อิทธิพลของเซลลูโลสอีเทอร์ต่อการกักเก็บน้ำ

วิธีการจำลองสภาพแวดล้อมใช้เพื่อศึกษาผลของเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีระดับการทดแทนและการทดแทนฟันกรามที่แตกต่างกันต่อการกักเก็บน้ำของปูนภายใต้สภาวะที่ร้อน การวิเคราะห์ผลการทดสอบโดยใช้เครื่องมือทางสถิติแสดงให้เห็นว่าไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีระดับการทดแทนต่ำและมีระดับการทดแทนฟันกรามสูง แสดงให้เห็นการกักเก็บน้ำที่ดีที่สุดในปูน

คำสำคัญ: เซลลูโลสอีเทอร์: การกักเก็บน้ำ; ปูน; วิธีการจำลองสภาพแวดล้อม สภาพที่ร้อน

เนื่องจากข้อดีในด้านการควบคุมคุณภาพ ความสะดวกในการใช้งานและการขนส่ง และการรักษาสิ่งแวดล้อม ปัจจุบันปูนผสมแห้งจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการก่อสร้างอาคารมากขึ้นเรื่อยๆ ปูนผสมแห้งจะใช้หลังจากเติมน้ำและผสมที่สถานที่ก่อสร้าง น้ำมีหน้าที่หลักสองประการ: ประการหนึ่งคือการรับประกันประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูน และอีกประการหนึ่งคือรับประกันความชุ่มชื้นของวัสดุประสาน เพื่อให้ปูนสามารถบรรลุคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่ต้องการหลังจากการชุบแข็ง นับตั้งแต่การเติมน้ำลงในปูนเสร็จสิ้น จนถึงการก่อสร้างเสร็จสิ้นเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่เพียงพอ น้ำอิสระจะเคลื่อนที่ไปในสองทิศทาง นอกเหนือจากการให้น้ำแก่ซีเมนต์: การดูดซับของชั้นฐานและการระเหยของพื้นผิว ในสภาวะที่ร้อนหรือแสงแดดโดยตรง ความชื้นจะระเหยออกจากพื้นผิวอย่างรวดเร็ว ในสภาวะที่ร้อนหรือภายใต้แสงแดดโดยตรง ปูนจะต้องรักษาความชื้นจากพื้นผิวได้อย่างรวดเร็ว และลดการสูญเสียน้ำโดยอิสระ หัวใจสำคัญในการประเมินการกักเก็บน้ำของปูนคือการกำหนดวิธีทดสอบที่เหมาะสม หลี่เว่ย และคณะ ศึกษาวิธีทดสอบการกักเก็บน้ำของปูนและพบว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการกรองแบบสุญญากาศและวิธีกระดาษกรองแล้ว วิธีจำลองสภาพแวดล้อมสามารถระบุลักษณะการกักเก็บน้ำของปูนที่อุณหภูมิแวดล้อมต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นสารกักเก็บน้ำที่ใช้กันมากที่สุดในผลิตภัณฑ์ปูนผสมแห้ง เซลลูโลสอีเทอร์ที่ใช้กันมากที่สุดในปูนผสมแห้งคือไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HEMC) และไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HPMC) หมู่แทนที่ที่สอดคล้องกันคือไฮดรอกซีเอทิล, เมทิลและไฮดรอกซีโพรพิล, เมทิล ระดับการทดแทน (DS) ของเซลลูโลสอีเทอร์บ่งชี้ระดับของการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลในแต่ละหน่วยแอนไฮโดรกลูโคส และระดับของการทดแทนฟันกราม (MS) บ่งชี้ว่าหากกลุ่มที่ใช้ทดแทนมีหมู่ไฮดรอกซิล ปฏิกิริยาการแทนที่จะยังคงดำเนินต่อไป ทำปฏิกิริยาอีเธอริฟิเคชันจากหมู่ไฮดรอกซิลอิสระใหม่ ระดับ. โครงสร้างทางเคมีและระดับการทดแทนเซลลูโลสอีเทอร์เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการขนส่งความชื้นในปูนและโครงสร้างจุลภาคของปูน การเพิ่มขึ้นของน้ำหนักโมเลกุลของเซลลูโลสอีเทอร์จะทำให้การกักเก็บน้ำของปูนเพิ่มขึ้น และการทดแทนในระดับที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อการกักเก็บน้ำของปูนด้วย

