Madhara ya Hydroxypropyl Methyl Cellulose Etha kwenye Sifa za Mashine Iliyonyunyiziwa Chokaa cha Saruji.

Etha ya selulosi ni nyongeza muhimu katika chokaa kilicholipuliwa na mashine. Madhara ya viscosities nne tofauti za hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) kwenye uhifadhi wa maji, msongamano, maudhui ya hewa, mali ya mitambo na usambazaji wa ukubwa wa pore wa chokaa kilicholipuliwa na mashine zilichunguzwa. Uchunguzi umeonyesha kuwa: HPMC inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa utendaji wa kuhifadhi maji kwenye chokaa, na kiwango cha uhifadhi wa maji kinaweza kuzidi 90% wakati kiasi cha HPMC ni 0.15%. Ya wazi zaidi; maudhui ya hewa ya chokaa huongezeka kwa ongezeko la maudhui ya HPMC: HPMC itapunguza wazi mali ya mitambo ya chokaa cha saruji, lakini uwiano wa kukunja wa chokaa utaongezeka; ukubwa wa pore ya chokaa itaongezeka kwa kiasi kikubwa baada ya kuongeza HPMC, Uwiano wa mashimo hatari na mashimo mengi yenye madhara iliongezeka kwa kiasi kikubwa.

Maneno muhimu: chokaa; hydroxypropyl methylcellulose etha; uhifadhi wa maji; usambazaji wa ukubwa wa pore

0. Dibaji

Katika miaka ya hivi karibuni, pamoja na maendeleo endelevu ya tasnia na uboreshaji wa teknolojia, kupitia kuanzishwa na uboreshaji wa mashine za kunyunyizia chokaa za kigeni, teknolojia ya unyunyiziaji na upakaji wa mitambo imeendelezwa sana katika nchi yetu. Chokaa cha kunyunyizia mitambo ni tofauti na chokaa cha kawaida, ambacho kinahitaji utendaji wa juu wa kuhifadhi maji, unyevu unaofaa na utendaji fulani wa kuzuia kutetemeka. Kawaida, etha ya selulosi huongezwa kwenye chokaa, kati ya ambayo hydroxypropyl methylcellulose Plain ether (HPMC) ndiyo inayotumiwa zaidi. Kazi kuu za HPMC katika chokaa ni: uwezo bora wa kuhifadhi maji, unene na viscosifying na marekebisho ya rheological. Hata hivyo, mapungufu ya HPMC hayawezi kupuuzwa. HPMC ina athari ya kuingiza hewa, ambayo itasababisha kasoro zaidi za ndani na kupunguza kwa uzito mali ya mitambo ya chokaa. Karatasi hii inachunguza ushawishi wa HPMC kwenye kiwango cha uhifadhi wa maji, msongamano, maudhui ya hewa na sifa za mitambo ya chokaa kutoka kwa kipengele cha macroscopic, na inachunguza ushawishi wa HPMC kwenye muundo wa pore wa chokaa kutoka kwa kipengele cha microscopic.

1. Mtihani

1.1 Malighafi

Saruji: P·Saruji ya O42.5, nguvu zake za 28d za flexural na compressive ni 6.9 na 48.2 MPa kwa mtiririko huo; mchanga: Chengde mchanga mzuri wa mto, mesh 40-100; etha ya selulosi: pombe ya hydroxypropyl inayozalishwa na kampuni ya Hebei Methyl cellulose etha, poda nyeupe, mnato wa kawaida 40, 100, 150, 200 Pa·S: Maji: maji safi ya bomba.

1.2 Mbinu ya mtihani

Kwa mujibu wa JGJ/T 105-2011 "Kanuni za Ujenzi wa Kunyunyizia Mitambo na Kuweka", msimamo wa chokaa ni 80 ~ 120mm, na kiwango cha uhifadhi wa maji ni zaidi ya 90%. Katika jaribio hili, uwiano wa mchanga wa chokaa umewekwa katika 1:5, uthabiti unadhibitiwa kwa (93).±2) mm, na etha ya selulosi imeunganishwa nje, na kipimo chake kinahesabiwa kulingana na wingi wa saruji. Sifa za kimsingi za chokaa kama vile msongamano wa mvua, maudhui ya hewa, kiwango cha kuhifadhi maji, na uthabiti hujaribiwa kwa kurejelea JGJ 70-2009 "Njia za Kujaribu kwa Sifa za Msingi za Kujenga Chokaa", na maudhui ya hewa yanajaribiwa na kuhesabiwa kulingana na njia ya msongamano. Maandalizi, majaribio ya nguvu ya kubadilika na ya kukandamiza ya vielelezo yalifanyika kwa kuzingatia GB/T 17671-1999 "Njia za Kujaribu Nguvu ya Mchanga wa Chokaa cha Cement (Njia ya ISO)". Ukubwa wa pore ulijaribiwa na porosimetry ya zebaki. Mfano wa porosimeter ya zebaki ilikuwa AUTOPORE 9500, na safu ya kupima ilikuwa 5.5 nm hadi 360.μm. Jumla ya seti 4 za majaribio zilifanywa. 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (nambari ni A, B, C, D).

