ไฮดรอกซีโพรพิล เมทิลเซลลูโลส อีเทอร์ กับคุณสมบัติของปูนเถ้าลอย

ศึกษาผลของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ต่อคุณสมบัติของปูนเถ้าลอย และวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นเปียกและกำลังรับแรงอัด ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าการเติมไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ลงในปูนเถ้าลอยสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำของปูนได้อย่างมีนัยสำคัญ ยืดระยะเวลาการยึดเกาะของปูน และลดความหนาแน่นเปียกและกำลังรับแรงอัดของปูน มีความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างความหนาแน่นของเปียกกับกำลังอัด 28d ภายใต้สภาวะของความหนาแน่นเปียกที่ทราบ กำลังรับแรงอัด 28d สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรชุดติดตั้ง

คำสำคัญ:เถ้าลอย; เซลลูโลสอีเทอร์; การกักเก็บน้ำ กำลังอัด; ความสัมพันธ์

ปัจจุบันมีการใช้เถ้าลอยกันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมก่อสร้าง การเติมเถ้าลอยในปูนจำนวนหนึ่งไม่เพียงแต่จะปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและความทนทานของปูนเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนของปูนอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ปูนขี้เถ้าลอยแสดงการกักเก็บน้ำไม่เพียงพอ ดังนั้นการปรับปรุงการกักเก็บน้ำของปูนจึงกลายเป็นปัญหาเร่งด่วนที่ต้องแก้ไข เซลลูโลสอีเทอร์เป็นส่วนผสมที่มีประสิทธิภาพสูงที่ใช้กันทั่วไปในและต่างประเทศ ต้องเติมเพียงเล็กน้อยเท่านั้นจึงจะมีผลกระทบอย่างมากต่อตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ เช่น การกักเก็บน้ำและกำลังรับแรงอัดของปูน

1. วัตถุดิบและวิธีการทดสอบ

1.1 วัตถุดิบ

ปูนซีเมนต์คือ P·ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดาเกรด O 42.5 ที่ผลิตโดยโรงงานปูนซีเมนต์หางโจว Meiya; เถ้าลอยเป็นเกรดⅡเถ้า; ทรายเป็นทรายขนาดกลางธรรมดาที่มีโมดูลัสความละเอียด 2.3 ความหนาแน่นรวม 1,499 กิโลกรัม·m-3 และความชื้น 0.14 % ปริมาณโคลน 0.72% ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสอีเทอร์ (HPMC) ผลิตโดยมณฑลซานตง Heda Co. , Ltd. แบรนด์คือ 75HD100000; น้ำผสมคือน้ำประปา

1.2 การเตรียมปูน

เมื่อผสมปูนดัดแปลงเซลลูโลสอีเทอร์ ให้ผสม HPMC กับซีเมนต์และเถ้าลอยให้ละเอียดก่อน จากนั้นจึงผสมกับทรายให้แห้งเป็นเวลา 30 วินาที จากนั้นเติมน้ำและผสมเป็นเวลาไม่น้อยกว่า 180 วินาที

1.3 วิธีทดสอบ

ความสม่ำเสมอ ความหนาแน่นของเปียก การแยกชั้น และเวลาในการแข็งตัวของปูนผสมสดจะต้องวัดตามข้อบังคับที่เกี่ยวข้องใน JGJ70-90 “วิธีทดสอบประสิทธิภาพพื้นฐานของการสร้างปูน” การกักเก็บน้ำของปูนถูกกำหนดตามวิธีทดสอบการกักเก็บน้ำของปูนในภาคผนวก A ของ JG/T 230-2007 “ปูนผสมสำเร็จรูป” การทดสอบกำลังรับแรงอัดใช้แม่พิมพ์ทดสอบทรงลูกบาศก์ขนาด 70.7 มม. x 70.7 มม. x 70.7 มม. บล็อกทดสอบที่ขึ้นรูปแล้วจะถูกบ่มที่อุณหภูมิ (20±2)°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง และหลังการถอดแม่พิมพ์แล้ว ให้นำไปบ่มต่อไปในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ (20±2)°C และความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 90% ถึงอายุที่กำหนดไว้ ตาม JGJ70-90 “วิธีทดสอบประสิทธิภาพพื้นฐานของการสร้างปูน” การกำหนดกำลังรับแรงอัด

