Focus on Cellulose ethers

Effekt av hydroxietylmetylcellulosa på cementbruket

Inverkan av faktorer som viskositetsförändringen av hydroxietylmetylcellulosa (HEMC), oavsett om den är modifierad eller inte, och innehållsförändringen på sträckgränsen och plastisk viskositet hos färskt cementbruk studerades. För omodifierad HEMC gäller att ju högre viskositet, desto lägre sträckgräns och plastisk viskositet för murbruket; påverkan av viskositetsförändringen av modifierad HEMC på murbrukets reologiska egenskaper försvagas; oavsett om det är modifierat eller inte, ju högre viskositeten för HEMC, desto lägre är den retarderande effekten av flytspänningen och plastisk viskositetsutveckling av murbruk mer uppenbar. När innehållet av HEMC är större än 0,3 %, ökar sträckgränsen och plastisk viskositet hos bruket med ökningen av innehållet; när halten av HEMC är stor minskar murbrukets sträckgräns med tiden och området för plastisk viskositet ökar med tiden.

Nyckelord: hydroxietylmetylcellulosa, färsk murbruk, reologiska egenskaper, sträckgräns, plastisk viskositet

I. Inledning

Med utvecklingen av murbrukskonstruktionsteknik har mer och mer uppmärksamhet ägnats åt mekaniserad konstruktion. Vertikal transport över långa avstånd ställer nya krav för pumpat bruk: god flytbarhet måste upprätthållas under hela pumpningsprocessen. Detta måste studera påverkande faktorer och restriktiva villkor för murbruksflytbarhet, och den vanliga metoden är att observera murbrukets reologiska parametrar.

Murbrukets reologiska egenskaper beror huvudsakligen på arten och mängden av råvaror. Cellulosaeter är en blandning som ofta används i industriell murbruk, som har stor inverkan på murbrukets reologiska egenskaper, så forskare hemma och utomlands har gjort en del forskning om det. Sammanfattningsvis kan följande slutsatser dras: en ökning av mängden cellulosaeter kommer att leda till en ökning av murbrukets initiala vridmoment, men efter en period av omrörning kommer murbrukets flödesmotstånd att minska istället (1) ; när den initiala fluiditeten är i princip densamma, kommer murbrukets fluiditet att gå förlorad först. ökade efter att ha minskat (2); sträckgränsen och plastisk viskositet hos murbruk visade en trend att först minska och sedan öka, och cellulosaeter främjade förstörelsen av murbrukets struktur och förlängde tiden från destruktion till återuppbyggnad (3); Eter och förtjockat pulver har högre viskositet och stabilitet etc. (4). Ovanstående studier har dock fortfarande brister:

Mätstandarderna och procedurerna för olika forskare är inte enhetliga, och testresultaten kan inte jämföras exakt; instrumentets testområde är begränsat och de reologiska parametrarna för det uppmätta murbruket har ett litet variationsområde, vilket inte är allmänt representativt; det saknas jämförande tester på cellulosaetrar med olika viskositeter; Det finns många påverkande faktorer, och repeterbarheten är inte bra. Under de senaste åren har utseendet på Viskomat XL murbruksreometer gett stor bekvämlighet för noggrann bestämning av murbrukets reologiska egenskaper. Den har fördelarna med hög automatisk kontrollnivå, stor kapacitet, brett testområde och testresultat mer i linje med faktiska förhållanden. I denna artikel, baserat på användningen av denna typ av instrument, syntetiseras forskningsresultaten från befintliga forskare, och testprogrammet är formulerat för att studera effekten av olika typer och viskositeter av hydroxietylmetylcellulosa (HEMC) på reologin hos murbruk i ett större doseringsområde. inverkan på prestanda.

2. Reologisk modell av färskt cementbruk

Sedan reologi introducerades i cement- och betongvetenskapen har ett stort antal studier visat att färsk betong och murbruk kan betraktas som Bingham-vätska, och Banfill utvecklade ytterligare möjligheten att använda Bingham-modellen för att beskriva murbrukets reologiska egenskaper (5). I den reologiska ekvationen τ=τ0+μγ för Bingham-modellen är τ skjuvspänningen, τ0 är sträckgränsen, μ är den plastiska viskositeten och γ är skjuvhastigheten. Bland dem är τ0 och μ de två viktigaste parametrarna: τ0 är den minsta skjuvspänning som kan få cementbruket att flyta, och endast när τ>τ0 verkar på bruket kan murbruket flyta; μ reflekterar det viskösa motståndet när murbruket flyter Ju större μ, desto långsammare flyter murbruket [3]. I det fall då både τ0 och μ är okända måste skjuvspänningen mätas med minst två olika skjuvhastigheter innan den kan beräknas (6).