2. Matokeo na Uchambuzi

2.1 Athari za HPMC kwenye kiwango cha uhifadhi wa maji ya chokaa cha saruji

Uhifadhi wa maji unamaanisha uwezo wa chokaa kushikilia maji. Katika chokaa kilichonyunyiziwa na mashine, kuongeza etha ya selulosi kunaweza kudumisha unyevu kwa ufanisi, kupunguza kiwango cha kutokwa na damu, na kukidhi mahitaji ya unyevu wa kutosha wa vifaa vya saruji.

Kutokana na athari za HPMC kwenye kiwango cha uhifadhi wa maji ya chokaa, inaweza kuonekana kuwa kwa ongezeko la maudhui ya HPMC, kiwango cha uhifadhi wa maji ya chokaa huongezeka hatua kwa hatua. Mikondo ya etha za selulosi na mnato wa 100, 150 na 200 Pa·s kimsingi ni sawa. Wakati maudhui ni 0.05% hadi 0.15%, kiwango cha kuhifadhi maji huongezeka kwa mstari. Wakati maudhui ni 0.15%, kiwango cha uhifadhi wa maji ni zaidi ya 93%..Baada ya 20%, hali inayoongezeka ya uhifadhi wa maji inakuwa gorofa, ikionyesha kuwa kiasi cha HPMC kinakaribia kueneza. Curve ya ushawishi ya kiasi cha HPMC yenye mnato wa 40 Pa·s juu ya kiwango cha kuhifadhi maji ni takriban mstari wa moja kwa moja. Wakati kiasi ni kikubwa zaidi ya 0.15%, kiwango cha kuhifadhi maji ya chokaa ni cha chini sana kuliko ile ya aina nyingine tatu za HPMC yenye kiasi sawa cha mnato. Inaaminika kwa ujumla kuwa utaratibu wa kuhifadhi maji wa etha ya selulosi ni: kikundi cha hidroksili kwenye molekuli ya etha ya selulosi na atomi ya oksijeni kwenye dhamana ya etha itashirikiana na molekuli ya maji kuunda kifungo cha hidrojeni, ili maji ya bure yawe maji yaliyofungwa. , hivyo kucheza athari nzuri ya uhifadhi wa maji; Pia inaaminika kuwa mwingiliano kati ya molekuli za maji na minyororo ya molekuli ya selulosi etha inaruhusu molekuli za maji kuingia ndani ya minyororo ya selulosi etha ya macromolecular na kuwa chini ya nguvu za kumfunga, na hivyo kuboresha uhifadhi wa maji wa tope la saruji. Uhifadhi bora wa maji unaweza kuweka chokaa sawa, si rahisi kutenganisha, na kupata utendakazi mzuri wa kuchanganya, huku kupunguza uchakavu wa mitambo na kuongeza maisha ya mashine ya kunyunyizia chokaa.

2.2 Athari za HPMC kwenye wiani na maudhui ya hewa ya chokaa cha saruji

Kutoka kwa ushawishi wa viscosities tofauti na kipimo cha HPMC kwenye wiani wa chokaa, inaweza kuonekana kuwa wakati kipimo cha HPMC ni 0-0.20%, wiani wa chokaa hupungua kwa kasi na ongezeko la kipimo cha HPMC, kutoka 2050 kg / m.³ hadi 1650kg/m³ , ilipungua kwa karibu 20%; baada ya maudhui ya HPMC kuzidi 0.20%, kupungua kwa wiani huwa gorofa. Kulinganisha aina nne za HPMC na viscosities tofauti, inaweza kuonekana kuwa juu ya mnato, chini ya wiani wa chokaa; mikunjo ya msongamano wa chokaa yenye mnato mchanganyiko wa 150 na 200 Pa s HPMC kimsingi hupishana, ikionyesha kwamba mnato wa HPMC unavyoendelea kuongezeka, msongamano wa chokaa haupungui tena.

Kutoka kwa ushawishi wa viscosities tofauti na vipimo vya HPMC kwenye maudhui ya hewa ya chokaa, inaweza kuonekana kuwa mabadiliko ya maudhui ya hewa ya chokaa ni kinyume na yale ya wiani wa chokaa. Kiasi cha hewa karibu huinuka kwa mstari wa moja kwa moja; wakati maudhui ya HPMC yanapozidi 0.20%, maudhui ya hewa hayabadiliki, ikionyesha kuwa athari ya hewa ya chokaa iko karibu na kueneza. Athari ya kuingiza hewa ya HPMC yenye mnato wa 150 na 200 Pa·s ni kubwa kuliko ile ya HPMC yenye mnato wa 40 na 100 Pa·s.

