Эфир целлюлозы на шлаково-песчаном растворе

Использование P·Цемент марки II 52,5 в качестве вяжущего материала и стальной шлаковый песок в качестве мелкого заполнителя. Стальной шлаковый песок с высокой текучестью и высокой прочностью готовится путем добавления химических добавок, таких как восстановитель воды, латексный порошок и пеногаситель. Специальный раствор и воздействие двух различных вязкость (2000мПа·с и 6000мПа·s) эфира гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) на его водоудержание, текучесть и прочность. Результаты показывают, что: (1) И HPMC2000, и HPMC6000 могут значительно увеличить степень удержания воды свежеприготовленным раствором и улучшить его водоудерживающие характеристики; (2) Когда содержание эфира целлюлозы низкое, влияние на текучесть строительного раствора не очевидно. Когда его увеличивают до 0,25% или выше, это оказывает определенное ухудшение текучести строительного раствора, среди которых более очевидно влияние ухудшения HPMC6000; (3) добавление эфира целлюлозы не оказывает очевидного влияния на 28-дневную прочность раствора на сжатие, но добавление HPMC2000 Неподходящее время, очевидно, неблагоприятно влияет на прочность на изгиб различных возрастов и в то же время значительно снижает ранняя (3 суток и 7 суток) прочность раствора на сжатие; (4) Добавление HPMC6000 оказывает определенное влияние на прочность на изгиб разных возрастов, но снижение было значительно ниже, чем у HPMC2000. В этой статье считается, что HPMC6000 следует выбирать при приготовлении специального раствора из стального шлака и песка с высокой текучестью, высокой степенью удержания воды и высокой прочностью, а дозировка не должна превышать 0,20%.

Ключевые слова:стальной шлаковый песок; эфир целлюлозы; вязкость; рабочая производительность; сила

введение

Стальной шлак является побочным продуктом производства стали. С развитием черной металлургии ежегодный сброс стальных шлаков за последние годы увеличился примерно на 100 миллионов тонн, и проблема накопления запасов из-за несвоевременного использования ресурсов является очень серьезной. Таким образом, использование ресурсов и утилизация стальных шлаков с помощью научных и эффективных методов является проблемой, которую нельзя игнорировать. Стальной шлак обладает характеристиками высокой плотности, твердой текстуры и высокой прочности на сжатие и может использоваться вместо природного песка в цементном растворе или бетоне. Стальной шлак также обладает определенной реакционной способностью. Стальной шлак измельчают в порошок определенной крупности (стальной шлаковый порошок). После смешивания с бетоном он может оказывать пуццолановый эффект, что помогает повысить прочность раствора и улучшить переход между заполнителем бетона и раствором. площади, тем самым увеличивая прочность бетона. Однако следует обратить внимание на то, что стальной шлак, выгруженный без каких-либо мер, его внутренний свободный оксид кальция, свободный оксид магния и фаза обратного осмоса вызовут плохую объемную стабильность стального шлака, что в значительной степени ограничивает использование стального шлака в качестве грубого и грубого. мелкие агрегаты. Нанесение в цементный раствор или бетон. Ван Юджи и др. обобщили различные процессы обработки стального шлака и обнаружили, что стальной шлак, обработанный методом горячего наполнения, обладает хорошей стабильностью и может устранить проблему расширения в цементном бетоне, а процесс горячей обработки стальным шлаком был фактически реализован на Шанхайском металлургическом заводе № 3 для впервые. Помимо проблемы стабильности, агрегаты стального шлака также имеют шероховатые поры, многоугольность и небольшое количество продуктов гидратации на поверхности. При использовании в качестве заполнителей для приготовления раствора и бетона их рабочие характеристики часто ухудшаются. В настоящее время с целью обеспечения объемной стабильности важным направлением использования ресурсов стального шлака является использование стального шлака в качестве мелкого заполнителя для приготовления специального раствора. Исследование показало, что добавление водоредуцирующего вещества, латексного порошка, эфира целлюлозы, воздухововлекающего агента и пеногасителя в стальной шлакопесчаный раствор может улучшить характеристики смеси и характеристики стального шлакопесчаного раствора при затвердевании. Автором использованы меры добавления латексного порошка и других добавок для приготовления сталешлакопесчаного высокопрочного ремонтного раствора. При производстве и применении строительных растворов наиболее распространенной химической добавкой является эфир целлюлозы. Наиболее часто используемые эфиры целлюлозы в строительных растворах — это эфир гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMC) и эфир гидроксиэтилметилцеллюлозы (HEMC). )Ждать. Эфир целлюлозы может в значительной степени улучшить рабочие характеристики раствора, например, придавая раствору отличное удержание воды за счет загущения, но добавление эфира целлюлозы также повлияет на текучесть, содержание воздуха, время схватывания и затвердевание раствора. Различные свойства.

Чтобы лучше направлять разработку и применение стального шлакопесчаного раствора, на основе предыдущей исследовательской работы по стальному шлакопесчаному раствору в этой статье используются два типа вязкости (2000 мПа·с и 6000мПа·у) эфира гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) Провести экспериментальные исследования по влиянию стального шлакопесчаного высокопрочного раствора на рабочие характеристики (текучесть и водоудержание), прочность на сжатие и изгиб.

