Cellulose eter sa slag sand mortar

Gamit ang P·II 52.5 grade cement bilang cementitious material at steel slag sand bilang fine aggregate, ang steel slag sand na may mataas na pagkalikido at mataas na lakas ay inihanda sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga kemikal na additives tulad ng water reducer, latex powder at defoamer Special mortar, at ang mga epekto ng dalawang magkaibang mga lagkit (2000mPa·s at 6000mPa·s) ng hydroxypropyl methylcellulose ether (HPMC) sa pagpapanatili ng tubig, pagkalikido at lakas nito ay pinag-aralan. Ang mga resulta ay nagpapakita na: (1) Parehong HPMC2000 at HPMC6000 ay maaaring makabuluhang taasan ang rate ng pagpapanatili ng tubig ng sariwang halo-halong mortar at mapabuti ang pagganap ng pagpapanatili ng tubig nito; (2) Kapag ang nilalaman ng cellulose eter ay mababa, ang epekto sa pagkalikido ng mortar ay hindi halata. Kapag ito ay nadagdagan sa 0.25% o mas mataas, ito ay may tiyak na pagkasira na epekto sa pagkalikido ng mortar, kung saan ang epekto ng pagkasira ng HPMC6000 ay mas kitang-kita; (3) ang pagdaragdag ng cellulose ether ay walang malinaw na epekto sa 28-araw na compressive strength ng mortar, ngunit ang pagdaragdag ng HPMC2000 Hindi tamang oras, ito ay malinaw na hindi kanais-nais sa flexural strength ng iba't ibang edad, at sa parehong oras ay makabuluhang binabawasan. ang maagang (3 araw at 7 araw) compressive strength ng mortar; (4) Ang pagdaragdag ng HPMC6000 ay may tiyak na epekto sa flexural strength ng iba't ibang edad, ngunit ang pagbawas ay makabuluhang mas mababa kaysa sa HPMC2000. Sa papel na ito, isinasaalang-alang na ang HPMC6000 ay dapat mapili kapag naghahanda ng steel slag sand espesyal na mortar na may mataas na pagkalikido, mataas na rate ng pagpapanatili ng tubig at mataas na lakas, at ang dosis ay hindi dapat higit sa 0.20%.

Susing salita:bakal na slag na buhangin; selulusa eter; lagkit; pagganap ng pagtatrabaho; lakas