Athari ya kuingiza hewa ya etha ya selulosi imedhamiriwa hasa na muundo wake wa Masi. Etha ya selulosi ina vikundi vyote viwili vya haidrofili (hidroksili, vikundi vya etha) na vikundi vya haidrofobu (vikundi vya methyl, pete za glukosi), na ni surfactant. , ina shughuli za uso, hivyo kuwa na athari ya kuingiza hewa. Kwa upande mmoja, gesi iliyoletwa inaweza kufanya kazi ya kuzaa mpira kwenye chokaa, kuboresha utendaji wa kazi ya chokaa, kuongeza kiasi, na kuongeza pato, ambayo ni ya manufaa kwa mtengenezaji. Lakini kwa upande mwingine, athari ya hewa-entraining huongeza maudhui ya hewa ya chokaa na porosity baada ya ugumu, na kusababisha ongezeko la pores hatari na kupunguza sana mali ya mitambo. Ingawa HPMC ina athari fulani ya kuingiza hewa, haiwezi kuchukua nafasi ya wakala wa kuingiza hewa. Kwa kuongeza, wakati HPMC na wakala wa uingizaji hewa hutumiwa wakati huo huo, wakala wa kuingiza hewa anaweza kushindwa.

2.3 Athari za HPMC kwenye mali ya mitambo ya chokaa cha saruji

Kutoka kwa nguvu ya kubadilika ya 28d na nguvu ya kukandamiza 28d, inaweza kuonekana kwamba wakati kiasi cha HPMC ni 0.05% tu, nguvu ya flexural ya chokaa hupungua kwa kiasi kikubwa, ambayo ni karibu 25% chini kuliko ile ya sampuli tupu bila HPMC, na nguvu ya kubana inaweza tu kuwa Fikia 65% ya sampuli tupu. 80%. Wakati maudhui ya HPMC yanapozidi 0.20%, kiwango cha kupungua kwa nguvu ya kubadilika na nguvu ya kukandamiza ya chokaa sio dhahiri. Viscosity ya HPMC ina athari kidogo juu ya mali ya mitambo ya chokaa. HPMC utangulizi mengi ya Bubbles vidogo hewa, na athari hewa-entraining juu ya chokaa huongeza porosity ndani na pores madhara ya chokaa, na kusababisha kupungua kwa kiasi kikubwa katika compressive nguvu na flexural nguvu. Sababu nyingine ya kupungua kwa nguvu ya chokaa ni athari ya uhifadhi wa maji ya ether ya selulosi, ambayo huweka maji kwenye chokaa kilicho ngumu, na uwiano mkubwa wa maji-binder husababisha kupungua kwa nguvu ya kuzuia mtihani. Kwa chokaa cha ujenzi wa mitambo, ingawa etha ya selulosi inaweza kuongeza kiwango cha uhifadhi wa maji ya chokaa na kuboresha ufanyaji kazi wake, ikiwa kiasi ni kikubwa sana, itaathiri vibaya sifa za mitambo ya chokaa, kwa hivyo uhusiano kati ya hizo mbili unapaswa kupimwa kwa busara.

Kutoka kwa uwiano wa siku 28 wa kukunja, inaweza kuonekana kuwa kwa kuongezeka kwa maudhui ya HPMC, uwiano wa jumla wa kukunja wa chokaa unaonyesha mwelekeo unaoongezeka, ambao kimsingi ni uhusiano wa mstari. Hii ni kwa sababu etha ya selulosi iliyoongezwa huleta idadi kubwa ya Bubbles hewa, na kusababisha kasoro zaidi ndani ya chokaa, na kusababisha kupungua kwa kasi kwa nguvu ya compressive ya chokaa, na ingawa nguvu flexural pia hupungua kwa kiasi fulani; lakini etha ya selulosi inaweza kuboresha kunyumbulika kwa chokaa na kupinga Nguvu ya kukunja ni nzuri, ambayo hufanya kiwango cha kupungua polepole. Kuzingatia kwa kina, athari ya pamoja ya matokeo mawili katika ongezeko la uwiano wa kukunja.

2.4 Athari ya HPMC kwenye ukubwa wa tundu la chokaa

Mikondo ya usambazaji wa saizi ya vinyweleo vya vikundi vinne vya sampuli A, B, C na D vilipimwa kwa porosimetry ya kuingilia zebaki.

