Focus on Cellulose ethers

Vpliv hidroksietil metilceluloze na cementno malto

Proučevali so vpliv dejavnikov, kot je sprememba viskoznosti hidroksietil metilceluloze (HEMC), ne glede na to, ali je modificirana ali ne, in sprememba vsebnosti na mejo tečenja in plastično viskoznost sveže cementne malte. Pri nemodificiranem HEMC velja, da višja kot je viskoznost, nižja je meja tečenja in plastična viskoznost malte; oslabljen je vpliv spremembe viskoznosti modificiranega HEMC na reološke lastnosti malte; ne glede na to, ali je modificiran ali ne, večja kot je viskoznost HEMC, nižji je učinek zakasnitve napetosti tečenja in razvoja plastične viskoznosti malte. Ko je vsebnost HEMC večja od 0,3 %, se napetost tečenja in plastična viskoznost malte povečata s povečanjem vsebnosti; ko je vsebnost HEMC velika, se meja tečenja malte s časom zmanjšuje, obseg plastične viskoznosti pa se s časom povečuje.

Ključne besede: hidroksietil metilceluloza, sveža malta, reološke lastnosti, meja tečenja, plastična viskoznost

I. Uvod

Z razvojem tehnologije gradnje z malto se vedno več pozornosti posveča mehanizirani gradnji. Vertikalni transport na dolge razdalje postavlja nove zahteve za načrpano malto: med postopkom črpanja je treba vzdrževati dobro pretočnost. Pri tem je treba preučiti vplivne dejavnike in omejevalne pogoje fluidnosti malte, običajna metoda pa je opazovanje reoloških parametrov malte.

Reološke lastnosti malte so v glavnem odvisne od narave in količine surovin. Celulozni eter je primes, ki se pogosto uporablja v industrijskih maltah in ima velik vpliv na reološke lastnosti malte, zato so znanstveniki doma in v tujini opravili nekaj raziskav na tem področju. Če povzamemo, lahko potegnemo naslednje zaključke: povečanje količine celuloznega etra bo vodilo do povečanja začetnega navora malte, vendar se bo po obdobju mešanja namesto tega zmanjšal upor pretoka malte (1) ; ko je začetna fluidnost v bistvu enaka, se najprej izgubi fluidnost malte. povečano po zmanjšanju (2); meja tečenja in plastična viskoznost malte sta se najprej zniževali in nato povečevali, celulozni eter pa je pospeševal uničenje strukture malte in podaljševal čas od uničenja do rekonstrukcije (3); Eter in zgoščen prah imata večjo viskoznost in stabilnost itd. (4). Vendar imajo zgornje študije še vedno pomanjkljivosti:

Merski standardi in postopki različnih učenjakov niso enotni in rezultatov testov ni mogoče natančno primerjati; območje testiranja instrumenta je omejeno, reološki parametri izmerjene malte pa imajo majhno območje variacije, ki ni široko reprezentativno; manjkajo primerjalni testi celuloznih etrov z različnimi viskoznostmi; Vplivnih dejavnikov je veliko, ponovljivost pa ni dobra. V zadnjih letih je pojav reometra za malto Viskomat XL zagotovil veliko priročnost za natančno določanje reoloških lastnosti malte. Ima prednosti visoke ravni samodejnega nadzora, velike zmogljivosti, širokega območja testiranja in rezultatov testiranja, ki so bolj v skladu z dejanskimi pogoji. V tem prispevku so na podlagi uporabe te vrste instrumenta sintetizirani rezultati raziskav obstoječih znanstvenikov in testni program je oblikovan za preučevanje učinka različnih vrst in viskoznosti hidroksietil metilceluloze (HEMC) na reologijo malte v večji razpon odmerkov. vpliv na uspešnost.

2. Reološki model sveže cementne malte

Odkar je bila reologija uvedena v znanost o cementu in betonu, je veliko število študij pokazalo, da lahko svež beton in malto obravnavamo kot Binghamovo tekočino, Banfill pa je nadalje razložil izvedljivost uporabe Binghamovega modela za opis reoloških lastnosti malte (5). V reološki enačbi τ=τ0+μγ Binghamovega modela je τ strižna napetost, τ0 je napetost tečenja, μ je plastična viskoznost in γ je strižna hitrost. Med njimi sta τ0 in μ dva najpomembnejša parametra: τ0 je najmanjša strižna napetost, zaradi katere lahko cementna malta teče, in šele ko τ>τ0 deluje na malto, lahko malta teče; μ odraža viskozni upor pri tečenju malte. Večji kot je μ, počasneje teče malta [3]. V primeru, ko sta τ0 in μ neznana, je treba strižno napetost izmeriti pri vsaj dveh različnih strižnih stopnjah, preden jo je mogoče izračunati (6).

