Vplyv éteru celulózy na zadržiavanie vody

Metóda environmentálnej simulácie bola použitá na štúdium vplyvu éterov celulózy s rôznym stupňom substitúcie a molárnej substitúcie na zadržiavanie vody v malte za horúcich podmienok. Analýza výsledkov skúšok pomocou štatistických nástrojov ukazuje, že éter hydroxyetylmetylcelulózy s nízkym stupňom substitúcie a vysokým stupňom molárnej substitúcie vykazuje najlepšiu retenciu vody v malte.

kľúčové slová: éter celulózy: zadržiavanie vody; malta; metóda simulácie prostredia; horúce podmienky

Vďaka svojim výhodám v kontrole kvality, pohodlnosti použitia a dopravy a ochrane životného prostredia sa suchá malta v súčasnosti stále viac používa v stavebníctve. Malta miešaná za sucha sa používa po pridaní vody a premiešaní na stavenisku. Voda má dve hlavné funkcie: jednou je zabezpečiť konštrukčný výkon malty a druhou zabezpečiť hydratáciu cementového materiálu tak, aby malta po vytvrdnutí mohla dosiahnuť požadované fyzikálne a mechanické vlastnosti. Od dokončenia pridávania vody do malty až po dokončenie stavby až po získanie dostatočných fyzikálnych a mechanických vlastností bude voľná voda migrovať okrem hydratácie cementu dvoma smermi: absorpciou základnej vrstvy a povrchovým odparovaním. V horúcich podmienkach alebo na priamom slnku sa vlhkosť z povrchu rýchlo vyparuje. V horúcich podmienkach alebo pri priamom slnečnom svetle je nevyhnutné, aby malta rýchlo zadržiavala vlhkosť z povrchu a obmedzovala jej voľné straty vody. Kľúčom k hodnoteniu zadržiavania vody v malte je určenie vhodnej skúšobnej metódy. Li Wei a kol. študovali testovaciu metódu zadržiavania vody v malte a zistili, že v porovnaní s metódou vákuovej filtrácie a metódou filtračného papiera môže metóda environmentálnej simulácie efektívne charakterizovať zadržiavanie vody v malte pri rôznych teplotách okolia.

Éter celulózy je najbežnejšie používaným činidlom zadržiavajúcim vodu v suchých maltových výrobkoch. Najbežnejšie používané étery celulózy v suchom miešanej malte sú éter hydroxyetylmetylcelulózy (HEMC) a éter hydroxypropylmetylcelulózy (HPMC). Zodpovedajúce substitučné skupiny sú hydroxyetyl, metyl a hydroxypropyl, metyl. Stupeň substitúcie (DS) éteru celulózy udáva stupeň, v akom je hydroxylová skupina na každej anhydroglukózovej jednotke substituovaná, a stupeň molárnej substitúcie (MS) udáva, že ak substitučná skupina obsahuje hydroxylovú skupinu, substitučná reakcia pokračuje. uskutočniť éterifikačnú reakciu z novej voľnej hydroxylovej skupiny. stupňa. Chemická štruktúra a stupeň substitúcie éteru celulózy sú dôležité faktory ovplyvňujúce transport vlhkosti v malte a mikroštruktúru malty. Zvýšenie molekulovej hmotnosti éteru celulózy zvýši zadržiavanie vody v malte a rôzny stupeň substitúcie ovplyvní aj zadržiavanie vody v malte.

Medzi hlavné faktory prostredia pri stavbe suchej malty patrí teplota okolia, relatívna vlhkosť, rýchlosť vetra a zrážky. Pokiaľ ide o horúce podnebie, výbor ACI (American Concrete Institute) 305 ho definuje ako akúkoľvek kombináciu faktorov, ako je vysoká teplota vzduchu, nízka relatívna vlhkosť a rýchlosť vetra, ktorá zhoršuje kvalitu alebo výkonnosť čerstvého alebo vytvrdnutého betónu tohto typu počasia. Leto v mojej krajine je často vrcholnou sezónou pre výstavbu rôznych stavebných projektov. Stavba v horúcom podnebí s vysokou teplotou a nízkou vlhkosťou, najmä časť malty za stenou môže byť vystavená slnečnému žiareniu, čo ovplyvní čerstvé miešanie a tvrdnutie za sucha namiešanej malty. Významné účinky na výkon, ako je znížená spracovateľnosť, dehydratácia a strata sily. Ako zabezpečiť kvalitu suchej malty pri stavbe s horúcim podnebím pritiahlo pozornosť a výskum technikov maltového priemyslu a stavebného personálu.

