Etha ya selulosi kwenye chokaa cha mchanga wa slag

Kwa kutumia P·Saruji ya daraja la II 52.5 kama nyenzo ya saruji na mchanga wa slag wa chuma kama mkusanyiko laini, mchanga wa slag wa chuma wenye unyevu mwingi na nguvu nyingi hutayarishwa kwa kuongeza viungio vya kemikali kama vile kipunguza maji, poda ya mpira na defoamer chokaa maalum, na athari za mbili tofauti. mnato (2000mPa·s na 6000mPa·s) ya hydroxypropyl methylcellulose etha (HPMC) juu ya uhifadhi wake wa maji, fluidity na nguvu zilichunguzwa. Matokeo yanaonyesha kuwa: (1) HPMC2000 na HPMC6000 zinaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa kiwango cha kuhifadhi maji cha chokaa kilichochanganywa na kuboresha utendaji wake wa kuhifadhi maji; (2) Wakati maudhui ya etha ya selulosi ni ya chini, athari kwenye umajimaji wa chokaa si dhahiri. Inapoongezeka hadi 0.25% au zaidi, ina athari fulani ya kuzorota kwa fluidity ya chokaa, kati ya ambayo athari ya kuzorota kwa HPMC6000 ni dhahiri zaidi; (3) nyongeza ya etha selulosi haina athari dhahiri juu ya siku 28 compressive nguvu ya chokaa, lakini nyongeza ya HPMC2000 Wakati usiofaa, ni wazi mbaya kwa nguvu flexural ya umri tofauti, na wakati huo huo kwa kiasi kikubwa hupunguza. mapema (siku 3 na siku 7) nguvu ya kukandamiza ya chokaa; (4) Nyongeza ya HPMC6000 ina athari fulani kwa nguvu ya kunyumbulika ya umri tofauti , lakini punguzo lilikuwa chini sana kuliko lile la HPMC2000. Katika karatasi hii, inachukuliwa kuwa HPMC6000 inapaswa kuchaguliwa wakati wa kuandaa chokaa maalum cha mchanga wa slag na maji ya juu, kiwango cha juu cha uhifadhi wa maji na nguvu nyingi, na kipimo haipaswi kuwa zaidi ya 0.20%.

Maneno muhimu:mchanga wa slag ya chuma; etha ya selulosi; mnato; utendaji wa kazi; nguvu

