Efekti i eterit hidroksipropil metil celuloz në vetitë e llaçit të çimentos të spërkatur me makinë

Eteri celuloz është një shtesë thelbësore në llaçin e shpërthyer me makinë. U studiuan efektet e katër viskoziteteve të ndryshme të hidroksipropil metilcelulozës (HPMC) në mbajtjen e ujit, densitetin, përmbajtjen e ajrit, vetitë mekanike dhe shpërndarjen e madhësisë së poreve të llaçit të shpërthyer me makinë. Studimet kanë treguar se: HPMC mund të përmirësojë ndjeshëm performancën e mbajtjes së ujit të llaçit dhe shkalla e mbajtjes së ujit mund të kalojë 90% kur sasia e HPMC është 0.15%. Më e dukshme; përmbajtja e ajrit të llaçit rritet me rritjen e përmbajtjes së HPMC: HPMC padyshim do të zvogëlojë vetitë mekanike të llaçit të çimentos, por raporti i palosjes së llaçit do të rritet; madhësia e poreve të llaçit do të rritet ndjeshëm pas shtimit të HPMC, përqindja e vrimave të dëmshme dhe vrimave të shumta të dëmshme u rrit ndjeshëm.

Fjalët kyçe: llaç; eter hidroksipropil metilcelulozë; mbajtja e ujit; shpërndarja e madhësisë së poreve

0. Parathënie

Vitet e fundit, me ecurinë e vazhdueshme të industrisë dhe përmirësimin e teknologjisë, nëpërmjet futjes dhe përmirësimit të makinerive të huaja spërkatës me llaç, në vendin tonë është zhvilluar shumë teknologjia e spërkatjes dhe suvatimit mekanik. Llaçi mekanik spërkatës është i ndryshëm nga llaçi i zakonshëm, i cili kërkon performancë të lartë të mbajtjes së ujit, rrjedhshmëri të përshtatshme dhe performancë të caktuar kundër rënies. Zakonisht, llaçit i shtohet eteri celuloz, ndër të cilin më i përdoruri është eteri i thjeshtë hidroksipropil metilcelulozë (HPMC). Funksionet kryesore të HPMC në llaç janë: kapaciteti i shkëlqyer i mbajtjes së ujit, trashësimi dhe viskozifikimi dhe rregullimi reologjik. Megjithatë, mangësitë e HPMC nuk mund të injorohen. HPMC ka një efekt ajror, i cili do të shkaktojë më shumë defekte të brendshme dhe do të zvogëlojë seriozisht vetitë mekanike të llaçit. Ky punim studion ndikimin e HPMC në shkallën e mbajtjes së ujit, densitetin, përmbajtjen e ajrit dhe vetitë mekanike të llaçit nga aspekti makroskopik, dhe studion ndikimin e HPMC në strukturën e poreve të llaçit nga aspekti mikroskopik.

1. Test

1.1 Lëndët e para

Çimento: në treg P·Çimento O42.5, forca e saj 28d në përkulje dhe në shtypje janë përkatësisht 6.9 dhe 48.2 MPa; rërë: Rërë e imët e lumit Chengde, 40-100 rrjetë; eter celulozë: alkool hidroksipropil i prodhuar nga një kompani në Hebei eter metil celulozë, pluhur i bardhë, viskozitet nominal 40, 100, 150, 200 Pa·S: Uji: ujë i pastër rubineti.

1.2 Metoda e testimit

Sipas JGJ/T 105-2011 “Rregullorja e Ndërtimit për Spërkatje Mekanike dhe Suvatim”, konsistenca e llaçit është 80~120 mm, dhe shkalla e mbajtjes së ujit është më e madhe se 90%. Në këtë provë, raporti gëlqere-rërë vendoset në 1:5, konsistenca kontrollohet në (93±2)mm, dhe eteri i celulozës përzihet nga jashtë dhe doza e tij llogaritet sipas masës së çimentos. Vetitë themelore të llaçit si dendësia e lagësht, përmbajtja e ajrit, niveli i mbajtjes së ujit dhe konsistenca testohen duke iu referuar JGJ 70-2009 “Metodat e provës për vetitë themelore të llaçit ndërtimor”, dhe përmbajtja e ajrit testohet dhe llogaritet sipas metoda e densitetit. Përgatitja, testet e rezistencës në përkulje dhe në shtypje të ekzemplarëve u kryen duke iu referuar GB/T 17671-1999 "Metodat për testimin e rezistencës së rërës së llaçit të çimentos (Metoda ISO)". Madhësia e poreve u testua me porozometrinë e merkurit. Modeli i porosimetrit të merkurit ishte AUTOPORE 9500, dhe diapazoni i matjes ishte 5.5 nm në 360μm. Janë kryer gjithsej 4 grupe testesh. 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (numrat janë A, B, C, D).