Kulingana na curve ya usambazaji wa ukubwa wa pore, data ya usambazaji wa ukubwa wa pore na vigezo mbalimbali vya takwimu vya sampuli za AD, HPMC ina ushawishi mkubwa juu ya muundo wa pore wa chokaa cha saruji:

(1) Baada ya kuongeza HPMC, saizi ya pore ya chokaa cha saruji huongezeka sana. Kwenye mkondo wa usambazaji wa saizi ya pore, eneo la picha husogea kulia, na thamani ya pore inayolingana na thamani ya kilele inakuwa kubwa. Pia kutoka kwa data ya takwimu ya usambazaji wa ukubwa wa pore na ukubwa wa wastani wa pore katika matokeo ya mtihani wa vigezo mbalimbali vya takwimu, inaweza kuonekana kuwa ukubwa wa wastani wa pore ya chokaa cha saruji baada ya kuongeza HPMC ni kubwa zaidi kuliko ile ya sampuli tupu, na katika sampuli yenye kipimo cha 0.3% Kipenyo cha thamani ni oda 2 za ukubwa wa juu kuliko ile ya sampuli tupu.

(2) Wu Zhongwei et al. kugawanya pores katika saruji katika aina nne, ambazo ni pores zisizo na madhara (≤20 nm), vinyweleo vichache vyenye madhara (20-100 nm), pores hatari (100-200 nm) na vinyweleo vingi vyenye madhara (≥200 nm). 200 nm). Kutoka kwa data ya takwimu ya usambazaji wa ukubwa wa pore na matokeo ya mtihani wa vigezo mbalimbali vya takwimu, inaweza kuonekana kuwa idadi ya pores isiyo na madhara au pores isiyo na madhara imepunguzwa kwa kiasi kikubwa, na idadi ya pores hatari au pores zaidi ya hatari huongezeka baada ya kuongeza HPMC. Vinyweleo visivyo na madhara au visivyo na madhara vya sampuli bila HPMC ni takriban 49.4%, na vinyweleo visivyo na madhara au visivyo na madhara hupunguzwa sana baada ya kuongeza HPMC. Kuchukua kipimo cha 0.1% kama mfano, pores zisizo na madhara au zisizo na madhara hupunguzwa kwa karibu 45%. , idadi ya vinyweleo hatari zaidi ya 10μm iliongezeka kwa karibu mara 9.

3) Kipenyo cha wastani wa pore, kipenyo cha wastani cha pore, kiasi maalum cha pore na eneo maalum la uso hazifuati sheria kali sana ya mabadiliko na ongezeko la maudhui ya HPMC, ambayo inaweza kuhusiana na mtawanyiko mkubwa wa uteuzi wa sampuli katika mtihani wa sindano ya zebaki. Lakini kwa ujumla, kipenyo cha wastani cha pore, kipenyo cha wastani cha pore na ujazo maalum wa sampuli iliyochanganywa na HPMC huwa na kuongezeka ikilinganishwa na sampuli tupu, wakati eneo maalum la uso linapungua.

3. Hitimisho

(1) Kiwango cha kuhifadhi maji ya chokaa huongezeka kwa ongezeko la maudhui ya HPMC. Mikondo ya etha ya selulosi yenye mnato wa 100, 150 na 200 Pa·S kimsingi ni sawa, na kiwango cha kuhifadhi maji ni zaidi ya 93% wakati yaliyomo ni 0.15%. Wakati maudhui ya 40 Pa·s selulosi etha ni kubwa kuliko 0.15%, kiwango cha uhifadhi wa maji ni cha chini kuliko kile cha aina nyingine tatu za mnato wa HPMC.

(2) Msongamano wa chokaa hupungua polepole na ongezeko la maudhui ya HPMC, na maudhui ni 0.05%. Kupungua kwa msongamano ni dhahiri zaidi kwa 0.20%, karibu 20%; wakati yaliyomo yanazidi 0.20%, wiani haubadilika; maudhui ya hewa ya chokaa huongezeka kwa ongezeko la maudhui ya HPMC.

(3) Kuongezeka kwa maudhui ya HPMC kwa hakika kutapunguza sifa za mitambo ya chokaa cha saruji, lakini uwiano unaofanana wa kukunja wa chokaa utaongezeka, na kubadilika kwa chokaa itakuwa bora.

(4) Baada ya kuongeza HPMC, ukubwa wa pore ya chokaa huongezeka kwa kiasi kikubwa, na uwiano wa pores hatari na pores nyingi hatari huongezeka kwa kiasi kikubwa. Sampuli iliyo na 0.1% ya maudhui ya HPMC ilipunguza takriban 45% ikilinganishwa na sampuli tupu isiyo na au chini ya matundu yenye madhara, na idadi ya vinyweleo hatari zaidi vilivyo kubwa kuliko 10.μm iliongezeka kama mara 9.