2. ผลการทดสอบและการวิเคราะห์

2.1 ความหนาแน่นเปียก

จากความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นและปริมาณของ HPMC จะเห็นได้ว่าความหนาแน่นของเปียกค่อยๆ ลดลงตามปริมาณของ HPMC ที่เพิ่มขึ้น เมื่อปริมาณ HPMC เท่ากับ 0.05% ความหนาแน่นเปียกของปูนคือ 96.8% ของปูนมาตรฐาน เมื่อปริมาณ HPMC ยังคงเพิ่มขึ้น ความเร็วที่ลดลงของความหนาแน่นของเปียกจะถูกเร่ง เมื่อปริมาณ HPMC เท่ากับ 0.20% ความหนาแน่นเปียกของปูนจะอยู่ที่ 81.5% ของปูนมาตรฐานเท่านั้น สาเหตุหลักมาจากผลกระทบจากการกักเก็บอากาศของ HPMC ฟองอากาศที่แนะนำจะเพิ่มความพรุนของปูนและลดความแน่น ส่งผลให้ความหนาแน่นของปริมาตรของปูนลดลง

2.2 การตั้งเวลา

จะเห็นได้จากความสัมพันธ์ระหว่างเวลาการแข็งตัวของเลือดกับปริมาณของ HPMC จะเห็นได้ว่าเวลาการแข็งตัวของเลือดจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อขนาดยาคือ 0.20% เวลาในการเซ็ตตัวจะเพิ่มขึ้น 29.8% เมื่อเทียบกับปูนอ้างอิง ซึ่งใช้เวลาประมาณ 300 นาที จะเห็นได้ว่าเมื่อปริมาณยาอยู่ที่ 0.20% ระยะเวลาในการเซ็ตตัวมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก เหตุผลก็คือ L Schmitz และคณะ เชื่อว่าโมเลกุลเซลลูโลสอีเทอร์ส่วนใหญ่จะถูกดูดซับในผลิตภัณฑ์ไฮเดรชั่น เช่น cSH และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ และไม่ค่อยถูกดูดซับในเฟสแร่ดั้งเดิมของปูนเม็ด นอกจากนี้ เนื่องจากความหนืดของสารละลายรูพรุนเพิ่มขึ้น เซลลูโลสอีเทอร์จึงลดลง การเคลื่อนตัวของไอออน (Ca2+, so42-…) ในสารละลายรูขุมขนจะทำให้กระบวนการให้ความชุ่มชื้นล่าช้าออกไปอีก

2.3 การแบ่งชั้นและการกักเก็บน้ำ

ทั้งระดับการแยกชั้นและการกักเก็บน้ำสามารถกำหนดลักษณะพิเศษของการกักเก็บน้ำของปูนได้ จากความสัมพันธ์ระหว่างระดับการแยกส่วนและปริมาณของ HPMC จะเห็นได้ว่าระดับการแยกส่วนแสดงแนวโน้มที่ลดลงเมื่อปริมาณ HPMC เพิ่มขึ้น เมื่อเนื้อหาของ HPMC อยู่ที่ 0.05% ระดับของการแยกตัวจะลดลงอย่างมาก ซึ่งบ่งชี้ว่าเมื่อเนื้อหาของไฟเบอร์อีเทอร์มีขนาดเล็ก ระดับของการแยกตัวจะลดลงอย่างมาก สามารถปรับปรุงผลของการกักเก็บน้ำได้ และความสามารถในการทำงานและ สามารถปรับปรุงความสามารถในการทำงานของปูนได้ เมื่อพิจารณาจากความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติของน้ำกับปริมาณของ HPMC เมื่อปริมาณของ HPMC เพิ่มขึ้น การกักเก็บน้ำก็จะค่อยๆ ดีขึ้นเช่นกัน เมื่อปริมาณน้อยกว่า 0.15% ผลการกักเก็บน้ำจะเพิ่มขึ้นอย่างอ่อนโยน แต่เมื่อปริมาณถึง 0.20% ผลการกักเก็บน้ำได้รับการปรับปรุงอย่างมาก จาก 90.1% เมื่อปริมาณเป็น 0.15% เป็น 95% ปริมาณ HPMC ยังคงเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพการก่อสร้างปูนเริ่มลดลง ดังนั้น เมื่อพิจารณาประสิทธิภาพการกักเก็บน้ำและประสิทธิภาพการก่อสร้าง ปริมาณ HPMC ที่เหมาะสมคือ 0.10%~0.20% การวิเคราะห์กลไกการกักเก็บน้ำ: เซลลูโลสอีเทอร์เป็นโพลีเมอร์อินทรีย์ที่ละลายน้ำได้ ซึ่งแบ่งออกเป็นไอออนิกและไม่ใช่ไอออนิก HPMC คืออีเทอร์เซลลูโลสที่ไม่มีไอออนิกซึ่งมีหมู่ที่ชอบน้ำ หมู่ไฮดรอกซิล (-OH) และพันธะอีเทอร์ (-0-1) ในสูตรเชิงโครงสร้าง เมื่อละลายในน้ำ อะตอมออกซิเจนบนหมู่ไฮดรอกซิลและพันธะอีเทอร์และโมเลกุลของน้ำจะรวมตัวกันเพื่อสร้างพันธะไฮโดรเจน ซึ่งทำให้น้ำสูญเสียความเป็นของเหลว และน้ำอิสระจะไม่เป็นอิสระอีกต่อไป จึงบรรลุผลของการกักเก็บน้ำและการทำให้ข้นขึ้น

2.4 กำลังอัด

จากความสัมพันธ์ระหว่างกำลังรับแรงอัดและปริมาณของ HPMC จะเห็นได้ว่าเมื่อปริมาณ HPMC เพิ่มมากขึ้น กำลังรับแรงอัดของ 7d และ 28d มีแนวโน้มลดลง ซึ่งสาเหตุหลักมาจากการแนะนำจำนวนมาก ของฟองอากาศโดย HPMC ซึ่งเพิ่มความพรุนของปูนอย่างมาก เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความแข็งแกร่งลดลง เมื่อเนื้อหาเป็น 0.05% กำลังรับแรงอัด 7d จะลดลงอย่างมาก ความแรงจะลดลง 21.0% และกำลังรับแรงอัด 28d จะลดลง 26.6% จากเส้นโค้งจะเห็นได้ว่าผลกระทบของ HPMC ต่อกำลังรับแรงอัดนั้นชัดเจนมาก เมื่อปริมาณยามีขนาดเล็กมาก ปริมาณจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นในการใช้งานจริง ควรควบคุมปริมาณและใช้ร่วมกับสารลดฟอง เพื่อตรวจสอบเหตุผล Guan Xuemao และคณะ เชื่อว่าประการแรก เมื่อเติมเซลลูโลสอีเทอร์ลงในมอร์ตาร์ พอลิเมอร์ที่ยืดหยุ่นในรูพรุนของปูนจะเพิ่มขึ้น และโพลีเมอร์และรูพรุนที่ยืดหยุ่นเหล่านี้ไม่สามารถให้การสนับสนุนที่เข้มงวดได้เมื่อบล็อกทดสอบถูกบีบอัด เมทริกซ์คอมโพสิตค่อนข้างอ่อนแอลง ซึ่งจะช่วยลดกำลังรับแรงอัดของปูน ประการที่สอง เนื่องจากผลการกักเก็บน้ำของเซลลูโลสอีเทอร์ หลังจากสร้างบล็อกทดสอบปูนแล้ว น้ำส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในปูน และอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ที่แท้จริงจะต่ำกว่านั้นหากไม่มีสิ่งเหล่านั้นจะมีขนาดใหญ่กว่ามาก ดังนั้นกำลังอัด ของปูนจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด

2.5 ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังอัดและความหนาแน่นเปียก

จะเห็นได้จากกราฟความสัมพันธ์ระหว่างกำลังรับแรงอัดและความหนาแน่นเปียก ซึ่งหลังจากการปรับเชิงเส้นของทุกจุดในรูปแล้ว จุดที่สอดคล้องกันจะมีการกระจายอย่างดีทั้งสองด้านของเส้นฟิตติ้ง และมีความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างความหนาแน่นเปียกและแรงอัด คุณสมบัติด้านความแข็งแรง และความหนาแน่นของเปียกนั้นง่ายและวัดได้ง่าย ดังนั้นกำลังรับแรงอัดของมอร์ตาร์ 28d จึงสามารถคำนวณได้โดยใช้สมการเชิงเส้นตรงที่กำหนดไว้ สมการเชิงเส้นตรงจะแสดงอยู่ในสูตร (1), R²=0.9704. Y=0.0195X-27.3 (1) โดยที่ y คือกำลังอัด 28d ของปูน MPa X คือความหนาแน่นเปียก กิโลกรัม m-3

3. บทสรุป

HPMC สามารถปรับปรุงผลการกักเก็บน้ำของปูนเถ้าลอยและยืดเวลาการทำงานของปูนได้ ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากความพรุนของปูนเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นและกำลังอัดจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นควรเลือกขนาดยาที่เหมาะสมในการใช้งาน กำลังรับแรงอัด 28d ของปูนมีความสัมพันธ์ที่ดีกับความหนาแน่นแบบเปียก และสามารถคำนวณกำลังอัด 28d ได้โดยการวัดความหนาแน่นแบบเปียก ซึ่งมีค่าอ้างอิงที่สำคัญสำหรับการควบคุมคุณภาพของปูนในระหว่างการก่อสร้าง