pagpapakilala

Ang steel slag ay isang by-product ng produksyon ng bakal. Sa pag-unlad ng industriya ng bakal at bakal, ang taunang discharge ng steel slag ay tumaas ng humigit-kumulang 100 milyong tonelada sa mga nakaraang taon, at ang problema sa pag-iimbak dahil sa pagkabigo ng napapanahong paggamit ng mapagkukunan ay napakaseryoso. Samakatuwid, ang paggamit ng mapagkukunan at pagtatapon ng steel slag sa pamamagitan ng siyentipiko at epektibong mga pamamaraan ay isang problema na hindi maaaring balewalain. Ang steel slag ay may mga katangian ng high density, hard texture at mataas na compressive strength, at maaaring gamitin bilang kapalit ng natural na buhangin sa cement mortar o kongkreto. Ang steel slag ay mayroon ding tiyak na reaktibiti. Ang bakal na slag ay giniling sa isang partikular na pinong pulbos (steel slag powder). Pagkatapos ihalo sa kongkreto, maaari itong magdulot ng pozzolanic effect, na tumutulong upang mapahusay ang lakas ng slurry at mapabuti ang paglipat ng interface sa pagitan ng kongkretong pinagsama-samang at slurry. lugar, sa gayon ay tumataas ang lakas ng kongkreto. Gayunpaman, dapat itong bigyang-pansin na ang steel slag na pinalabas nang walang anumang mga hakbang, ang panloob na libreng calcium oxide, libreng magnesium oxide at RO phase ay magdudulot ng mahinang volume stability ng steel slag, na higit na naglilimita sa paggamit ng steel slag bilang magaspang at pinong pinagsama-samang. Application sa semento mortar o kongkreto. Wang Yuji et al. nagbubuod ng iba't ibang mga proseso ng paggamot ng bakal na slag at nalaman na ang steel slag na ginagamot sa paraan ng mainit na palaman ay may mahusay na katatagan at maaaring alisin ang problema sa pagpapalawak nito sa semento, at ang mainit na baradong proseso ng paggamot ay aktwal na ipinatupad sa Shanghai No. 3 Iron at Steel Plant para sa unang pagkakataon. Bilang karagdagan sa problema ng katatagan, ang mga steel slag aggregates ay mayroon ding mga katangian ng magaspang na pores, multi-anggulo, at isang maliit na halaga ng mga produkto ng hydration sa ibabaw. Kapag ginamit bilang mga pinagsama-sama upang maghanda ng mortar at kongkreto, kadalasang apektado ang kanilang pagganap sa pagtatrabaho. Sa kasalukuyan, sa ilalim ng premise ng pagtiyak ng katatagan ng volume, ang paggamit ng steel slag bilang fine aggregate upang maghanda ng espesyal na mortar ay isang mahalagang direksyon para sa resource utilization ng steel slag. Natuklasan ng pag-aaral na ang pagdaragdag ng water reducer, latex powder, cellulose ether, air-entraining agent at defoamer sa steel slag sand mortar ay maaaring mapabuti ang mixture performance at hardened performance ng steel slag sand mortar kung kinakailangan. Ginamit ng may-akda ang mga hakbang sa pagdaragdag ng latex powder at iba pang mga admixture upang maghanda ng steel slag sand na may mataas na lakas na repair mortar. Sa paggawa at aplikasyon ng mortar, ang cellulose eter ay ang pinakakaraniwang kemikal na paghahalo. Ang pinakakaraniwang ginagamit na cellulose ethers sa mortar ay hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) at hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC). )Teka. Ang cellulose ether ay maaaring mapabuti ang gumaganang pagganap ng mortar sa isang malaking lawak, tulad ng pagbibigay ng mortar ng mahusay na pagpapanatili ng tubig sa pamamagitan ng pampalapot, ngunit ang pagdaragdag ng cellulose eter ay makakaapekto rin sa pagkalikido, nilalaman ng hangin, oras ng pagtatakda at pagpapatigas ng mortar. Iba't ibang katangian.

Upang mas mahusay na gabayan ang pagbuo at aplikasyon ng steel slag sand mortar, batay sa nakaraang gawaing pananaliksik sa steel slag sand mortar, ang papel na ito ay gumagamit ng dalawang uri ng viscosities (2000mPa·s at 6000mPa·s) ng hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) Magsagawa ng eksperimental na pananaliksik sa impluwensya ng steel slag sand na may mataas na lakas na mortar sa pagganap ng trabaho (fluidity at water retention) at compressive at flexural strength.

1. Eksperimental na bahagi

1.1 Hilaw na materyales

Semento: Onoda P·II 52.5 grade na semento.

Steel slag sand: Ang converter steel slag na ginawa ng Shanghai Baosteel ay pinoproseso ng mainit na proseso ng pagpupuno, na may bulk density na 1910kg/m³, na kabilang sa medium sand, at isang fineness modulus na 2.3.

Water reducer: polycarboxylate water reducer (PC) na ginawa ng Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., sa anyo ng pulbos.

Latex powder: Model 5010N na ibinigay ng Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Defoamer: Code P803 na produkto na ibinigay ng German Mingling Chemical Group, powder, density 340kg/m³, gray na sukat 34% (800°C), pH value 7.2 (20°C DIN ISO 976, 1% SA DIST, tubig).

Cellulose ether: hydroxypropyl methylcellulose ether na ibinigay ngKima Chemical Co., Ltd., ang may lagkit na 2000mPa·s ay itinalaga bilang HPMC2000, at ang isa na may lagkit na 6000mPa·s ay itinalaga bilang HPMC6000.