utangulizi

Slag ya chuma ni bidhaa ya uzalishaji wa chuma. Pamoja na maendeleo ya sekta ya chuma na chuma, utekelezaji wa kila mwaka wa slag ya chuma umeongezeka kwa karibu tani milioni 100 katika miaka ya hivi karibuni, na tatizo la kuhifadhi kutokana na kushindwa kwa matumizi ya rasilimali kwa wakati ni kubwa sana. Kwa hiyo, matumizi ya rasilimali na utupaji wa slag ya chuma kupitia njia za kisayansi na za ufanisi ni tatizo ambalo haliwezi kupuuzwa. Slagi ya chuma ina sifa ya msongamano mkubwa, umbile gumu na nguvu ya juu ya kubana, na inaweza kutumika kama mbadala wa mchanga wa asili katika chokaa cha saruji au saruji. Slag ya chuma pia ina reactivity fulani. Slag ya chuma hupigwa kwenye poda fulani ya fineness (chuma slag poda). Baada ya kuchanganywa katika saruji, inaweza kutoa athari ya pozzolanic, ambayo husaidia kuongeza nguvu ya slurry na kuboresha mpito wa interface kati ya jumla ya saruji na slurry. eneo, na hivyo kuongeza nguvu ya saruji. Walakini, ni lazima izingatiwe kwamba slag ya chuma iliyotolewa bila hatua yoyote, oksidi yake ya bure ya kalsiamu, oksidi ya magnesiamu ya bure na awamu ya RO itasababisha utulivu duni wa kiasi cha slag ya chuma, ambayo kwa kiasi kikubwa inazuia matumizi ya slag ya chuma kama mbaya na. faini aggregates. Maombi katika chokaa cha saruji au saruji. Wang Yuji na wenzake. kwa muhtasari wa michakato mbalimbali ya matibabu ya slag ya chuma na kugundua kuwa slag ya chuma iliyotibiwa kwa njia ya kujaza moto ina uthabiti mzuri na inaweza kuondoa shida yake ya upanuzi katika saruji ya saruji, na mchakato wa matibabu ya moto ulitekelezwa huko Shanghai No. 3 Iron and Steel Plant kwa ajili ya mara ya kwanza. Mbali na tatizo la utulivu, aggregates ya slag ya chuma pia ina sifa za pores mbaya, pembe nyingi, na kiasi kidogo cha bidhaa za hydration juu ya uso. Inapotumiwa kama mkusanyiko kuandaa chokaa na simiti, utendaji wao wa kufanya kazi mara nyingi huathiriwa. Kwa sasa, chini ya msingi wa kuhakikisha utulivu wa kiasi, kutumia slag ya chuma kama mkusanyiko mzuri kuandaa chokaa maalum ni mwelekeo muhimu wa matumizi ya rasilimali ya slag ya chuma. Utafiti huo uligundua kuwa kuongeza kipunguza maji, poda ya mpira, etha ya selulosi, wakala wa kuingiza hewa na defoamer kwenye chokaa cha mchanga wa slag kunaweza kuboresha utendaji wa mchanganyiko na utendakazi mgumu wa chokaa cha mchanga wa slag ya chuma inavyohitajika. Mwandishi ametumia hatua za kuongeza poda ya mpira na mchanganyiko mwingine ili kuandaa chokaa cha kutengeneza mchanga wa slag ya nguvu ya juu. Katika utengenezaji na uwekaji wa chokaa, etha ya selulosi ndio mchanganyiko wa kawaida wa kemikali. Etha za selulosi zinazotumika sana kwenye chokaa ni hydroxypropyl methyl cellulose etha (HPMC) na hydroxyethyl methyl cellulose etha (HEMC). ) Subiri. Etha ya selulosi inaweza kuboresha utendakazi wa chokaa kwa kiasi kikubwa, kama vile kutoa chokaa uhifadhi bora wa maji kupitia unene, lakini kuongeza etha ya selulosi pia kutaathiri umajimaji, maudhui ya hewa, wakati wa kuweka na ugumu wa chokaa. Mali mbalimbali.

Ili kuongoza vyema maendeleo na matumizi ya chokaa cha mchanga wa slag ya chuma, kwa msingi wa kazi ya awali ya utafiti juu ya chokaa cha mchanga wa slag ya chuma, karatasi hii inatumia aina mbili za viscosities (2000mPa).·s na 6000mPa·s) ya hydroxypropyl methyl cellulose etha (HPMC) Fanya utafiti wa majaribio juu ya ushawishi wa chokaa chenye nguvu ya juu cha mchanga wa slag juu ya utendaji wa kazi (umiminikaji na uhifadhi wa maji) na nguvu ya kukandamiza na kubadilika.

1. Sehemu ya majaribio

1.1 Malighafi

Saruji: Onoda P·II saruji ya daraja la 52.5.

Mchanga wa slag ya chuma: Slagi ya chuma ya kubadilisha fedha inayozalishwa na Shanghai Baosteel inachakatwa na mchakato wa kujaza moto, na msongamano mkubwa wa 1910kg/m³, mali ya mchanga wa wastani, na moduli ya laini ya 2.3.

Kipunguza maji: kipunguza maji cha polycarboxylate (PC) kinachozalishwa na Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., katika hali ya unga.

Poda ya mpira: Model 5010N iliyotolewa na Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Defoamer: Bidhaa ya Code P803 iliyotolewa na Kikundi cha Kemikali cha Mingling cha Ujerumani, poda, msongamano 340kg/m³, kiwango cha kijivu 34% (800°C), thamani ya pH 7.2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, maji).

Etha ya selulosi: etha ya hydroxypropyl methylcellulose iliyotolewa naKima Chemical Co., Ltd., ile yenye mnato wa 2000mPa·s imeteuliwa kama HPMC2000, na ile yenye mnato wa 6000mPa·s imeteuliwa kama HPMC6000.