I en given murbruksreometer kan NT-kurvan som erhålls genom att ställa in bladrotationshastigheten N och mäta vridmomentet T som genereras av murbrukets skjuvmotstånd också användas för att beräkna en annan ekvation T=g+ som överensstämmer med Bingham-modellen. De två parametrarna g och h av Nh. g är proportionell mot sträckgränsen τ0, h är proportionell mot den plastiska viskositeten μ, och τ0 = (K/G)g, μ = (l / G ) h , där G är en konstant relaterad till instrumentet, och K kan passera genom det kända flödet Det erhålls genom att korrigera vätskan vars egenskaper ändras med skjuvhastigheten[7]. För enkelhetens skull diskuterar detta dokument g och h direkt och använder den ändrade lagen för g och h för att återspegla den förändrade lagen för flytspänningen och plastisk viskositet hos murbruk.

3. Testa

3.1 Råvaror

3,2 sand

Kvartssand: grov sand är 20-40 mesh, medelsand är 40-70 mesh, fin sand är 70-100 mesh, och de tre blandas i ett förhållande av 2:2:1.

3.3 Cellulosater

Hydroxietylmetylcellulosa HEMC20 (viskositet 20 000 mPa s), HEMC25 (viskositet 25 000 mPa s), HEMC40 (viskositet 40 000 mPa s) och HEMC45 (viskositet 45 000 mPa s), varav HEMCHEMC45 är modifierad cellulosa.

3.4 Blandning av vatten

kranvatten.

3.5 Testplan

Kalk-sandförhållandet är 1:2,5, vattenförbrukningen är fixerad till 60% av cementförbrukningen och HEMC-halten är 0-1,2% av cementförbrukningen.

Blanda först den noggrant vägda cementen, HEMC och kvartssanden jämnt, tillsätt sedan blandningsvattnet enligt GB/T17671-1999 och rör om, och använd sedan Viskomat XL murbruksreometer för att testa. Testproceduren är: hastigheten ökas snabbt från 0 till 80rpm vid 0~5min, 60rpm vid 5~7min, 40rpm vid 7~9min, 20rpm vid 9~11min, 10rpm vid 11~13min och 5rpm vid 13~15min, 15~30min, hastigheten är 0rpm, och cykla sedan en gång var 30:e minut enligt ovanstående procedur, och den totala testtiden är 120min.

4. Resultat och diskussion

4.1 Effekt av HEMC-viskositetsförändring på cementbrukets reologiska egenskaper

(Mängden HEMC är 0,5 % av cementmassan), vilket på motsvarande sätt återspeglar variationslagen för brukets sträckgräns och plastisk viskositet. Det kan ses att även om viskositeten för HEMC40 är högre än för HEMC20, så är sträckgränsen och plastisk viskositet för bruk blandat med HEMC40 lägre än för bruk blandat med HEMC20; även om viskositeten för HEMC45 är 80 % högre än den för HEMC25, är flytgränsen för bruk något lägre, och den plastiska viskositeten är mellan. Efter 90 minuter skedde en ökning. Detta beror på att ju högre viskositet cellulosaeter är, desto långsammare är upplösningshastigheten, och desto längre tid tar det för murbruket som framställts med den att nå den slutliga viskositeten [8]. Dessutom, vid samma ögonblick i testet, var bulkdensiteten för murbruket blandat med HEMC40 lägre än det för bruket blandat med HEMC20, och det för bruket blandat med HEMC45 var lägre än det för murbruket blandat med HEMC25, vilket indikerar att HEMC40 och HEMC45 introducerade fler luftbubblor, och luftbubblorna i murbruket har en "Ball" effekt, vilket också minskar murbrukets flödesmotstånd.

Efter tillsats av HEMC40 var flytgränsen för murbruk i jämvikt efter 60 minuter, och den plastiska viskositeten ökade; efter tillsats av HEMC20 nådde flytgränsen för bruk jämvikt efter 30 minuter, och den plastiska viskositeten ökade. Den visar att HEMC40 har en större bromsande effekt på utvecklingen av murbrukets sträckgräns och plastisk viskositet än HEMC20 och tar längre tid att nå den slutliga viskositeten.

Sträckgränsen för bruket blandat med HEMC45 minskade från 0 till 120 minuter, och den plastiska viskositeten ökade efter 90 minuter; medan sträckgränsen för bruket blandat med HEMC25 ökade efter 90 minuter, och den plastiska viskositeten ökade efter 60 minuter. Den visar att HEMC45 har en större bromsande effekt på utvecklingen av murbrukets sträckgräns och plastisk viskositet än HEMC25, och tiden som krävs för att nå den slutliga viskositeten är också längre.

4.2 Effekten av HEMC-innehåll på sträckgränsen för cementbruk

Under testet är faktorerna som påverkar murbrukets sträckgräns: murbruksdelaminering och blödning, strukturskada genom omrörning, bildning av hydratiseringsprodukter, reduktion av fri fukt i murbruk och retarderande effekt av cellulosaeter. För cellulosaeters fördröjande effekt är den mer allmänt accepterade uppfattningen att förklara den med adsorption av tillsatser.