Paghahalo ng tubig: tubig sa gripo.

1.2 Eksperimental na ratio

Ang ratio ng semento-buhangin ng steel slag-sand mortar na inihanda sa maagang yugto ng pagsubok ay 1:3 (mass ratio), ang ratio ng tubig-semento ay 0.50 (mass ratio), at ang dosis ng polycarboxylate superplasticizer ay 0.25% (porsyento ng masa ng semento, pareho sa ibaba. ), ang nilalaman ng latex powder ay 2.0%, at ang nilalaman ng defoamer ay 0.08%. Para sa mga paghahambing na eksperimento, ang mga dosis ng dalawang cellulose ether na HPMC2000 at HPMC6000 ay 0.15%, 0.20%, 0.25% at 0.30%, ayon sa pagkakabanggit.

1.3 Paraan ng pagsubok

Paraan ng Mortar Fluidity Test: maghanda ng mortar ayon sa GB/T 17671-1999 "Cement Mortar Strength Test (ISO Method)", gamitin ang test mold sa GB/T2419-2005 "Cement Mortar Fluidity Test Method", at haluin Ibuhos ang magandang mortar mabilis na pumasok sa test mol, punasan ang labis na mortar gamit ang isang scraper, iangat ang test mold patayo pataas, at kapag hindi na umaagos ang mortar, sukatin ang maximum na diameter ng spread area ng mortar at ang diameter sa vertical na direksyon, at kunin ang average na halaga, ang resulta ay tumpak sa 5mm.

Ang pagsubok ng water retention rate ng mortar ay isinasagawa ayon sa paraang tinukoy sa JGJ/T 70-2009 "Mga Paraan ng Pagsubok para sa Mga Pangunahing Katangian ng Building Mortar".

Ang pagsubok ng compressive strength at flexural strength ng mortar ay isinasagawa ayon sa pamamaraang tinukoy sa GB/T 17671-1999, at ang mga edad ng pagsubok ay 3 araw, 7 araw at 28 araw ayon sa pagkakabanggit.

2. Mga resulta at talakayan

2.1 Epekto ng cellulose eter sa gumaganang pagganap ng steel slag sand mortar

Mula sa epekto ng iba't ibang nilalaman ng cellulose eter sa pagpapanatili ng tubig ng steel slag sand mortar, makikita na ang pagdaragdag ng HPMC2000 o HPMC6000 ay maaaring makabuluhang mapabuti ang pagpapanatili ng tubig ng sariwang halo-halong mortar. Sa pagtaas ng nilalaman ng cellulose eter, ang rate ng pagpapanatili ng tubig ng mortar ay tumaas nang malaki at pagkatapos ay nanatiling matatag. Kabilang sa mga ito, kapag ang nilalaman ng cellulose eter ay 0.15% lamang, ang rate ng pagpapanatili ng tubig ng mortar ay tumaas ng halos 10% kumpara sa na walang karagdagan, na umaabot sa 96%; kapag ang nilalaman ay nadagdagan sa 0.30%, ang water retention rate ng mortar ay kasing taas ng 98.5%. Makikita na ang pagdaragdag ng cellulose ether ay maaaring makabuluhang mapabuti ang pagpapanatili ng tubig ng mortar.

Mula sa impluwensya ng iba't ibang dosis ng cellulose eter sa fluidity ng steel slag sand mortar, makikita na kapag ang dosis ng cellulose eter ay 0.15% at 0.20%, wala itong malinaw na epekto sa fluidity ng mortar; kapag ang dosis ay tumaas sa 0.25% o mas mataas, ay may mas malaking epekto sa pagkalikido, ngunit ang pagkalikido ay maaari pa ring mapanatili sa 260mm pataas; kapag ang dalawang selulusa eter ay nasa parehong halaga, kumpara sa HPMC2000, ang negatibong epekto ng HPMC6000 sa mortar fluidity ay mas malinaw.