2. Rezultatet dhe analizat

2.1 Efekti i HPMC në shkallën e mbajtjes së ujit të llaçit të çimentos

Mbajtja e ujit i referohet aftësisë së llaçit për të mbajtur ujin. Në llaçin e spërkatur me makinë, shtimi i eterit celuloz mund të ruajë në mënyrë efektive lagështinë, të zvogëlojë shkallën e gjakderdhjes dhe të përmbushë kërkesat për hidratim të mjaftueshëm të materialeve me bazë çimento.

Nga efekti i HPMC në shkallën e mbajtjes së ujit të llaçit, shihet se me rritjen e përmbajtjes së HPMC, shkalla e mbajtjes së ujit të llaçit rritet gradualisht. Lakoret e etereve celuloze me viskozitet 100, 150 dhe 200 Pa·s janë në thelb të njëjta. Kur përmbajtja është 0,05% deri në 0,15%, shkalla e mbajtjes së ujit rritet në mënyrë lineare. Kur përmbajtja është 0,15%, shkalla e mbajtjes së ujit është më e madhe se 93%..Pas 20%, tendenca në rritje e mbajtjes së ujit bëhet e sheshtë, duke treguar se sasia e HPMC është afër ngopjes. Kurba e ndikimit të sasisë së HPMC me viskozitet 40 Pa·s në shkallën e mbajtjes së ujit është afërsisht një vijë e drejtë. Kur sasia është më e madhe se 0.15%, shkalla e mbajtjes së ujit të llaçit është dukshëm më e ulët se ajo e tre llojeve të tjera të HPMC me të njëjtën sasi viskoziteti. Në përgjithësi besohet se mekanizmi i mbajtjes së ujit të eterit të celulozës është: grupi hidroksil në molekulën e eterit të celulozës dhe atomi i oksigjenit në lidhjen eterike do të lidhen me molekulën e ujit për të formuar një lidhje hidrogjeni, në mënyrë që uji i lirë të bëhet ujë i lidhur. , duke luajtur kështu një efekt të mirë të mbajtjes së ujit; Besohet gjithashtu se interdifuzioni midis molekulave të ujit dhe zinxhirëve molekularë të eterit të celulozës lejon që molekulat e ujit të hyjnë në brendësi të zinxhirëve makromolekulare të eterit të celulozës dhe t'i nënshtrohen forcave të forta lidhëse, duke përmirësuar kështu mbajtjen e ujit të llumit të çimentos. Mbajtja e shkëlqyeshme e ujit mund ta mbajë llaçin homogjen, jo të lehtë për t'u ndarë dhe të marrë performancë të mirë përzierjeje, duke reduktuar konsumin mekanik dhe duke rritur jetëgjatësinë e makinës spërkatës të llaçit.

2.2 Efekti i HPMC në densitetin dhe përmbajtjen e ajrit të llaçit të çimentos

Nga ndikimi i viskoziteteve dhe dozave të ndryshme të HPMC në densitetin e llaçit, shihet se kur doza e HPMC është 0-0,20%, dendësia e llaçit zvogëlohet ndjeshëm me rritjen e dozës së HPMC, nga 2050 kg/m.³ në rreth 1650 kg/m³ , ulur me rreth 20%; pasi përmbajtja e HPMC kalon 0.20%, ulja e densitetit tenton të jetë e sheshtë. Duke krahasuar katër llojet e HPMC me viskozitete të ndryshme, mund të shihet se sa më i lartë të jetë viskoziteti, aq më i ulët është densiteti i llaçit; lakoret e densitetit të llaçit me viskozitete të përziera 150 dhe 200 Pa s HPMC në thelb mbivendosen, duke treguar se ndërsa viskoziteti i HPMC vazhdon të rritet, dendësia e llaçit nuk ulet më.

Nga ndikimi i viskoziteteve dhe dozave të ndryshme të HPMC në përmbajtjen e ajrit të llaçit, shihet se ndryshimi i përmbajtjes së ajrit të llaçit është i kundërt me atë të densitetit të llaçit. Vëllimi i ajrit pothuajse rritet në një vijë të drejtë; kur përmbajtja e HPMC kalon 0.20%, përmbajtja e ajrit pothuajse nuk ndryshon, gjë që tregon se efekti i marrjes së ajrit të llaçit është afër ngopjes. Efekti i thithjes së ajrit të HPMC me viskozitet 150 dhe 200 Pa·s është më i madh se ai i HPMC me viskozitet 40 dhe 100 Pa·s.