1. Экспериментальная часть

1.1 Сырье

Цемент: Онода П·Цемент марки II 52,5.

Песок для стального шлака: Шлак конвертерной стали, производимый Shanghai Baosteel, обрабатывается методом горячей набивки с насыпной плотностью 1910 кг/м.³, относящийся к среднему песку, с модулем крупности 2,3.

Водоредуктор: поликарбоксилатный водоредуктор (ПК), производимый Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., в форме порошка.

Латексный порошок: Модель 5010N, предоставленная Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Пеногаситель: код P803, продукт немецкой Mingling Chemical Group, порошок, плотность 340 кг/м.³, шкала серого 34% (800°С), значение pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% В ДИСТ, вода).

Эфир целлюлозы: эфир гидроксипропилметилцеллюлозы, предоставленныйКима Кемикал Ко., Лтд., тот, что с вязкостью 2000мПа·s обозначается как HPMC2000, а вязкость 6000мПа.·s обозначается как HPMC6000.

Вода для затворения: водопроводная вода.

1.2 Экспериментальное соотношение

Цементно-песчаное соотношение стального шлакопесчаного раствора, приготовленного на начальном этапе испытаний, составляло 1:3 (массовое соотношение), водоцементное отношение - 0,50 (массовое соотношение), дозировка поликарбоксилатного суперпластификатора - 0,25%. (массовый процент цемента, то же ниже.), содержание латексного порошка составляет 2,0%, а содержание пеногасителя - 0,08%. Для сравнительных экспериментов дозировки двух эфиров целлюлозы HPMC2000 и HPMC6000 составляли 0,15%, 0,20%, 0,25% и 0,30% соответственно.

1.3 Метод испытания

Метод испытания на текучесть раствора: приготовьте раствор в соответствии с GB/T 17671-1999 «Испытание на прочность цементного раствора (метод ISO)», используйте испытательную форму в GB/T2419-2005 «Метод испытания на текучесть цементного раствора» и перемешайте. Вылейте хороший раствор. быстро в форму для испытаний, сотрите излишки раствора скребком, поднимите форму для испытаний вертикально вверх и, когда раствор перестанет течь, измерьте максимальный диаметр площади нанесения раствора и диаметр в вертикальном направлении, и возьмите среднее значение, результат будет с точностью до 5мм.

Испытание степени удержания воды раствором проводится в соответствии с методом, указанным в JGJ/T 70-2009 «Методы испытаний основных свойств строительного раствора».

Испытание раствора на сжатие и изгиб проводится по методу, указанному в GB/T 17671-1999, а срок испытания составляет 3 дня, 7 дней и 28 дней соответственно.

2. Результаты и обсуждение.

2.1 Влияние эфира целлюлозы на рабочие характеристики сталешлакопесчаного раствора

Из влияния различного содержания эфира целлюлозы на водоудержание стального шлаково-песчаного раствора видно, что добавление HPMC2000 или HPMC6000 может значительно улучшить водоудержание свежезамешанного строительного раствора. С увеличением содержания эфира целлюлозы водоудерживающая способность раствора значительно возрастала и затем оставалась стабильной. Среди них, когда содержание эфира целлюлозы составляет всего 0,15%, водоудерживающая способность строительного раствора увеличивается почти на 10% по сравнению с таковым без добавки, достигая 96%; когда содержание увеличивается до 0,30%, степень удержания воды раствором достигает 98,5%. Видно, что добавление эфира целлюлозы может значительно улучшить водоудержание строительного раствора.

Из влияния различных доз эфира целлюлозы на текучесть стального шлаково-песчаного раствора можно видеть, что когда дозировка эфира целлюлозы составляет 0,15% и 0,20%, это не оказывает очевидного влияния на текучесть раствора; когда дозировка увеличивается до 0,25% или выше, это оказывает большее влияние на текучесть, но текучесть все равно можно поддерживать на уровне 260 мм и выше; когда два эфира целлюлозы находятся в одинаковом количестве по сравнению с HPMC2000, негативное влияние HPMC6000 на текучесть строительного раствора становится более очевидным.

Эфир гидроксипропилметилцеллюлозы представляет собой неионный полимер с хорошим удержанием воды, и в определенном диапазоне, чем выше вязкость, тем лучше удержание воды и тем более очевиден эффект загущения. Причина в том, что гидроксильная группа в его молекулярной цепи и атом кислорода в эфирной связи могут образовывать водородные связи с молекулами воды, превращая свободную воду в связанную. Таким образом, в той же дозировке HPMC6000 может увеличить вязкость раствора больше, чем HPMC2000, снизить текучесть раствора и более очевидно увеличить степень удержания воды. Документ 10 объясняет вышеупомянутое явление путем образования вязкоупругого раствора после растворения эфира целлюлозы в воде и характеризует свойства текучести посредством деформации. Можно сделать вывод, что стально-шлаковый раствор, приготовленный в этой статье, имеет большую текучесть, которая может достигать 295 мм без смешивания, и его деформация относительно велика. При добавлении эфира целлюлозы суспензия будет испытывать вязкое течение, а ее способность восстанавливать форму невелика, что приведет к снижению подвижности.