Ang hydroxypropyl methyl cellulose eter ay isang non-ionic polymer na may mahusay na pagpapanatili ng tubig, at sa loob ng isang tiyak na hanay, mas malaki ang lagkit, mas mahusay ang pagpapanatili ng tubig at mas malinaw ang epekto ng pampalapot. Ang dahilan ay ang hydroxyl group sa molecular chain nito at ang oxygen atom sa ether bond ay maaaring bumuo ng hydrogen bonds na may water molecules, na ginagawang tubig ang libreng tubig. Samakatuwid, sa parehong dosis, maaaring pataasin ng HPMC6000 ang lagkit ng mortar nang higit sa HPMC2000, bawasan ang pagkalikido ng mortar, at mas malinaw na pataasin ang rate ng pagpapanatili ng tubig. Ipinapaliwanag ng Dokumento 10 ang kababalaghan sa itaas sa pamamagitan ng pagbuo ng isang viscoelastic na solusyon pagkatapos matunaw ang cellulose eter sa tubig, at makilala ang mga katangian ng daloy sa pamamagitan ng pagpapapangit. Maaaring mahinuha na ang steel slag mortar na inihanda sa papel na ito ay may malaking pagkalikido, na maaaring umabot sa 295mm nang walang paghahalo, at ang pagpapapangit nito ay medyo malaki. Kapag ang cellulose eter ay idinagdag, ang slurry ay sasailalim sa malapot na daloy, at ang kakayahang ibalik ang hugis ay maliit, kaya humantong sa pagbaba ng kadaliang kumilos.

2.2 Epekto ng cellulose eter sa lakas ng steel slag sand mortar

Ang pagdaragdag ng cellulose eter ay hindi lamang nakakaapekto sa gumaganang pagganap ng steel slag sand mortar, ngunit nakakaapekto rin sa mga mekanikal na katangian nito.

Mula sa epekto ng iba't ibang dosis ng cellulose eter sa compressive strength ng steel slag sand mortar, makikita na pagkatapos idagdag ang HPMC2000 at HPMC6000, ang compressive strength ng mortar sa bawat dosis ay tumataas sa edad. Ang pagdaragdag ng HPMC2000 ay walang halatang epekto sa 28-araw na compressive strength ng mortar, at ang pagbabagu-bago ng lakas ay hindi malaki; habang ang HPMC2000 ay may mas malaking epekto sa maagang (3-araw at 7-araw) na lakas, na nagpapakita ng isang trend ng halatang pagbaba, kahit na ang dosis ay tumataas sa 0.25% at sa itaas, ang maagang compressive strength ay tumaas nang bahagya, ngunit mas mababa pa rin kaysa sa kung wala. pagdaragdag. Kapag ang nilalaman ng HPMC6000 ay mas mababa sa 0.20%, ang epekto sa 7-araw at 28-araw na compressive strength ay hindi halata, at ang 3-araw na compressive strength ay dahan-dahang bumababa. Kapag ang nilalaman ng HPMC6000 ay tumaas sa 0.25% at mas mataas, ang 28-araw na lakas ay tumaas sa isang tiyak na lawak, at pagkatapos ay nabawasan; ang 7-araw na lakas ay nabawasan, at pagkatapos ay nanatiling matatag; ang 3-araw na lakas ay nabawasan sa isang matatag na paraan. Samakatuwid, maaari itong isaalang-alang na ang mga cellulose ether na may dalawang lagkit ng HPMC2000 at HPMC6000 ay walang malinaw na epekto ng pagkasira sa 28-araw na compressive strength ng mortar, ngunit ang pagdaragdag ng HPMC2000 ay may mas malinaw na negatibong epekto sa maagang lakas ng mortar.

Ang HPMC2000 ay may iba't ibang antas ng pagkasira sa flexural strength ng mortar, hindi mahalaga sa maagang yugto (3 araw at 7 araw) o sa huling yugto (28 araw). Ang pagdaragdag ng HPMC6000 ay mayroon ding tiyak na antas ng negatibong epekto sa flexural strength ng mortar, ngunit ang antas ng epekto ay mas maliit kaysa sa HPMC2000.

