunt necunoscute, efortul de forfecare trebuie măsurat la cel puțin două viteze de forfecare diferite înainte de a putea fi calculată (6).
Într-un reometru de mortar dat, curba NT obținută prin setarea vitezei de rotație a lamei N și măsurarea cuplului T generat de rezistența la forfecare a mortarului poate fi folosită și pentru a calcula o altă ecuație T=g+ care este conformă cu modelul Bingham Cei doi parametri g și h din Nh. g este proporțională cu limita de curgere τ0, h este proporțională cu vâscozitatea plastică μ și τ0 = (K/G)g, μ = (l / G) h , unde G este o constantă legată de instrument și K poate să fie trecută prin curgerea cunoscută Se obține prin corectarea fluidului ale cărui caracteristici se modifică odată cu viteza de forfecare[7]. Din motive de comoditate, această lucrare discută direct g și h și folosește legea schimbătoare a lui g și h pentru a reflecta legea schimbătoare a efortului de curgere și a vâscozității plastice a mortarului.
3. Testare
3.1 Materii prime
3.2 nisip
Nisip de cuarț: nisipul grosier este de 20-40 ochiuri, nisipul mediu este de 40-70 de ochiuri, nisipul fin este de 70-100 de ochiuri, iar cele trei sunt amestecate într-un raport de 2:2:1.
3.3 Eter de celuloză
Hidroxietil metilceluloză HEMC20 (vâscozitate 20 000 mPa s), HEMC25 (vâscozitate 25 000 mPa s), HEMC40 (vâscozitate 40 000 mPa s) și HEMC45 (vâscozitate 45 000 mPa s), dintre care HEMC25 și HEMC45 este un eter modificat.
3.4 Amestecarea apei
apa de la robinet.
3.5 Plan de testare
Raportul var-nisip este de 1:2,5, consumul de apă este fixat la 60% din consumul de ciment, iar conținutul de HEMC este de 0-1,2% din consumul de ciment.
Mai întâi amestecați uniform cimentul cântărit cu precizie, HEMC și nisipul de cuarț, apoi adăugați apa de amestecare conform GB/T17671-1999 și amestecați, apoi utilizați reometrul de mortar Viskomat XL pentru a testa. Procedura de testare este: viteza crește rapid de la 0 la 80rpm la 0~5min, 60rpm la 5~7min, 40rpm la 7~9min, 20rpm la 9~11min, 10rpm la 11~13min și 5rpm la 13~15min, 15 ~ 30 min, viteza este 0 rpm, apoi ciclul o dată la 30 min conform procedurii de mai sus, iar timpul total de testare este de 120 min.
4. Rezultate și discuții
4.1 Efectul modificării viscozității HEMC asupra proprietăților reologice ale mortarului de ciment
(Cantitatea de HEMC este de 0,5% din masa cimentului), reflectând în mod corespunzător legea de variație a tensiunii de curgere și a vâscozității plastice a mortarului. Se poate observa că, deși vâscozitatea HEMC40 este mai mare decât cea a HEMC20, limita de curgere și vâscozitatea plastică a mortarului amestecat cu HEMC40 sunt mai mici decât cele ale mortarului amestecat cu HEMC20; deși vâscozitatea HEMC45 este cu 80% mai mare decât cea a HEMC25, limita de curgere a mortarului este puțin mai mică, iar vâscozitatea plastică este între După 90 de minute a avut loc o creștere. Acest lucru se datorează faptului că, cu cât este mai mare vâscozitatea eterului de celuloză, cu atât este mai lentă viteza de dizolvare și cu atât este nevoie de mai mult timp pentru ca mortarul preparat cu acesta să atingă vâscozitatea finală [8]. În plus, în același moment al testului, densitatea în vrac a mortarului amestecat cu HEMC40 a fost mai mică decât cea a mortarului amestecat cu HEMC20, iar cea a mortarului amestecat cu HEMC45 a fost mai mică decât a mortarului amestecat cu HEMC25, ceea ce indică faptul că HEMC40 și HEMC45 au introdus mai multe bule de aer, iar bulele de aer din mortar au efect „„Ball”, care reduce și rezistența la curgerea mortarului.
După adăugarea HEMC40, limita de curgere a mortarului a fost în echilibru după 60 de minute, iar vâscozitatea plastică a crescut; după adăugarea HEMC20, tensiunea de curgere a mortarului a ajuns la echilibru după 30 de minute, iar vâscozitatea plastică a crescut. Acesta arată că HEMC40 are un efect de întârziere mai mare asupra dezvoltării tensiunii de curgere a mortarului și a vâscozității plastice decât HEMC20 și durează mai mult pentru a ajunge la vâscozitatea finală.
Limita de curgere a mortarului amestecat cu HEMC45 a scăzut de la 0 la 120 de minute, iar vâscozitatea plastică a crescut după 90 de minute; în timp ce limita de curgere a mortarului amestecat cu HEMC25 a crescut după 90 de minute, iar vâscozitatea plastică a crescut după 60 de minute. Acesta arată că HEMC45 are un efect de întârziere mai mare asupra dezvoltării tensiunii de curgere a mortarului și a vâscozității plastice decât HEMC25, iar timpul necesar pentru a ajunge la vâscozitatea finală este, de asemenea, mai lung.