ปัจจัยหลักของสภาพแวดล้อมในการก่อสร้างปูนผสมแห้ง ได้แก่ อุณหภูมิโดยรอบ ความชื้นสัมพัทธ์ ความเร็วลม และปริมาณน้ำฝน เกี่ยวกับสภาพอากาศร้อน คณะกรรมการ ACI (American Concrete Institute) 305 ให้คำจำกัดความว่าเป็นการรวมกันของปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิบรรยากาศสูง ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำ และความเร็วลม ซึ่งทำให้คุณภาพหรือประสิทธิภาพของคอนกรีตสดหรือคอนกรีตแข็งตัวของสภาพอากาศประเภทนี้ลดลง ฤดูร้อนในประเทศของฉันมักเป็นช่วงที่มีนักท่องเที่ยวมากที่สุดในการก่อสร้างโครงการก่อสร้างต่างๆ การก่อสร้างในสภาพอากาศร้อนที่มีอุณหภูมิสูงและความชื้นต่ำ โดยเฉพาะส่วนของปูนหลังผนัง อาจโดนแสงแดด ซึ่งจะส่งผลต่อการผสมสดและการแข็งตัวของปูนผสมแห้ง ผลกระทบที่สำคัญต่อประสิทธิภาพการทำงาน เช่น ประสิทธิภาพการทำงานลดลง ภาวะขาดน้ำ และการสูญเสียความแข็งแรง วิธีการรับประกันคุณภาพของปูนผสมแห้งในการก่อสร้างในสภาพอากาศร้อนดึงดูดความสนใจและการวิจัยของช่างเทคนิคในอุตสาหกรรมปูนและบุคลากรในการก่อสร้าง

ในบทความนี้ วิธีการจำลองสภาพแวดล้อมใช้ในการประเมินการกักเก็บน้ำของปูนที่ผสมกับไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์และไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีระดับการแทนที่และการแทนที่โมลาร์ต่างกันที่ 45℃และใช้ซอฟต์แวร์ทางสถิติ JMP8.02 วิเคราะห์ข้อมูลการทดสอบเพื่อศึกษาอิทธิพลของเซลลูโลสอีเทอร์ต่างๆ ต่อการกักเก็บน้ำของปูนภายใต้สภาวะที่ร้อน

1. วัตถุดิบและวิธีการทดสอบ

1.1 วัตถุดิบ

Conch P. 042.5 ซีเมนต์, ทรายควอทซ์ 50-100 mesh, ไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HEMC) และไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HPMC) ที่มีความหนืด 40000mPa·ส. เพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลของส่วนประกอบอื่นๆ การทดสอบจึงใช้สูตรปูนแบบง่าย ซึ่งรวมถึงซีเมนต์ 30% เซลลูโลสอีเทอร์ 0.2% และทรายควอทซ์ 69.8% และปริมาณน้ำที่เติมคือ 19% ของสูตรปูนทั้งหมด ทั้งสองเป็นอัตราส่วนมวล

1.2 วิธีการจำลองสภาพแวดล้อม

อุปกรณ์ทดสอบของวิธีจำลองสภาพแวดล้อมใช้โคมไฟไอโอดีน-ทังสเตน พัดลม และห้องควบคุมสิ่งแวดล้อมเพื่อจำลองอุณหภูมิภายนอก ความชื้น และความเร็วลม ฯลฯ เพื่อทดสอบความแตกต่างในคุณภาพของปูนผสมใหม่ภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน และเพื่อ ทดสอบการกักเก็บน้ำของปูน ในการทดลองนี้ วิธีการทดสอบในวรรณกรรมได้รับการปรับปรุง และคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับเครื่องชั่งสำหรับการบันทึกและการทดสอบอัตโนมัติ ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดในการทดลอง

การทดสอบดำเนินการในห้องปฏิบัติการมาตรฐาน [อุณหภูมิ (23±2)°C ความชื้นสัมพัทธ์ (50±3)%] โดยใช้ชั้นฐานที่ไม่ดูดซับ (จานพลาสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 88 มม.) ที่อุณหภูมิการฉายรังสี 45°C. วิธีทดสอบมีดังนี้:

(1) เมื่อปิดพัดลมแล้ว ให้เปิดโคมไฟทังสเตนไอโอดีน และวางจานพลาสติกในตำแหน่งคงที่ในแนวตั้งใต้โคมไฟทังสเตนไอโอดีนเพื่ออุ่นเป็นเวลา 1 ชั่วโมง