V tomto článku sa metóda environmentálnej simulácie používa na vyhodnotenie zadržiavania vody v malte zmiešanej s éterom hydroxyetylmetylcelulózy a éterom hydroxypropylmetylcelulózy s rôznymi stupňami substitúcie a molárnou substitúciou pri 45℃a používa sa štatistický softvér JMP8.02 analyzuje testovacie údaje na štúdium vplyvu rôznych celulózových éterov na zadržiavanie vody v malte za horúcich podmienok.

1. Suroviny a skúšobné metódy

1.1 Suroviny

Conch P. 042.5 Cement, kremenný piesok 50-100 mesh, éter hydroxyetylmetylcelulózy (HEMC) a éter hydroxypropylmetylcelulózy (HPMC) s viskozitou 40 000 mPa·s. Aby sa predišlo vplyvu iných zložiek, test používa zjednodušený vzorec malty, vrátane 30 % cementu, 0,2 % éteru celulózy a 69,8 % kremičitého piesku a množstvo pridanej vody je 19 % z celkového zloženia malty. Oba sú hmotnostné pomery.

1.2 Metóda simulácie prostredia

Testovacie zariadenie metódy environmentálnej simulácie využíva jódovo-wolfrámové výbojky, ventilátory a komory prostredia na simuláciu vonkajšej teploty, vlhkosti a rýchlosti vetra atď., aby sa otestoval rozdiel v kvalite čerstvo namiešanej malty za rôznych podmienok a aby sa otestujte zadržiavanie vody v malte. V tomto experimente bola testovacia metóda v literatúre vylepšená a počítač je pripojený k váhe na automatické zaznamenávanie a testovanie, čím sa znižuje experimentálna chyba.

Test sa uskutočnil v štandardnom laboratóriu [teplota (23±2)°C, relatívna vlhkosť (50±3)%] s použitím nenasiakavej základnej vrstvy (plastová miska s vnútorným priemerom 88 mm) pri teplote ožarovania 45°C. Skúšobná metóda je takáto:

(1) Pri vypnutom ventilátore zapnite jódovo-volfrámovú lampu a plastovú misku umiestnite do pevnej polohy vertikálne pod jódovo-volfrámovú lampu, aby sa predhrievala na 1 hodinu;

(2) Odvážte plastovú misku, potom vložte premiešanú maltu do plastovej misky, uhlaďte ju podľa požadovanej hrúbky a potom ju odvážte;

(3) Plastovú misku vložte späť do pôvodnej polohy a softvér riadi váhu tak, aby sa automaticky vážila každých 5 minút a test sa skončí po 1 hodine.

2. Výsledky a diskusia

Výsledky výpočtu miery retencie vody R0 malty zmiešanej s rôznymi étermi celulózy po ožiarení pri 45°C počas 30 min.

Vyššie uvedené testovacie dáta boli analyzované s použitím produktu JMP8.02 štatistickej softvérovej skupiny SAS Company, aby sa získali spoľahlivé výsledky analýzy. Proces analýzy je nasledujúci.

2.1 Regresná analýza a prispôsobenie

Prispôsobenie modelu sa uskutočnilo štandardnými metódami najmenších štvorcov. Porovnanie medzi nameranou hodnotou a predpovedanou hodnotou ukazuje vyhodnotenie prispôsobenia modelu a je plne graficky zobrazené. Dve prerušované krivky predstavujú „95 % interval spoľahlivosti“ a prerušovaná vodorovná čiara predstavuje priemernú hodnotu všetkých údajov. Prerušovaná krivka a Priesečník prerušovaných vodorovných čiar naznačuje, že pseudofáza modelu je typická.

Špecifické hodnoty pre súhrn montáže a ANOVA. V súhrne montáže R² dosiahli 97 % a hodnota P v analýze rozptylu bola oveľa nižšia ako 0,05. Kombinácia týchto dvoch podmienok ďalej ukazuje, že prispôsobenie modelu je dôležité.