Kuchanganya maji: maji ya bomba.

1.2 Uwiano wa majaribio

Uwiano wa saruji-mchanga wa chokaa cha chuma cha slag-mchanga kilichoandaliwa katika hatua ya awali ya mtihani ulikuwa 1: 3 (uwiano wa wingi), uwiano wa saruji ya maji ulikuwa 0.50 (uwiano wa molekuli), na kipimo cha superplasticizer ya polycarboxylate ilikuwa 0.25%. (asilimia ya wingi wa saruji, sawa chini. ), maudhui ya poda ya mpira ni 2.0%, na maudhui ya defoamer ni 0.08%. Kwa majaribio ya kulinganisha, kipimo cha etha mbili za selulosi HPMC2000 na HPMC6000 zilikuwa 0.15%, 0.20%, 0.25% na 0.30%, mtawalia.

1.3 Mbinu ya mtihani

Njia ya Mtihani wa Umeme wa Chokaa: tayarisha chokaa kulingana na GB/T 17671-1999 "Mtihani wa Nguvu ya Chokaa cha Saruji (Njia ya ISO)", tumia ukungu wa majaribio katika GB/T2419-2005 "Njia ya Mtihani wa Umeme wa Saruji", na ukoroge Mimina chokaa nzuri. ndani ya mold ya mtihani haraka, futa chokaa cha ziada kwa scraper, inua mold ya mtihani kwa wima juu, na wakati chokaa hakitiririri tena, pima kipenyo cha juu cha eneo la kuenea la chokaa na kipenyo katika mwelekeo wa wima, na kuchukua thamani ya wastani, matokeo ni sahihi hadi 5mm.

Jaribio la kiwango cha uhifadhi wa maji ya chokaa hufanyika kulingana na njia iliyoelezwa katika JGJ/T 70-2009 "Mbinu za Mtihani wa Mali ya Msingi ya Kujenga Chokaa".

Mtihani wa nguvu ya kukandamiza na nguvu ya kubadilika ya chokaa hufanywa kulingana na njia iliyoainishwa katika GB/T 17671-1999, na umri wa mtihani ni siku 3, siku 7 na siku 28 kwa mtiririko huo.

2. Matokeo na majadiliano

2.1 Athari ya etha ya selulosi kwenye utendaji wa kazi wa chokaa cha mchanga wa slag ya chuma

Kutokana na athari za maudhui tofauti ya etha ya selulosi kwenye uhifadhi wa maji wa chokaa cha mchanga wa slag ya chuma, inaweza kuonekana kuwa kuongeza HPMC2000 au HPMC6000 kunaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa uhifadhi wa maji wa chokaa kipya kilichochanganywa. Kwa ongezeko la maudhui ya ether ya selulosi, kiwango cha uhifadhi wa maji ya chokaa kiliongezeka sana na kisha kubaki imara. Miongoni mwao, wakati maudhui ya ether ya selulosi ni 0.15% tu, kiwango cha uhifadhi wa maji ya chokaa kinaongezeka kwa karibu 10% ikilinganishwa na kwamba bila ya kuongeza, kufikia 96%; wakati maudhui yanaongezeka hadi 0.30%, kiwango cha uhifadhi wa maji ya chokaa ni cha juu kama 98.5%. Inaweza kuonekana kuwa kuongeza ya ether ya selulosi inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa uhifadhi wa maji ya chokaa.

Kutokana na ushawishi wa vipimo tofauti vya etha ya selulosi juu ya fluidity ya chokaa cha mchanga wa slag ya chuma, inaweza kuonekana kwamba wakati kipimo cha ether ya selulosi ni 0.15% na 0.20%, haina athari dhahiri juu ya fluidity ya chokaa; wakati kipimo kinapoongezeka hadi 0.25% au zaidi, ina athari kubwa juu ya fluidity, lakini fluidity bado inaweza kudumishwa katika 260mm na zaidi; wakati etha mbili za selulosi ziko katika kiwango sawa, ikilinganishwa na HPMC2000, athari hasi ya HPMC6000 kwenye umajimaji wa chokaa ni dhahiri zaidi.