4.2 Efectul conținutului de HEMC asupra limitei de curgere a mortarului de ciment
În timpul testului, factorii care afectează limita de curgere a mortarului sunt: delaminarea și sângerarea mortarului, deteriorarea structurii prin agitare, formarea de produse de hidratare, reducerea umidității libere în mortar și efectul de întârziere al eterului de celuloză. Pentru efectul de întârziere al eterului de celuloză, punctul de vedere mai general acceptat este de a-l explica prin adsorbția de amestecuri.
Se poate observa că atunci când se adaugă HEMC40 și conținutul său este mai mic de 0,3%, limita de curgere a mortarului scade treptat odată cu creșterea conținutului de HEMC40; când conținutul de HEMC40 este mai mare de 0,3%, tensiunea de curgere a mortarului crește treptat. Datorită sângerării și delaminării mortarului fără eter de celuloză, nu există suficientă pastă de ciment între agregate pentru a lubrifia, rezultând o creștere a limitei de curgere și dificultăți de curgere. Adăugarea corectă de eter de celuloză poate îmbunătăți în mod eficient fenomenul de delaminare a mortarului, iar bulele de aer introduse sunt echivalente cu „bile” minuscule, care pot reduce tensiunea de curgere a mortarului și îl pot face curgerea mai ușoară. Pe măsură ce conținutul de eter de celuloză crește, conținutul său fix de umiditate crește, de asemenea, treptat. Când conținutul de eter de celuloză depășește o anumită valoare, influența reducerii umidității libere începe să joace un rol principal, iar tensiunea de curgere a mortarului crește treptat.
Când cantitatea de HEMC40 este mai mică de 0,3%, tensiunea de curgere a mortarului scade treptat în 0-120 min, ceea ce este legat în principal de delaminarea din ce în ce mai gravă a mortarului, deoarece există o anumită distanță între lamă și fundul acestuia. instrumentul, iar agregatul după delaminare se scufundă în jos, rezistența superioară devine mai mică; când conținutul de HEMC40 este de 0,3%, mortarul se va delamina cu greu, adsorbția eterului de celuloză este limitată, hidratarea este dominantă, iar limita de curgere are o anumită creștere; conținutul de HEMC40 este Când conținutul de eter de celuloză este de 0,5%-0,7%, adsorbția de eter de celuloză crește treptat, rata de hidratare scade și tendința de dezvoltare a tensiunii de curgere a mortarului începe să se schimbe; La suprafață, rata de hidratare este mai mică, iar tensiunea de curgere a mortarului scade în timp.
4.3 Efectul conținutului de HEMC asupra vâscozității plastice a mortarului de ciment
Se poate observa că după adăugarea HEMC40, vâscozitatea plastică a mortarului crește treptat odată cu creșterea conținutului de HEMC40. Acest lucru se datorează faptului că eterul de celuloză are un efect de îngroșare, care poate crește vâscozitatea lichidului, iar cu cât doza este mai mare, cu atât vascozitatea mortarului este mai mare. Motivul pentru care vâscozitatea plastică a mortarului scade după adăugarea a 0,1% HEMC40 se datorează și efectului de „minge” al introducerii bulelor de aer și reducerii sângerării și delaminării mortarului.
Vâscozitatea plastică a mortarului obișnuit fără adăugarea de eter de celuloză scade treptat cu timpul, ceea ce este legat și de densitatea inferioară a părții superioare cauzată de stratificarea mortarului; când conținutul de HEMC40 este de 0,1%-0,5%, structura mortarului este relativ uniformă, iar structura mortarului este relativ uniformă după 30 de minute. Vâscozitatea plasticului nu se schimbă prea mult. În acest moment, reflectă în principal efectul de vâscozitate al eterului de celuloză însuși; după ce conținutul de HEMC40 este mai mare de 0,7%, vâscozitatea plastică a mortarului crește treptat odată cu creșterea timpului, deoarece vâscozitatea mortarului este, de asemenea, legată de cea a eterului de celuloză. Vâscozitatea soluției de eter de celuloză crește treptat într-o perioadă de timp după începerea amestecării. Cu cât doza este mai mare, cu atât este mai semnificativ efectul creșterii în timp.
V. Concluzie
Factori precum modificarea viscozității HEMC, indiferent dacă acesta este modificat sau nu, și modificarea dozei vor afecta în mod semnificativ proprietățile reologice ale mortarului, care pot fi reflectate de cei doi parametri de curgere și vâscozitatea plastică.
Pentru HEMC nemodificat, cu cât vâscozitatea este mai mare, cu atât limita de curgere și vâscozitatea plastică a mortarului este mai mică în 0-120 min; influența modificării viscozității HEMC modificate asupra proprietăților reologice ale mortarului este mai slabă decât cea a HEMC nemodificat; indiferent de modificare Indiferent dacă este permanentă sau nu, cu cât vascozitatea HEMC este mai mare, cu atât este mai semnificativ efectul de întârziere asupra dezvoltării tensiunii de curgere a mortarului și a vâscozității plastice.
Când se adaugă HEMC40 cu o viscozitate de 40000mPa·s și conținutul său este mai mare de 0,3%, tensiunea de curgere a mortarului crește treptat; când conținutul depășește 0,9%, tensiunea de curgere a mortarului începe să prezinte o tendință de scădere treptată în timp; Vâscozitatea plastică crește odată cu creșterea conținutului de HEMC40. Când conținutul este mai mare de 0,7%, vâscozitatea plastică a mortarului începe să prezinte o tendință de creștere treptată în timp.
Ora postării: 24-nov-2022