V danem reometru za malto se krivulja NT, dobljena z nastavitvijo hitrosti vrtenja lopatice N in merjenjem navora T, ki ga ustvari strižni upor malte, lahko uporabi tudi za izračun druge enačbe T=g+, ki je v skladu z Binghamovim modelom Dva parametra g in h od Nh. g je sorazmeren z mejo tečenja τ0, h je sorazmeren s plastično viskoznostjo μ in τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h, kjer je G konstanta, povezana z instrumentom, K pa lahko skozi znani tok. Dobi se s korekcijo tekočine, katere lastnosti se spreminjajo s strižno hitrostjo [7]. Zaradi priročnosti ta članek neposredno obravnava g in h ter uporablja spreminjajoči se zakon g in h, da odraža spreminjajoči se zakon napetosti tečenja in plastične viskoznosti malte.

3. Test

3.1 Surovine

3.2 pesek

Kremenčev pesek: grobi pesek je 20-40 mesh, srednji pesek je 40-70 mesh, fin pesek je 70-100 mesh, vsi trije pa so mešani v razmerju 2:2:1.

3.3 Celulozni eter

Hidroksietil metilceluloza HEMC20 (viskoznost 20000 mPa s), HEMC25 (viskoznost 25000 mPa s), HEMC40 (viskoznost 40000 mPa s) in HEMC45 (viskoznost 45000 mPa s), od katerih sta HEMC25 in HEMC45 modificiran celulozni eter.

3.4 Voda za mešanje

vodo iz pipe.

3.5 Testni načrt

Razmerje apno-pesek je 1:2,5, poraba vode je določena na 60 % porabe cementa, vsebnost HEMC pa je 0-1,2 % porabe cementa.

Najprej enakomerno zmešajte natančno odtehtan cement, HEMC in kremenčev pesek, nato dodajte vodo za mešanje v skladu z GB/T17671-1999 in premešajte, nato pa za testiranje uporabite reometer za malto Viskomat XL. Testni postopek je: hitrost se hitro poveča od 0 do 80 vrt./min pri 0~5 min, 60 vrt./min pri 5~7 min, 40 vrt./min pri 7~9 min, 20 vrt./min pri 9~11 min, 10 vrt./min pri 11~13 min in 5 vrt./min pri 13~15 min, 15 ~ 30 min, hitrost je 0 vrt/min, nato pa cikel enkrat vsakih 30 min v skladu z zgornjim postopkom, skupni čas preskusa pa je 120 min.

4. Rezultati in razprava

4.1 Vpliv spremembe viskoznosti HEMC na reološke lastnosti cementne malte

(Količina HEMC je 0,5 % mase cementa), kar ustrezno odraža variacijski zakon napetosti tečenja in plastične viskoznosti malte. Vidimo lahko, da čeprav je viskoznost HEMC40 višja kot pri HEMC20, sta meja tečenja in plastična viskoznost malte, mešane s HEMC40, nižji kot pri malti, mešani s HEMC20; čeprav je viskoznost HEMC45 80 % višja kot pri HEMC25, je meja tečenja malte nekoliko nižja, plastična viskoznost pa je med Po 90 minutah se je povečala. To je zato, ker večja kot je viskoznost celuloznega etra, počasnejša je stopnja raztapljanja in dlje traja, da z njim pripravljena malta doseže končno viskoznost [8]. Poleg tega je bila v istem trenutku preskusa nasipna gostota malte, pomešane s HEMC40, manjša od gostote malte, pomešane s HEMC20, in gostota malte, pomešane s HEMC45, nižja od gostote malte, pomešane s HEMC25, kar kaže, da sta HEMC40 in HEMC45 vnesla več zračnih mehurčkov, zračni mehurčki v malti pa imajo učinek "krogle", kar prav tako zmanjša odpornost proti pretoku malte.

Po dodajanju HEMC40 je bila meja tečenja malte po 60 minutah v ravnovesju, plastična viskoznost pa se je povečala; po dodajanju HEMC20 je meja tečenja malte po 30 minutah dosegla ravnovesje, plastična viskoznost pa se je povečala. Kaže, da ima HEMC40 večji zaviralni učinek na razvoj meje tečenja malte in plastične viskoznosti kot HEMC20 in traja dlje, da doseže končno viskoznost.

Meja tečenja malte, pomešane s HEMC45, se je zmanjšala od 0 do 120 minut, plastična viskoznost pa se je povečala po 90 minutah; medtem ko se je meja tečenja malte, pomešane s HEMC25, povečala po 90 minutah, plastična viskoznost pa se je povečala po 60 minutah. Kaže, da ima HEMC45 večji zaviralni učinek na razvoj napetosti tečenja malte in plastične viskoznosti kot HEMC25, prav tako pa je daljši tudi čas, potreben za doseganje končne viskoznosti.

4.2 Vpliv vsebnosti HEMC na mejo tečenja cementne malte

Med preskusom so dejavniki, ki vplivajo na mejo tečenja malte, naslednji: razslojevanje in krvavitev malte, poškodbe strukture zaradi mešanja, tvorba produktov hidratacije, zmanjšanje proste vlage v malti in zadrževalni učinek celuloznega etra. Za zadrževalni učinek celuloznega etra je bolj splošno sprejeto mnenje, da ga razložimo z adsorpcijo primesi.