Hydroxypropyl methyl cellulose etha ni polima isiyo ya ioni na uhifadhi mzuri wa maji, na ndani ya aina fulani, mnato mkubwa zaidi, uhifadhi wa maji bora na athari ya unene inaonekana wazi zaidi. Sababu ni kwamba kikundi cha hidroksili kwenye mnyororo wake wa molekuli na atomi ya oksijeni kwenye dhamana ya etha inaweza kuunda vifungo vya hidrojeni na molekuli za maji, na kufanya maji ya bure kuwa maji yaliyofungwa. Kwa hiyo, kwa kipimo sawa, HPMC6000 inaweza kuongeza mnato wa chokaa zaidi ya HPMC2000, kupunguza fluidity ya chokaa, na kuongeza kiwango cha uhifadhi wa maji kwa uwazi zaidi. Hati ya 10 inaelezea jambo lililo hapo juu kwa kutengeneza suluhisho la viscoelastic baada ya ether ya selulosi kufutwa katika maji, na kuashiria mali ya mtiririko kwa deformation. Inaweza kuzingatiwa kuwa chokaa cha slag cha chuma kilichoandaliwa kwenye karatasi hii kina kioevu kikubwa, ambacho kinaweza kufikia 295mm bila kuchanganya, na deformation yake ni kiasi kikubwa. Wakati ether ya selulosi imeongezwa, slurry itapitia mtiririko wa viscous, na uwezo wake wa kurejesha sura ni ndogo, hivyo kusababisha kupungua kwa uhamaji.

2.2 Athari ya etha ya selulosi kwenye nguvu ya chokaa cha mchanga wa slag ya chuma

Kuongezewa kwa ether ya selulosi sio tu kuathiri utendaji wa kazi ya chokaa cha mchanga wa slag ya chuma, lakini pia huathiri mali zake za mitambo.

Kutokana na athari za vipimo tofauti vya etha ya selulosi kwenye nguvu ya kukandamiza ya chokaa cha mchanga wa slag, inaweza kuonekana kuwa baada ya kuongeza HPMC2000 na HPMC6000, nguvu ya kukandamiza ya chokaa katika kila kipimo huongezeka kwa umri. Kuongeza HPMC2000 hakuna athari dhahiri kwa nguvu ya siku 28 ya kukandamiza ya chokaa, na kushuka kwa nguvu sio kubwa; wakati HPMC2000 ina athari kubwa kwa nguvu za mapema (siku 3 na 7), ikionyesha mwelekeo wa kupungua kwa dhahiri, ingawa kipimo huongezeka hadi 0.25% na Zaidi, nguvu ya mapema ya kukandamiza iliongezeka kidogo, lakini bado chini kuliko ile kuongeza. Wakati maudhui ya HPMC6000 ni ya chini kuliko 0.20%, athari kwa nguvu ya siku 7 na 28 haionekani, na nguvu ya siku 3 ya kubana inapungua polepole. Wakati maudhui ya HPMC6000 yaliongezeka hadi 0.25% na hapo juu, nguvu ya siku 28 iliongezeka kwa kiasi fulani, na kisha ikapungua; nguvu ya siku 7 ilipungua, na kisha ikabaki imara; nguvu ya siku 3 ilipungua kwa namna imara. Kwa hiyo, inaweza kuzingatiwa kuwa etha za selulosi zilizo na viscosities mbili za HPMC2000 na HPMC6000 hazina athari ya wazi ya kuzorota kwa nguvu ya siku 28 ya kukandamiza ya chokaa, lakini kuongezwa kwa HPMC2000 kuna athari mbaya zaidi kwa nguvu ya awali ya chokaa.

HPMC2000 ina viwango tofauti vya kuzorota kwa nguvu ya kubadilika ya chokaa, haijalishi katika hatua ya awali (siku 3 na siku 7) au hatua ya marehemu (siku 28). Nyongeza ya HPMC6000 pia ina kiwango fulani cha athari mbaya kwa nguvu ya nyufa ya chokaa, lakini kiwango cha athari ni ndogo kuliko ile ya HPMC2000.