Efekti i thithjes së ajrit të eterit të celulozës përcaktohet kryesisht nga struktura e tij molekulare. Eteri i celulozës ka të dy grupet hidrofile (hidroksil, grupe eterike) dhe grupe hidrofobike (grupe metil, unaza glukoze) dhe është një surfaktant. , ka aktivitet sipërfaqësor, duke pasur kështu një efekt ajrosës. Nga njëra anë, gazi i futur mund të veprojë si një kushinet topash në llaç, të përmirësojë performancën e punës së llaçit, të rrisë vëllimin dhe të rrisë prodhimin, gjë që është e dobishme për prodhuesin. Por nga ana tjetër, efekti i thithjes së ajrit rrit përmbajtjen e ajrit të llaçit dhe porozitetin pas ngurtësimit, duke rezultuar në shtimin e poreve të dëmshme dhe duke reduktuar shumë vetitë mekanike. Megjithëse HPMC ka një efekt të caktuar të marrjes së ajrit, ai nuk mund të zëvendësojë agjentin e tërheqjes së ajrit. Përveç kësaj, kur HPMC dhe agjenti për thithjen e ajrit përdoren në të njëjtën kohë, agjenti që thith ajrin mund të dështojë.

2.3 Efekti i HPMC në vetitë mekanike të llaçit të çimentos

Nga rezistenca në përkulje 28d dhe qëndrueshmëria në shtypje 28d, mund të shihet se kur sasia e HPMC është vetëm 0.05%, rezistenca në përkulje e llaçit zvogëlohet ndjeshëm, që është rreth 25% më e ulët se ajo e kampionit bosh pa HPMC, dhe rezistenca në shtypje mund të arrijë vetëm 65% të kampionit bosh. 80%. Kur përmbajtja e HPMC kalon 0.20%, shkalla e uljes së rezistencës në përkulje dhe rezistencës në shtypje të llaçit nuk është e dukshme. Viskoziteti i HPMC ka pak efekt në vetitë mekanike të llaçit. HPMC prezanton shumë flluska të vogla ajri dhe efekti i tërheqjes së ajrit në llaç rrit porozitetin e brendshëm dhe poret e dëmshme të llaçit, duke rezultuar në një rënie të ndjeshme të rezistencës në shtypje dhe rezistencës në përkulje. Një arsye tjetër për uljen e forcës së llaçit është efekti i mbajtjes së ujit të eterit të celulozës, i cili e mban ujin në llaçin e ngurtësuar dhe raporti i madh ujë-lidhës çon në një ulje të forcës së bllokut të provës. Për llaçin e ndërtimit mekanik, megjithëse eteri celuloz mund të rrisë ndjeshëm shkallën e mbajtjes së ujit të llaçit dhe të përmirësojë punueshmërinë e tij, nëse sasia është shumë e madhe, do të ndikojë seriozisht në vetitë mekanike të llaçit, kështu që marrëdhënia midis të dyjave duhet të peshohet në mënyrë të arsyeshme.

Nga raporti i palosjes 28 ditore, shihet se me rritjen e përmbajtjes së HPMC, raporti i përgjithshëm i palosjes së llaçit tregon një tendencë në rritje, e cila në thelb është një marrëdhënie lineare. Kjo ndodh sepse eteri i shtuar celuloz fut një numër të madh flluskash ajri, duke shkaktuar më shumë defekte brenda llaçit, duke rezultuar në një rënie të mprehtë të rezistencës në shtypje të llaçit, dhe megjithëse forca në përkulje gjithashtu zvogëlohet në një masë të caktuar; por eteri celuloz mund të përmirësojë fleksibilitetin e llaçit dhe t'i rezistojë Forca e palosjes është e favorshme, gjë që bën që ritmi i uljes të ngadalësohet. Duke marrë parasysh në mënyrë gjithëpërfshirëse, efekti i kombinuar i të dyjave rezulton në një rritje të raportit të palosjes.

2.4 Efekti i HPMC në madhësinë e poreve të llaçit

Lakoret e shpërndarjes së madhësisë së poreve të katër grupeve të mostrave A, B, C dhe D u matën me porozometrinë e ndërhyrjes së merkurit.