(2) ชั่งน้ำหนักจานพลาสติก จากนั้นวางปูนที่กวนลงในจานพลาสติก เรียบให้เรียบตามความหนาที่ต้องการ แล้วชั่งน้ำหนัก

(3) วางจานพลาสติกกลับไปยังตำแหน่งเดิม และซอฟต์แวร์จะควบคุมเครื่องชั่งให้ชั่งน้ำหนักโดยอัตโนมัติทุกๆ 5 นาที และการทดสอบจะสิ้นสุดหลังจากผ่านไป 1 ชั่วโมง

2. ผลลัพธ์และการอภิปราย

ผลการคำนวณอัตราการกักเก็บน้ำ R0 ของปูนที่ผสมกับเซลลูโลสอีเทอร์ต่างๆ หลังการฉายรังสีที่ 45°ซี เป็นเวลา 30 นาที

ข้อมูลการทดสอบข้างต้นได้รับการวิเคราะห์โดยใช้ผลิตภัณฑ์ JMP8.02 ของกลุ่มซอฟต์แวร์ทางสถิติ SAS Company เพื่อให้ได้ผลการวิเคราะห์ที่เชื่อถือได้ กระบวนการวิเคราะห์มีดังนี้

2.1 การวิเคราะห์และการปรับการถดถอย

การปรับแบบจำลองทำได้โดยใช้กำลังสองน้อยที่สุดมาตรฐาน การเปรียบเทียบระหว่างค่าที่วัดได้กับค่าที่คาดการณ์ไว้จะแสดงการประเมินความเหมาะสมของแบบจำลอง และจะแสดงเป็นกราฟิกทั้งหมด เส้นโค้งเส้นประสองเส้นแสดงถึง "ช่วงความเชื่อมั่น 95%" และเส้นแนวนอนเส้นประแสดงถึงค่าเฉลี่ยของข้อมูลทั้งหมด เส้นโค้งประและจุดตัดของเส้นแนวนอนประบ่งชี้ว่าเวทีจำลองเป็นเรื่องปกติ

ค่าเฉพาะสำหรับการสรุปความเหมาะสมและ ANOVA ในบทสรุปที่เหมาะสม R² ถึง 97% และค่า P ในการวิเคราะห์ความแปรปรวนน้อยกว่า 0.05 มาก การรวมกันของทั้งสองเงื่อนไขยังแสดงให้เห็นว่าการปรับแบบจำลองมีความสำคัญ

2.2 การวิเคราะห์ปัจจัยที่มีอิทธิพล

ภายในขอบเขตของการทดลองนี้ ภายใต้เงื่อนไขของการฉายรังสีเป็นเวลา 30 นาที ปัจจัยอิทธิพลที่เหมาะสมมีดังนี้ ในแง่ของปัจจัยเดี่ยว ค่า p ที่ได้รับจากประเภทของเซลลูโลสอีเทอร์และระดับการทดแทนฟันกรามจะน้อยกว่า 0.05 ทั้งหมด ซึ่งแสดงให้เห็นว่าตัวที่สอง ตัวหลังมีผลกระทบอย่างมากต่อการกักเก็บน้ำของปูน สำหรับปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้อง จากผลการทดลองของผลการวิเคราะห์ที่เหมาะสมของผลกระทบของชนิดของเซลลูโลสอีเทอร์ ระดับของการทดแทน (Ds) และระดับของการทดแทนฟันกราม (MS) ต่อการกักเก็บน้ำของปูน ประเภทของเซลลูโลสอีเทอร์และระดับการทดแทน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างระดับการทดแทนและระดับการทดแทนโมลาร์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการกักเก็บน้ำของปูน เนื่องจากค่า p ของทั้งสองมีค่าน้อยกว่า 0.05 อันตรกิริยาของปัจจัยบ่งชี้ว่าอันตรกิริยาของปัจจัยทั้งสองนั้นอธิบายได้ง่ายกว่า กากบาทบ่งชี้ว่าทั้งสองมีความสัมพันธ์กันอย่างมาก และความคล้ายคลึงกันบ่งชี้ว่าทั้งสองมีความสัมพันธ์กันที่อ่อนแอ ในแผนภาพปฏิสัมพันธ์ของตัวประกอบ ให้หาพื้นที่α โดยที่ประเภทแนวตั้งและระดับการทดแทนด้านข้างมีปฏิสัมพันธ์กันเป็นตัวอย่าง ส่วนของเส้นตรงทั้งสองตัดกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าความสัมพันธ์ระหว่างประเภทและระดับการทดแทนด้านข้างนั้นแข็งแกร่ง และในพื้นที่ b ที่ประเภทแนวตั้งและระดับการทดแทนด้านข้างฟันกราม โต้ตอบ ส่วนของเส้นตรงทั้งสองมีแนวโน้มที่จะขนานกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าความสัมพันธ์ระหว่างประเภทและการแทนที่ฟันกรามนั้นอ่อนแอ