Vidimo lahko, da ko je dodan HEMC40 in je njegova vsebnost manjša od 0,3 %, se napetost tečenja malte postopoma zmanjšuje s povečanjem vsebnosti HEMC40; ko je vsebnost HEMC40 večja od 0,3 %, napetost tečenja malte postopno narašča. Zaradi krvavitve in razslojevanja malte brez celuloznega etra med agregati ni dovolj cementne paste za mazanje, kar povzroči povečanje napetosti tečenja in težave pri tečenju. Ustrezen dodatek celuloznega etra lahko učinkovito izboljša pojav razslojevanja malte, vneseni zračni mehurčki pa so enakovredni drobnim "kroglicam", ki lahko zmanjšajo mejo tečenja malte in olajšajo pretok. Z naraščanjem vsebnosti celuloznega etra se postopoma povečuje tudi njegova fiksna vsebnost vlage. Ko vsebnost celuloznega etra preseže določeno vrednost, začne prevladovati vpliv zmanjšanja proste vlage in meja tečenja malte postopoma narašča.

Ko je količina HEMC40 manjša od 0,3 %, se napetost tečenja malte postopoma zmanjšuje v 0-120 minutah, kar je predvsem povezano z vse hujšo razslojevanjem malte, ker obstaja določena razdalja med rezilom in dnom malte. instrument in agregat po razslojevanju potonita na dno, zgornji upor postane manjši; ko je vsebnost HEMC40 0,3 %, se malta težko razloji, adsorpcija celuloznega etra je omejena, hidratacija prevladuje in meja tečenja se nekoliko poveča; vsebnost HEMC40 je Ko je vsebnost celuloznega etra 0,5 %-0,7 %, se adsorpcija celuloznega etra postopoma povečuje, stopnja hidratacije se zmanjša in razvojni trend meje tečenja malte se začne spreminjati; Na površini je stopnja hidratacije manjša in meja tečenja malte se s časom zmanjšuje.

4.3 Vpliv vsebnosti HEMC na plastično viskoznost cementne malte

Vidimo lahko, da se po dodajanju HEMC40 plastična viskoznost malte postopoma povečuje s povečanjem vsebnosti HEMC40. To je zato, ker ima celulozni eter učinek zgoščevanja, kar lahko poveča viskoznost tekočine, in večji kot je odmerek, večja je viskoznost malte. Razlog za zmanjšanje plastične viskoznosti malte po dodatku 0,1 % HEMC40 je tudi učinek “kroglice” vnosa zračnih mehurčkov ter zmanjšanje krvavitve in razslojevanja malte.

Plastična viskoznost navadne malte brez dodajanja celuloznega etra se s časom postopoma zmanjšuje, kar je povezano tudi z manjšo gostoto zgornjega dela zaradi plastenja malte; ko je vsebnost HEMC40 0,1% -0,5%, je struktura malte relativno enakomerna, struktura malte pa je relativno enotna po 30 minutah. Plastična viskoznost se ne spremeni veliko. V tem času v glavnem odraža učinek viskoznosti samega celuloznega etra; ko je vsebnost HEMC40 večja od 0,7 %, se plastična viskoznost malte postopoma povečuje s časom, ker je viskoznost malte povezana tudi z viskoznostjo celuloznega etra. Viskoznost raztopine celuloznega etra postopoma narašča v določenem času po začetku mešanja. Večji kot je odmerek, pomembnejši je učinek naraščanja s časom.

V. Sklep

Dejavniki, kot je sprememba viskoznosti HEMC, ne glede na to, ali je modificiran ali ne, in sprememba doziranja bodo pomembno vplivali na reološke lastnosti malte, kar se lahko odraža z dvema parametroma meje tečenja in plastične viskoznosti.

Pri nemodificiranem HEMC velja, da večja kot je viskoznost, nižja je meja tečenja in plastična viskoznost malte v 0-120 minutah; vpliv spremembe viskoznosti modificiranega HEMC na reološke lastnosti malte je šibkejši kot pri nemodificiranem HEMC; ne glede na spremembo. Ne glede na to, ali je trajna ali ne, večja kot je viskoznost HEMC, pomembnejši je zakasnitveni učinek na razvoj napetosti tečenja malte in plastične viskoznosti.

Pri dodajanju HEMC40 z viskoznostjo 40000mPa·s in njegovo vsebnostjo večjo od 0,3 %, se napetost tečenja malte postopno povečuje; ko vsebnost preseže 0,9 %, začne napetost tečenja malte kazati trend postopnega zmanjševanja s časom; Plastična viskoznost se poveča s povečanjem vsebnosti HEMC40. Ko je vsebnost večja od 0,7 %, začne plastična viskoznost malte s časom postopoma naraščati.


Čas objave: 24. nov. 2022
Spletni klepet WhatsApp!