Sipas lakores së shpërndarjes së madhësisë së poreve, të dhënave të shpërndarjes së madhësisë së poreve dhe parametrave të ndryshëm statistikorë të mostrave AD, HPMC ka një ndikim të madh në strukturën e poreve të llaçit të çimentos:

(1) Pas shtimit të HPMC, madhësia e poreve të llaçit të çimentos rritet ndjeshëm. Në kurbën e shpërndarjes së madhësisë së poreve, zona e figurës lëviz në të djathtë dhe vlera e poreve që korrespondon me vlerën e pikut bëhet më e madhe. Gjithashtu nga të dhënat statistikore të shpërndarjes së madhësisë së poreve dhe madhësisë mesatare të poreve në rezultatet e testimit të parametrave të ndryshëm statistikorë, mund të shihet se madhësia mesatare e poreve të llaçit të çimentos pas shtimit të HPMC është dukshëm më e madhe se ajo e kampionit bosh, dhe në kampionin me dozë 0.3% Apertura e vlerës është 2 rend magnitudë më e lartë se ajo e kampionit bosh.

(2) Wu Zhongwei et al. i ndau poret e betonit në katër lloje, të cilat janë pore të padëmshme (≤20 nm), pak pore të dëmshme (20-100 nm), poret e dëmshme (100-200 nm) dhe shumë pore të dëmshme (≥200 nm). 200 nm). Nga të dhënat statistikore të shpërndarjes së madhësisë së poreve dhe rezultatet e testimit të parametrave të ndryshëm statistikorë, mund të shihet se numri i poreve të padëmshme ose poret më pak të dëmshme zvogëlohet ndjeshëm, dhe numri i poreve të dëmshme ose poreve më të dëmshme rritet pas shtimit të HPMC. Poret e padëmshme ose më pak të dëmshme të kampionit pa HPMC janë rreth 49.4%, dhe poret e padëmshme ose më pak të dëmshme reduktohen ndjeshëm pas shtimit të HPMC. Duke marrë si shembull dozën prej 0.1%, poret e padëmshme ose më pak të dëmshme reduktohen me rreth 45%. , numri i poreve të dëmshme më i madh se 10μm u rrit me rreth 9 herë.

3) Diametri mesatar i poreve, diametri mesatar i poreve, volumi i poreve specifike dhe sipërfaqja specifike e sipërfaqes nuk ndjekin një rregull shumë të rreptë ndryshimi me rritjen e përmbajtjes së HPMC, i cili mund të lidhet me shpërndarjen e madhe të përzgjedhjes së mostrës në testin e injektimit të merkurit. Por në tërësi, diametri mesatar i poreve, diametri mesatar i poreve dhe vëllimi specifik i poreve të kampionit të përzier me HPMC priren të rriten në krahasim me kampionin bosh, ndërsa sipërfaqja specifike zvogëlohet.

3. Përfundim

(1) Shkalla e mbajtjes së ujit të llaçit rritet me rritjen e përmbajtjes së HPMC. Lakoret e eterit celuloz me viskozitet 100, 150 dhe 200 Pa·S janë në thelb të njëjta, dhe shkalla e mbajtjes së ujit është më e madhe se 93% kur përmbajtja është 0.15%. Kur përmbajtja e 40 Pa·Eteri i celulozës është më i madh se 0.15%, shkalla e mbajtjes së ujit është më e ulët se ajo e tre llojeve të tjera të HPMC me viskozitet.

(2) Dendësia e llaçit zvogëlohet gradualisht me rritjen e përmbajtjes së HPMC, dhe përmbajtja është 0.05%. Rënia e dendësisë është më e dukshme në 0.20%, rreth 20%; kur përmbajtja tejkalon 0.20%, dendësia vështirë se ndryshon; përmbajtja e ajrit të llaçit rritet me rritjen e përmbajtjes së HPMC.

(3) Rritja e përmbajtjes së HPMC padyshim do të zvogëlojë vetitë mekanike të llaçit të çimentos, por raporti përkatës i palosjes së llaçit do të rritet dhe fleksibiliteti i llaçit do të bëhet më i mirë.

(4) Pas shtimit të HPMC, madhësia e poreve të llaçit rritet ndjeshëm dhe përqindja e poreve të dëmshme dhe poreve të shumta të dëmshme rritet ndjeshëm. Mostra me 0.1% përmbajtje HPMC u zvogëlua rreth 45% krahasuar me kampionin bosh me pore jo ose më pak të dëmshme, dhe numri i poreve më të dëmshme më të mëdha se 10μm u rrit rreth 9 herë.