Det kan ses att när HEMC40 tillsätts och dess innehåll är mindre än 0,3 %, minskar flytgränsen för murbruk gradvis med ökningen av HEMC40-innehållet; när halten av HEMC40 är större än 0,3 % ökar brukssträckspänningen gradvis. På grund av blödning och delaminering av murbruket utan cellulosaeter finns det inte tillräckligt med cementpasta mellan aggregaten för att smörja, vilket resulterar i en ökning av sträckgränsen och svårighet att flyta. Korrekt tillsats av cellulosaeter kan effektivt förbättra murbruksdelamineringsfenomenet, och de införda luftbubblorna är likvärdiga med små "kulor", vilket kan minska murbrukets sträckgräns och göra det lätt att flyta. När halten cellulosaeter ökar, ökar också dess fasta fukthalt gradvis. När innehållet av cellulosaeter överstiger ett visst värde, börjar påverkan av minskningen av fri fukt att spela en ledande roll, och flytspänningen hos murbruk ökar gradvis.

När mängden HEMC40 är mindre än 0,3 % minskar murbrukets sträckgräns gradvis inom 0-120 minuter, vilket främst är relaterat till den allt allvarligare delamineringen av murbruket, eftersom det finns ett visst avstånd mellan bladet och botten av murbruket. instrumentet och aggregatet efter delaminering sjunker till botten, det övre motståndet blir mindre; när HEMC40-halten är 0,3% kommer murbruket knappast att delamineras, adsorptionen av cellulosaeter är begränsad, hydratiseringen är dominerande och sträckgränsen har en viss ökning; HEMC40-innehållet är När innehållet av cellulosaeter är 0,5%-0,7%, ökar adsorptionen av cellulosaeter gradvis, hydratiseringshastigheten minskar och utvecklingstrenden för flytspänningen hos murbruk börjar förändras; På ytan är hydratiseringshastigheten lägre och murbrukets sträckgräns minskar med tiden.

4.3 Effekt av HEMC-innehåll på cementbrukets plastiska viskositet

Det kan ses att efter tillsats av HEMC40 ökar murbrukets plastiska viskositet gradvis med ökningen av HEMC40-innehållet. Det beror på att cellulosaeter har en förtjockande effekt, vilket kan öka vätskans viskositet, och ju högre dosering desto högre viskositet har murbruket. Anledningen till att murbrukets plastiska viskositet minskar efter tillsats av 0,1 % HEMC40 beror också på "bolleffekten" av införandet av luftbubblor och minskningen av blödning och delaminering av murbruket.

Den plastiska viskositeten för vanligt bruk utan tillsats av cellulosaeter minskar gradvis med tiden, vilket också är relaterat till den lägre densiteten hos den övre delen som orsakas av skiktningen av murbruket; när innehållet av HEMC40 är 0,1%-0,5% är murbruksstrukturen relativt enhetlig och murbruksstrukturen är relativt enhetlig efter 30 minuter. Den plastiska viskositeten förändras inte mycket. Vid denna tidpunkt återspeglar det huvudsakligen viskositetseffekten av cellulosaeter själv; efter att innehållet av HEMC40 är större än 0,7 %, ökar murbrukets plastiska viskositet gradvis med tiden, eftersom murbrukets viskositet också är relaterad till cellulosaeterns viskositet. Viskositeten hos cellulosaeterlösningen ökar gradvis inom en tidsperiod efter blandningens start. Ju större dosering, desto mer signifikant blir effekten av att öka med tiden.

V. Slutsats

Faktorer som viskositetsförändringen av HEMC, oavsett om den är modifierad eller inte, och förändringen av dosen kommer avsevärt att påverka murbrukets reologiska egenskaper, vilket kan återspeglas av de två parametrarna sträckgräns och plastisk viskositet.

För omodifierad HEMC, ju högre viskositet, desto lägre sträckgräns och plastisk viskositet för bruket inom 0-120 min; påverkan av viskositetsförändringen av modifierad HEMC på murbrukets reologiska egenskaper är svagare än den för omodifierad HEMC; oavsett modifiering Oavsett om det är permanent eller inte, ju högre viskositet HEMC har, desto mer signifikant blir den fördröjande effekten på utvecklingen av murbrukets sträckgräns och plastisk viskositet.

När HEMC40 tillsätts med en viskositet på 40000mPa·s och dess innehåll är större än 0,3 %, ökar flytspänningen hos bruket gradvis; när halten överstiger 0,9 % börjar murbrukets sträckgräns att visa en trend som gradvis minskar med tiden; Den plastiska viskositeten ökar med ökningen av HEMC40-innehållet. När halten är större än 0,7 % börjar murbrukets plastiska viskositet visa en trend att gradvis öka med tiden.


Posttid: 2022-nov-24
WhatsApp onlinechatt!