2.2 Влияние эфира целлюлозы на прочность стального шлакопесчаного раствора

Добавление эфира целлюлозы не только влияет на рабочие характеристики стального шлакопесчаного раствора, но и влияет на его механические свойства.

Из влияния различных доз эфира целлюлозы на прочность на сжатие стального шлаково-песчаного раствора можно видеть, что после добавления HPMC2000 и HPMC6000 прочность на сжатие раствора при каждой дозировке увеличивается с возрастом. Добавление HPMC2000 не оказывает очевидного влияния на 28-дневную прочность раствора на сжатие, а колебания прочности невелики; в то время как HPMC2000 оказывает большее влияние на раннюю (3-дневную и 7-дневную) прочность, демонстрируя тенденцию к явному снижению, хотя дозировка увеличивается до 0,25% и выше, ранняя прочность на сжатие немного увеличивается, но все же ниже, чем без добавление. Когда содержание HPMC6000 ниже 0,20%, влияние на прочность на сжатие через 7 и 28 дней не очевидно, а прочность на сжатие через 3 дня снижается медленно. Когда содержание HPMC6000 увеличивалось до 0,25% и выше, 28-дневная прочность в определенной степени возрастала, а затем снижалась; 7-дневная сила снизилась, а затем осталась стабильной; 3-дневная сила стабильно снижалась. Следовательно, можно считать, что эфиры целлюлозы с двумя значениями вязкости HPMC2000 и HPMC6000 не оказывают очевидного ухудшения на 28-дневную прочность раствора на сжатие, но добавление HPMC2000 оказывает более очевидное негативное влияние на начальную прочность раствора.

HPMC2000 имеет различную степень ухудшения прочности раствора на изгиб, независимо от того, находится ли он на ранней стадии (3 дня и 7 дней) или на поздней стадии (28 дней). Добавление HPMC6000 также оказывает определенное негативное влияние на прочность раствора на изгиб, но степень воздействия меньше, чем у HPMC2000.

Помимо функции удержания воды и загущения, эфир целлюлозы также задерживает процесс гидратации цемента. Это происходит главным образом за счет адсорбции молекул эфира целлюлозы на продуктах гидратации цемента, таких как гель-гидрат силиката кальция и Ca(OH)2, с образованием покровного слоя; при этом вязкость порового раствора увеличивается, а эфир целлюлозы препятствует. Миграция Са2+ и SO42- в поровом растворе задерживает процесс гидратации. Таким образом, ранняя прочность (3 дня и 7 дней) раствора, смешанного с ГПМЦ, была снижена.

Добавление эфира целлюлозы в раствор приводит к образованию большого количества крупных пузырьков диаметром 0,5-3 мм из-за воздухововлекающего эффекта эфира целлюлозы, а мембранная структура эфира целлюлозы адсорбируется на поверхности этих пузырьков, что приводит к определенная степень играет роль в стабилизации пузырей. роль, тем самым ослабляя действие пеногасителя в строительном растворе. Хотя образующиеся пузырьки воздуха в свежезамешанном растворе подобны шарикоподшипникам, что улучшает удобоукладываемость раствора, после затвердевания раствора большая часть пузырьков воздуха остается в растворе, образуя независимые поры, что снижает кажущуюся плотность раствора. . Соответственно уменьшаются прочность на сжатие и изгиб.

Видно, что при приготовлении специального раствора из стального шлака и песка с высокой текучестью, высокой водоудерживающей способностью и высокой прочностью рекомендуется использовать HPMC6000, причем дозировка не должна превышать 0,20%.

в заключение

С помощью экспериментов было изучено влияние двух видов вязкости эфиров целлюлозы (HPMC200 и HPMC6000) на водоудержание, текучесть, прочность на сжатие и изгиб стального шлакопесчаного раствора, а также проанализирован механизм действия эфира целлюлозы в стальном шлакопесчаном растворе. Следующие выводы:

(1) Независимо от добавления HPMC2000 или HPMC6000, степень удержания воды свежезамешанного стального шлаково-песчаного раствора может быть значительно улучшена, а его характеристики удержания воды могут быть улучшены.

(2) Когда дозировка ниже 0,20%, влияние добавления HPMC2000 и HPMC6000 на текучесть стального шлаково-песчаного раствора не очевидно. Когда содержание увеличивается до 0,25% и выше, HPMC2000 и HPMC6000 оказывают определенное негативное влияние на текучесть стального шлаково-песчаного раствора, причем негативное влияние HPMC6000 становится более очевидным.

(3) Добавление HPMC2000 и HPMC6000 не оказывает очевидного влияния на 28-дневную прочность на сжатие стального шлакопесчаного раствора, но HPMC2000 оказывает более сильное негативное влияние на раннюю прочность раствора на сжатие, а прочность на изгиб также явно неблагоприятна. Добавление HPMC6000 оказывает определенное негативное влияние на прочность при изгибе стальных шлакопесчаных растворов всех возрастов, но степень эффекта значительно ниже, чем у HPMC2000.