2.3 การทำนายการกักเก็บน้ำ

ตามแบบจำลองการติดตั้ง ตามอิทธิพลที่ครอบคลุมของเซลลูโลสอีเทอร์ต่างๆ ต่อการกักเก็บน้ำของปูน ซอฟต์แวร์ JMP คาดการณ์การกักเก็บน้ำของปูน และพบการรวมพารามิเตอร์สำหรับการกักเก็บน้ำที่ดีที่สุดของปูน การทำนายการกักเก็บน้ำแสดงให้เห็นถึงการรวมกันของการกักเก็บน้ำปูนที่ดีที่สุดและแนวโน้มการพัฒนานั่นคือ HEMC ดีกว่า HPMC ในการเปรียบเทียบประเภท การทดแทนปานกลางและต่ำดีกว่าการทดแทนสูง และการทดแทนปานกลางและสูงดีกว่าการทดแทนต่ำ ในการทดแทนฟันกราม แต่ไม่มีความแตกต่างที่มีนัยสำคัญระหว่างทั้งสองในการรวมกันนี้ โดยสรุป ไฮดรอกซีเอทิล เมทิล เซลลูโลส อีเทอร์ที่มีระดับการทดแทนต่ำและระดับการทดแทนฟันกรามสูง แสดงให้เห็นการกักเก็บน้ำของปูนที่ดีที่สุดที่ 45℃- ภายใต้การรวมกันนี้ ค่าที่คาดการณ์ของการกักเก็บน้ำที่กำหนดโดยระบบคือ 0.611736±0.014244.

3. บทสรุป

(1) เนื่องจากปัจจัยเดียวที่สำคัญ ชนิดของเซลลูโลสอีเทอร์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการกักเก็บน้ำของมอร์ตาร์ และไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HEMC) ดีกว่าไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HPMC) แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างประเภทการทดแทนจะทำให้เกิดความแตกต่างในการกักเก็บน้ำ ในเวลาเดียวกันประเภทของเซลลูโลสอีเทอร์ก็มีปฏิกิริยากับระดับการทดแทนเช่นกัน

(2) เนื่องจากปัจจัยเดียวที่มีนัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อระดับการทดแทนโมลาร์ของเซลลูโลสอีเทอร์ลดลง และการกักเก็บน้ำของปูนมีแนวโน้มลดลง สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าในขณะที่สายโซ่ด้านข้างของกลุ่มแทนที่เซลลูโลสอีเทอร์ยังคงได้รับปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชันกับกลุ่มไฮดรอกซิลอิสระ มันก็จะนำไปสู่ความแตกต่างในการกักเก็บน้ำของปูนด้วย

(3) ระดับของการทดแทนเซลลูโลสอีเทอร์มีปฏิสัมพันธ์กับชนิดและระดับการทดแทนระดับโมล ระหว่างระดับการทดแทนและประเภท ในกรณีที่การทดแทนระดับต่ำ การกักเก็บน้ำของ HEMC จะดีกว่า HPMC ในกรณีที่มีการทดแทนในระดับสูง ความแตกต่างระหว่าง HEMC และ HPMC นั้นไม่มาก สำหรับปฏิสัมพันธ์ระหว่างระดับของการทดแทนและการทดแทนฟันกราม ในกรณีที่การทดแทนในระดับต่ำ การกักเก็บน้ำในระดับฟันกรามต่ำของการทดแทนจะดีกว่าระดับการทดแทนฟันกรามสูง ความแตกต่างไม่มาก

(4) ปูนที่ผสมกับไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีระดับการทดแทนต่ำและระดับการทดแทนฟันกรามสูง แสดงให้เห็นการกักเก็บน้ำได้ดีที่สุดภายใต้สภาวะที่ร้อน อย่างไรก็ตาม จะอธิบายผลกระทบของชนิดเซลลูโลสอีเทอร์ ระดับการทดแทน และระดับโมลของการทดแทนต่อการกักเก็บน้ำของปูนได้อย่างไร ปัญหาทางกลไกในด้านนี้ยังต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม