Impluwensiya ng cellulose eter sa pagpapanatili ng tubig

Ang pamamaraan ng simulation sa kapaligiran ay ginamit upang pag-aralan ang epekto ng mga cellulose ether na may iba't ibang antas ng pagpapalit at pagpapalit ng molar sa pagpapanatili ng tubig ng mortar sa ilalim ng mainit na mga kondisyon. Ang pagsusuri ng mga resulta ng pagsubok gamit ang mga tool sa istatistika ay nagpapakita na ang hydroxyethyl methyl cellulose ether na may mababang antas ng pagpapalit at mataas na antas ng pagpapalit ng molar ay nagpapakita ng pinakamahusay na pagpapanatili ng tubig sa mortar.

Susing salita: cellulose ether: pagpapanatili ng tubig; mortar; pamamaraan ng simulation sa kapaligiran; mainit na kondisyon

Dahil sa mga pakinabang nito sa kontrol ng kalidad, kaginhawaan ng paggamit at transportasyon, at proteksyon sa kapaligiran, ang dry-mixed mortar ay kasalukuyang higit at mas malawak na ginagamit sa pagtatayo ng gusali. Ang dry-mixed mortar ay ginagamit pagkatapos magdagdag ng tubig at paghahalo sa construction site. Ang tubig ay may dalawang pangunahing pag-andar: ang isa ay upang matiyak ang pagganap ng pagtatayo ng mortar, at ang isa ay upang matiyak ang hydration ng cementitious na materyal upang ang mortar ay makamit ang kinakailangang pisikal at mekanikal na mga katangian pagkatapos ng hardening. Mula sa pagkumpleto ng pagdaragdag ng tubig sa mortar hanggang sa pagkumpleto ng konstruksiyon hanggang sa pagkuha ng sapat na pisikal at mekanikal na mga katangian, ang libreng tubig ay lilipat sa dalawang direksyon bukod sa pag-hydrate ng semento: base layer absorption at surface evaporation. Sa mainit na mga kondisyon o sa direktang sikat ng araw, ang kahalumigmigan ay mabilis na sumingaw mula sa ibabaw. Sa mainit na mga kondisyon o sa ilalim ng direktang liwanag ng araw, mahalagang mapanatili ng mortar ang kahalumigmigan nang mabilis mula sa ibabaw at bawasan ang libreng pagkawala ng tubig nito. Ang susi sa pagsusuri sa pagpapanatili ng tubig ng mortar ay upang matukoy ang naaangkop na paraan ng pagsubok. Li Wei et al. pinag-aralan ang paraan ng pagsubok ng mortar water retention at nalaman na kumpara sa vacuum filtration method at filter paper method, ang environmental simulation method ay maaaring epektibong makilala ang water retention ng mortar sa iba't ibang ambient temperature.

Ang cellulose eter ay ang pinakakaraniwang ginagamit na ahente ng pagpapanatili ng tubig sa mga produktong dry-mixed mortar. Ang pinakakaraniwang ginagamit na cellulose ether sa dry-mixed mortar ay hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) at hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC). Ang kaukulang mga substituent group ay hydroxyethyl, methyl at hydroxypropyl, methyl. Ang antas ng pagpapalit (DS) ng cellulose ether ay nagpapahiwatig ng antas kung saan ang hydroxyl group sa bawat anhydroglucose unit ay pinapalitan, at ang antas ng molar substitution (MS) ay nagpapahiwatig na kung ang substituting group ay naglalaman ng isang hydroxyl group, ang substitution reaction ay magpapatuloy sa isagawa ang etherification reaction mula sa bagong libreng hydroxyl group. degree. Ang kemikal na istraktura at antas ng pagpapalit ng cellulose eter ay mahalagang mga kadahilanan na nakakaapekto sa transportasyon ng kahalumigmigan sa mortar at ang microstructure ng mortar. Ang pagtaas ng molecular weight ng cellulose ether ay magpapataas ng water retention ng mortar, at ang iba't ibang antas ng substitution ay makakaapekto rin sa water retention ng mortar.

Ang mga pangunahing salik ng dry-mixed mortar construction environment ay kinabibilangan ng ambient temperature, relative humidity, wind speed at rainfall. Tungkol sa mga mainit na klima, tinukoy ito ng ACI (American Concrete Institute) Committee 305 bilang anumang kumbinasyon ng mga salik tulad ng mataas na temperatura sa atmospera, mababang relatibong halumigmig, at bilis ng hangin, na nakakasira sa kalidad o pagganap ng sariwa o tumigas na kongkreto ng ganitong uri ng panahon. Ang tag-araw sa aking bansa ay madalas na ang peak season para sa pagtatayo ng iba't ibang mga proyekto sa pagtatayo. Ang pagtatayo sa isang mainit na klima na may mataas na temperatura at mababang halumigmig, lalo na ang bahagi ng mortar sa likod ng dingding ay maaaring malantad sa sikat ng araw, na makakaapekto sa sariwang paghahalo at pagtigas ng dry-mixed mortar. Mga makabuluhang epekto sa pagganap tulad ng pinababang workability, dehydration at pagkawala ng lakas. Kung paano matiyak ang kalidad ng dry-mixed mortar sa mainit na klima na konstruksyon ay nakakaakit ng atensyon at pananaliksik ng mga technician ng industriya ng mortar at mga tauhan ng konstruksiyon.

Sa papel na ito, ang pamamaraan ng simulation sa kapaligiran ay ginagamit upang suriin ang pagpapanatili ng tubig ng mortar na may halong hydroxyethyl methyl cellulose ether at hydroxypropyl methyl cellulose ether na may iba't ibang antas ng pagpapalit at molar substitution sa 45℃, at ang statistical software ay ginagamit JMP8.02 pinag-aaralan ang data ng pagsubok upang pag-aralan ang impluwensya ng iba't ibang selulusa eter sa pagpapanatili ng tubig ng mortar sa ilalim ng mainit na kondisyon.

1. Mga hilaw na materyales at pamamaraan ng pagsubok

1.1 Hilaw na materyales

Conch P. 042.5 Cement, 50-100 mesh quartz sand, hydroxyethyl methylcellulose ether (HEMC) at hydroxypropyl methylcellulose ether (HPMC) na may lagkit na 40000mPa·s. Upang maiwasan ang impluwensya ng iba pang mga sangkap, ang pagsubok ay gumagamit ng pinasimple na mortar formula, kabilang ang 30% na semento, 0.2% cellulose eter, at 69.8% quartz sand, at ang dami ng tubig na idinagdag ay 19% ng kabuuang formula ng mortar. Parehong mass ratios.

1.2 Paraan ng simulation sa kapaligiran

Ang aparatong pansubok ng pamamaraan ng environmental simulation ay gumagamit ng mga iodine-tungsten lamp, fan, at environmental chamber para gayahin ang panlabas na temperatura, halumigmig, at bilis ng hangin, atbp., upang subukan ang pagkakaiba sa kalidad ng bagong halo-halong mortar sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon, at upang subukan ang pagpapanatili ng tubig ng mortar. Sa eksperimentong ito, ang paraan ng pagsubok sa panitikan ay napabuti, at ang computer ay konektado sa balanse para sa awtomatikong pag-record at pagsubok, sa gayon ay binabawasan ang pang-eksperimentong error.

Ang pagsubok ay isinagawa sa isang karaniwang laboratoryo [temperatura (23±2)°C, relatibong halumigmig (50±3)%] gamit ang non-absorbent base layer (plastic dish na may panloob na diameter na 88mm) sa temperatura ng pag-iilaw na 45°C. Ang pamamaraan ng pagsubok ay ang mga sumusunod:

(1) Kapag naka-off ang bentilador, buksan ang iodine-tungsten lamp, at ilagay ang plastic dish sa isang nakapirming posisyon patayo sa ibaba ng iodine-tungsten lamp upang magpainit nang 1 h;

(2) Timbangin ang plastic dish, pagkatapos ay ilagay ang stirred mortar sa plastic dish, pakinisin ito ayon sa kinakailangang kapal, at pagkatapos ay timbangin ito;

(3) Ibalik ang plastic dish sa orihinal nitong posisyon, at kinokontrol ng software ang balanse upang awtomatikong timbangin isang beses bawat 5 minuto, at matatapos ang pagsubok pagkalipas ng 1 oras.

2. Mga resulta at talakayan

Mga resulta ng pagkalkula ng rate ng pagpapanatili ng tubig R0 ng mortar na hinaluan ng iba't ibang mga cellulose ether pagkatapos ng pag-iilaw sa 45°C sa loob ng 30 min.

Ang data ng pagsubok sa itaas ay sinuri gamit ang produktong JMP8.02 ng pangkat ng statistical software na SAS Company, upang makakuha ng maaasahang mga resulta ng pagsusuri. Ang proseso ng pagsusuri ay ang mga sumusunod.

2.1 Pagsusuri at pagsasaayos ng regression

Ang pag-aayos ng modelo ay isinagawa sa pamamagitan ng karaniwang hindi bababa sa mga parisukat. Ang paghahambing sa pagitan ng sinusukat na halaga at ang hinulaang halaga ay nagpapakita ng pagsusuri ng angkop na modelo, at ito ay ganap na ipinapakita nang graphical. Ang dalawang dashed curve ay kumakatawan sa "95% confidence interval", at ang dashed horizontal line ay kumakatawan sa average na halaga ng lahat ng data. Ang putol-putol na kurba at Ang intersection ng mga putol-putol na pahalang na linya ay nagpapahiwatig na ang modelong pseudo-stage ay tipikal.

Mga partikular na halaga para sa angkop na buod at ANOVA. Sa angkop na buod, ang R² umabot sa 97%, at ang halaga ng P sa pagsusuri ng pagkakaiba-iba ay mas mababa sa 0.05. Ang kumbinasyon ng dalawang kundisyon ay higit na nagpapakita na ang modelong angkop ay makabuluhan.

2.2 Pagsusuri ng mga Salik na Nakakaimpluwensya

Sa loob ng saklaw ng eksperimentong ito, sa ilalim ng kondisyon ng 30 minuto ng pag-iilaw, ang angkop na mga salik ng impluwensya ay ang mga sumusunod: sa mga tuntunin ng mga solong salik, ang mga p value na nakuha ng uri ng cellulose ether at ang molar substitution degree ay mas mababa sa 0.05. , na nagpapakita na ang pangalawa Ang huli ay may malaking epekto sa pagpapanatili ng tubig ng mortar. Sa abot ng pakikipag-ugnayan ay nababahala, mula sa mga eksperimentong resulta ng angkop na mga resulta ng pagsusuri ng epekto ng uri ng cellulose eter, ang antas ng pagpapalit (Ds) at ang antas ng molar substitution (MS) sa pagpapanatili ng tubig ng mortar, ang uri ng cellulose eter at ang antas ng pagpapalit, Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng antas ng pagpapalit at ng molar na antas ng pagpapalit ay may malaking epekto sa pagpapanatili ng tubig ng mortar, dahil ang mga p-halaga ng pareho ay mas mababa sa 0.05. Ang pakikipag-ugnayan ng mga salik ay nagpapahiwatig na ang pakikipag-ugnayan ng dalawang salik ay mas intuitive na inilarawan. Ang krus ay nagpapahiwatig na ang dalawa ay may malakas na ugnayan, at ang paralelismo ay nagpapahiwatig na ang dalawa ay may mahinang ugnayan. Sa factor interaction diagram, kunin ang lugarα kung saan ang vertical na uri at ang lateral substitution degree ay nakikipag-ugnayan bilang isang halimbawa, ang dalawang line segment ay nagsalubong, na nagpapahiwatig na ang ugnayan sa pagitan ng uri at ang antas ng pagpapalit ay malakas, at sa lugar b kung saan ang vertical type at ang molar lateral substitution degree. interact , ang dalawang segment ng linya ay may posibilidad na magkatulad, na nagpapahiwatig na ang ugnayan sa pagitan ng uri at molar substitution ay mahina.

2.3 Hula sa pagpapanatili ng tubig

Batay sa angkop na modelo, ayon sa komprehensibong impluwensya ng iba't ibang mga cellulose ether sa pagpapanatili ng tubig ng mortar, ang pagpapanatili ng tubig ng mortar ay hinuhulaan ng JMP software, at ang kumbinasyon ng parameter para sa pinakamahusay na pagpapanatili ng tubig ng mortar ay natagpuan. Ang hula sa pagpapanatili ng tubig ay nagpapakita ng kumbinasyon ng pinakamahusay na pagpapanatili ng tubig ng mortar at ang trend ng pag-unlad nito, iyon ay, ang HEMC ay mas mahusay kaysa sa HPMC sa paghahambing ng uri, ang katamtaman at mababang pagpapalit ay mas mahusay kaysa sa mataas na pagpapalit, at ang katamtaman at mataas na pagpapalit ay mas mahusay kaysa sa mababang pagpapalit sa molar substitution, ngunit Walang makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng dalawa sa kumbinasyong ito. Sa buod, ang hydroxyethyl methyl cellulose ethers na may mababang antas ng pagpapalit at mataas na antas ng pagpapalit ng molar ay nagpakita ng pinakamahusay na pagpapanatili ng tubig ng mortar sa 45℃. Sa ilalim ng kumbinasyong ito, ang hinulaang halaga ng pagpapanatili ng tubig na ibinigay ng system ay 0.611736±0.014244.

3. Konklusyon

(1) Bilang isang makabuluhang solong salik, ang uri ng cellulose eter ay may malaking epekto sa pagpapanatili ng tubig ng mortar, at ang hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) ay mas mahusay kaysa sa hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC). Ipinapakita nito na ang pagkakaiba sa uri ng pagpapalit ay hahantong sa pagkakaiba sa pagpapanatili ng tubig. Kasabay nito, ang uri ng cellulose eter ay nakikipag-ugnayan din sa antas ng pagpapalit.

(2) Bilang isang makabuluhang salik na nakakaimpluwensya sa kadahilanan, ang antas ng pagpapalit ng molar ng cellulose eter ay bumababa, at ang pagpapanatili ng tubig ng mortar ay may posibilidad na bumaba. Ipinapakita nito na habang ang side chain ng cellulose ether substituent group ay patuloy na sumasailalim sa etherification reaction kasama ang libreng hydroxyl group, ito ay hahantong din sa mga pagkakaiba sa water retention ng mortar.

(3) Ang antas ng pagpapalit ng mga cellulose ether ay nakipag-ugnayan sa uri at molar na antas ng pagpapalit. Sa pagitan ng antas ng pagpapalit at uri, sa kaso ng mababang antas ng pagpapalit, ang pagpapanatili ng tubig ng HEMC ay mas mahusay kaysa sa HPMC; sa kaso ng mataas na antas ng pagpapalit, ang pagkakaiba sa pagitan ng HEMC at HPMC ay hindi malaki. Para sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng antas ng pagpapalit at pagpapalit ng molar, sa kaso ng mababang antas ng pagpapalit, ang pagpapanatili ng tubig ng mababang antas ng pagpapalit ng molar ay mas mahusay kaysa sa mataas na antas ng pagpapalit ng molar; Ang pagkakaiba ay hindi malaki.

(4) Ang mortar na hinaluan ng hydroxyethyl methyl cellulose eter na may mababang antas ng pagpapalit at mataas na antas ng pagpapalit ng molar ay nagpakita ng pinakamahusay na pagpapanatili ng tubig sa ilalim ng mainit na mga kondisyon. Gayunpaman, kung paano ipaliwanag ang epekto ng uri ng cellulose eter, antas ng pagpapalit at antas ng molar ng pagpapalit sa pagpapanatili ng tubig ng mortar, ang isyu ng mekanismo sa aspetong ito ay nangangailangan pa rin ng karagdagang pag-aaral.