2.2 Analýza ovplyvňujúcich faktorov

V rámci tohto experimentu, pod podmienkou 30-minútového ožarovania, sú vhodné ovplyvňujúce faktory nasledovné: pokiaľ ide o jednotlivé faktory, hodnoty p získané typom éteru celulózy a stupňom molárnej substitúcie sú všetky menšie ako 0,05 , z čoho vyplýva, že druhý Posledný uvedený má významný vplyv na zadržiavanie vody v malte. Pokiaľ ide o interakciu, z experimentálnych výsledkov fitačnej analýzy vyplýva vplyv typu éteru celulózy, stupňa substitúcie (Ds) a stupňa molárnej substitúcie (MS) na zadržiavanie vody v malte, typ éteru celulózy a stupeň substitúcie, Interakcia medzi stupňom substitúcie a molárnym stupňom substitúcie má významný vplyv na zadržiavanie vody v malte, pretože p-hodnoty oboch sú menšie ako 0,05. Interakcia faktorov naznačuje, že interakcia dvoch faktorov je opísaná intuitívnejšie. Krížik znamená, že tieto dva majú silnú koreláciu a paralelizmus naznačuje, že tieto dva majú slabú koreláciu. V diagrame interakcie faktorov vezmite oblasťα kde napríklad vertikálny typ a stupeň laterálnej substitúcie interagujú, tieto dva úsečky sa pretínajú, čo naznačuje, že korelácia medzi typom a stupňom substitúcie je silná, a v oblasti b, kde je vertikálny typ a stupeň molárnej laterálnej substitúcie interagujú, tieto dva úsečky majú tendenciu byť paralelné, čo naznačuje, že korelácia medzi typom a molárnou substitúciou je slabá.

2.3 Predikcia zadržiavania vody

Na základe fitovacieho modelu, podľa komplexného vplyvu rôznych celulózových éterov na zadržiavanie vody v malte, sa pomocou softvéru JMP predpovedá zadržiavanie vody v malte a nájde sa kombinácia parametrov pre najlepšiu retenciu vody v malte. Predikcia retencie vody ukazuje kombináciu najlepšej retencie vody v malte a jej trendu vývoja, to znamená, že HEMC je lepšia ako HPMC v porovnaní typu, stredná a nízka substitúcia je lepšia ako vysoká substitúcia a stredná a vysoká substitúcia je lepšia ako nízka substitúcia v molárnej substitúcii, ale v tejto kombinácii medzi nimi nie je žiadny významný rozdiel. Stručne povedané, étery hydroxyetylmetylcelulózy s nízkym stupňom substitúcie a vysokým stupňom molárnej substitúcie vykazovali najlepšiu retenciu vody v malte pri 45℃. Pri tejto kombinácii je predpokladaná hodnota retencie vody daná systémom 0,611736±0,014244.

3. Záver

(1) Ako významný faktor má typ éteru celulózy významný vplyv na zadržiavanie vody v malte a éter hydroxyetylmetylcelulózy (HEMC) je lepší ako éter hydroxypropylmetylcelulózy (HPMC). Ukazuje, že rozdiel v type substitúcie povedie k rozdielu v zadržiavaní vody. Súčasne typ éteru celulózy tiež interaguje so stupňom substitúcie.

(2) Ako významný faktor ovplyvňujúci jeden faktor sa znižuje molárny stupeň substitúcie éteru celulózy a retencia vody v malte má tendenciu klesať. To ukazuje, že keďže bočný reťazec substitučnej skupiny éteru celulózy pokračuje v eterifikačnej reakcii s voľnou hydroxylovou skupinou, povedie to tiež k rozdielom v zadržiavaní vody v malte.

(3) Stupeň substitúcie éterov celulózy v interakcii s typom a molárnym stupňom substitúcie. Medzi stupňom substitúcie a typom, v prípade nízkeho stupňa substitúcie, je retencia vody HEMC lepšia ako HPMC; v prípade vysokého stupňa substitúcie nie je rozdiel medzi HEMC a HPMC veľký. Pre interakciu medzi stupňom substitúcie a molárnou substitúciou je v prípade nízkeho stupňa substitúcie retencia vody pri nízkom molárnom stupni substitúcie lepšia ako pri vysokom molárnom stupni substitúcie; Rozdiel nie je obrovský.

(4) Malta zmiešaná s éterom hydroxyetylmetylcelulózy s nízkym stupňom substitúcie a vysokým stupňom molárnej substitúcie vykazovala najlepšiu retenciu vody za horúcich podmienok. Avšak, ako vysvetliť vplyv typu éteru celulózy, stupňa substitúcie a molárneho stupňa substitúcie na zadržiavanie vody v malte, mechanistický problém v tomto aspekte si ešte vyžaduje ďalšie štúdium.