Bilang karagdagan sa pag-andar ng pagpapanatili ng tubig at pampalapot, ang cellulose eter ay nagpapaantala din sa proseso ng hydration ng semento. Ito ay higit sa lahat dahil sa adsorption ng cellulose eter molecules sa mga produkto ng semento hydration, tulad ng calcium silicate hydrate gel at Ca(OH)2, upang bumuo ng isang pantakip na layer; bukod dito, ang lagkit ng pore solution ay tumataas, at ang cellulose ether ay humahadlang. Ang paglipat ng Ca2+ at SO42- sa pore solution ay nagpapaantala sa proseso ng hydration. Samakatuwid, ang maagang lakas (3 araw at 7 araw) ng mortar na hinaluan ng HPMC ay nabawasan.

Ang pagdaragdag ng cellulose ether sa mortar ay bubuo ng malaking bilang ng malalaking bula na may diameter na 0.5-3mm dahil sa air-entraining effect ng cellulose ether, at ang cellulose ether membrane structure ay na-adsorbed sa ibabaw ng mga bubble na ito, na sa isang ang ilang lawak ay gumaganap ng isang papel sa pagpapatatag ng mga bula. papel, sa gayon ay nagpapahina sa epekto ng defoamer sa mortar. Bagaman ang nabuong mga bula ng hangin ay parang ball bearings sa bagong halo-halong mortar, na nagpapabuti sa kakayahang magamit, kapag ang mortar ay pinatigas at tumigas, karamihan sa mga bula ng hangin ay nananatili sa mortar upang bumuo ng mga independiyenteng mga pores, na binabawasan ang maliwanag na density ng mortar. . Ang lakas ng compressive at flexural strength ay bumaba nang naaayon.

Ito ay makikita na kapag naghahanda ng steel slag sand espesyal na mortar na may mataas na pagkalikido, mataas na rate ng pagpapanatili ng tubig at mataas na lakas, inirerekomenda na gamitin ang HPMC6000, at ang dosis ay hindi dapat higit sa 0.20%.

sa konklusyon

Ang mga epekto ng dalawang viscosities ng cellulose ethers (HPMC200 at HPMC6000) sa water retention, fluidity, compressive at flexural strength ng steel slag sand mortar ay pinag-aralan sa pamamagitan ng mga eksperimento, at ang mekanismo ng pagkilos ng cellulose ether sa steel slag sand mortar ay nasuri. Ang mga sumusunod na konklusyon:

(1) Anuman ang pagdaragdag ng HPMC2000 o HPMC6000, ang rate ng pagpapanatili ng tubig ng bagong halo-halong steel slag sand mortar ay maaaring makabuluhang mapabuti, at ang pagganap ng pagpapanatili ng tubig nito ay maaaring mapabuti.

(2) Kapag ang dosis ay mas mababa sa 0.20%, ang epekto ng pagdaragdag ng HPMC2000 at HPMC6000 sa pagkalikido ng steel slag sand mortar ay hindi halata. Kapag ang nilalaman ay tumaas sa 0.25% at mas mataas, ang HPMC2000 at HPMC6000 ay may tiyak na negatibong epekto sa pagkalikido ng steel slag sand mortar, at ang negatibong epekto ng HPMC6000 ay mas malinaw.

(3) Ang pagdaragdag ng HPMC2000 at HPMC6000 ay walang malinaw na epekto sa 28-araw na compressive strength ng steel slag sand mortar, ngunit ang HPMC2000 ay may mas malaking negatibong epekto sa maagang compressive strength ng mortar, at ang flexural strength ay halatang hindi pabor. Ang pagdaragdag ng HPMC6000 ay may tiyak na negatibong epekto sa flexural strength ng steel slag-sand mortar sa lahat ng edad, ngunit ang antas ng epekto ay makabuluhang mas mababa kaysa sa HPMC2000.