Mbali na kazi ya uhifadhi wa maji na unene, ether ya selulosi pia huchelewesha mchakato wa hydration ya saruji. Hasa ni kutokana na kufyonzwa kwa molekuli za etha za selulosi kwenye bidhaa za upitishaji maji ya saruji, kama vile gel ya hidrati ya kalsiamu na Ca(OH)2, kuunda safu ya kufunika; zaidi ya hayo, mnato wa ufumbuzi wa pore huongezeka, na etha ya selulosi inazuia Uhamiaji wa Ca2 + na SO42- katika suluhisho la pore huchelewesha mchakato wa ugiligili. Kwa hiyo, nguvu ya mapema (siku 3 na siku 7) ya chokaa iliyochanganywa na HPMC ilipunguzwa.

Kuongeza etha ya selulosi kwenye chokaa itaunda idadi kubwa ya Bubbles kubwa na kipenyo cha 0.5-3mm kutokana na athari ya hewa ya etha ya selulosi, na muundo wa membrane ya cellulose etha hupigwa kwenye uso wa Bubbles hizi, ambazo kiwango fulani kina jukumu katika kuleta utulivu wa Bubbles. jukumu, na hivyo kudhoofisha athari ya defoamer katika chokaa. Ingawa viputo vya hewa vilivyoundwa ni kama fani za mpira kwenye chokaa kipya kilichochanganywa, ambayo inaboresha ufanyaji kazi, mara tu chokaa kinapoimarishwa na kuwa kigumu, viputo vingi vya hewa hubaki kwenye chokaa ili kuunda pores huru, ambayo hupunguza wiani dhahiri wa chokaa. . Nguvu ya kukandamiza na nguvu ya kubadilika hupungua ipasavyo.

Inaweza kuonekana kuwa wakati wa kuandaa chokaa maalum cha mchanga wa slag na maji ya juu, kiwango cha juu cha uhifadhi wa maji na nguvu kubwa, inashauriwa kutumia HPMC6000, na kipimo haipaswi kuwa zaidi ya 0.20%.

kwa kumalizia

Madhara ya viscosities mbili ya etha selulosi (HPMC200 na HPMC6000) juu ya uhifadhi wa maji, fluidity, compressive na flexural nguvu ya chokaa chuma slag mchanga walikuwa alisoma kwa njia ya majaribio, na utaratibu wa utekelezaji wa etha selulosi katika chokaa chuma slag mchanga ilichambuliwa. Hitimisho zifuatazo:

(1) Bila kujali kuongeza HPMC2000 au HPMC6000, kiwango cha kuhifadhi maji cha chokaa cha mchanga kilichochanganywa cha chuma kinaweza kuboreshwa kwa kiasi kikubwa, na utendakazi wake wa kuhifadhi maji unaweza kuboreshwa.

(2) Wakati kipimo ni cha chini kuliko 0.20%, athari ya kuongeza HPMC2000 na HPMC6000 kwenye unyevu wa chokaa cha mchanga wa slag sio dhahiri. Wakati maudhui yanapoongezeka hadi 0.25% na zaidi, HPMC2000 na HPMC6000 huwa na athari fulani mbaya juu ya fluidity ya chokaa cha mchanga wa slag, na athari mbaya ya HPMC6000 ni dhahiri zaidi.

(3) Nyongeza ya HPMC2000 na HPMC6000 haina athari dhahiri kwa nguvu ya siku 28 ya kubana ya chokaa cha mchanga wa slag ya chuma, lakini HPMC2000 ina athari mbaya zaidi kwa nguvu ya mapema ya chokaa, na nguvu ya kubadilika pia haifai. Nyongeza ya HPMC6000 ina athari fulani mbaya kwa nguvu ya kubadilika ya chokaa cha slag-mchanga katika umri wote, lakini kiwango cha athari ni cha chini sana kuliko ile ya HPMC2000.