Hidroksietil metilselülozun (HEMC) viskozite değişimi, modifiye edilip edilmemesi ve içerik değişimi gibi faktörlerin taze çimento harcının akma gerilimi ve plastik viskozitesi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Modifiye edilmemiş HEMC için, viskozite ne kadar yüksek olursa, harcın akma gerilimi ve plastik viskozitesi o kadar düşük olur; değiştirilmiş HEMC'nin viskozite değişiminin harcın reolojik özellikleri üzerindeki etkisi zayıflar; Modifiye edilmiş olsun ya da olmasın, HEMC'nin viskozitesi ne kadar yüksek olursa, harcın akma gerilmesi ve plastik viskozite gelişiminin geciktirici etkisi daha belirgindir. HEMC içeriği %0,3'ten büyük olduğunda, içeriğin artmasıyla harcın akma gerilimi ve plastik viskozitesi artar; HEMC içeriği büyük olduğunda harcın akma gerilimi zamanla azalır ve plastik viskozite aralığı zamanla artar.
Anahtar kelimeler: Hidroksietil metilselüloz, taze harç, reolojik özellikler, akma gerilimi, plastik viskozite
I. Giriş
Harç inşaat teknolojisinin gelişmesiyle birlikte mekanize inşaata giderek daha fazla önem verilmektedir. Uzun mesafeli dikey taşıma, pompalanan harç için yeni gereklilikleri ortaya çıkarmaktadır: pompalama işlemi boyunca iyi akışkanlık korunmalıdır. Bu, harcın akışkanlığını etkileyen faktörleri ve kısıtlayıcı koşulları incelemeyi gerektirir ve ortak yöntem, harcın reolojik parametrelerini gözlemlemektir.
Harcın reolojik özellikleri esas olarak hammaddelerin niteliğine ve miktarına bağlıdır. Selüloz eter, endüstriyel harçta yaygın olarak kullanılan ve harcın reolojik özellikleri üzerinde büyük etkiye sahip olan bir katkı maddesidir, bu nedenle yurtiçi ve yurtdışındaki bilim adamları bu konuda bazı araştırmalar yürütmüştür. Özetle şu sonuçlara varılabilir: Selüloz eter miktarındaki artış, harcın başlangıç torkunda artışa neden olacak, ancak bir süre karıştırıldıktan sonra harcın akış direnci bunun yerine azalacaktır (1) ; Başlangıç akışkanlığı temelde aynı olduğunda, önce harcın akışkanlığı kaybolacaktır. azaldıktan sonra arttı (2); harcın akma mukavemeti ve plastik viskozitesinin önce azalma sonra artma eğilimi gösterdiği, selüloz eterin harç yapısının tahribatını teşvik ettiği ve tahribattan yeniden yapılanmaya kadar geçen süreyi uzattığı (3); Eter ve koyulaştırılmış toz daha yüksek viskoziteye ve stabiliteye vb. sahiptir (4). Ancak yukarıdaki çalışmaların hala eksiklikleri var:
Farklı bilim adamlarının ölçüm standartları ve prosedürleri tek tip değildir ve test sonuçları doğru bir şekilde karşılaştırılamaz; cihazın test aralığı sınırlıdır ve ölçülen harcın reolojik parametreleri küçük bir değişiklik aralığına sahiptir ve bu da geniş çapta temsili değildir; farklı viskozitelere sahip selüloz eterler üzerinde karşılaştırmalı testlerin eksikliği; Etkileyen birçok faktör vardır ve tekrarlanabilirlik iyi değildir. Son yıllarda Viskomat XL harç reometresinin ortaya çıkışı, harcın reolojik özelliklerinin doğru bir şekilde belirlenmesinde büyük kolaylık sağlamıştır. Yüksek otomatik kontrol seviyesi, geniş kapasite, geniş test aralığı ve gerçek koşullara daha uygun test sonuçları gibi avantajlara sahiptir. Bu yazıda, bu tür bir cihazın kullanımına dayanarak, mevcut bilim adamlarının araştırma sonuçları sentezlenmiş ve test programı, farklı türdeki ve viskozitelerdeki hidroksietil metilselülozun (HEMC) harcın reolojisi üzerindeki etkisini incelemek için formüle edilmiştir. daha geniş bir dozaj aralığı. performans etkisi.
2. Taze çimento harcının reolojik modeli
Reolojinin çimento ve beton bilimine dahil edilmesinden bu yana, çok sayıda çalışma taze beton ve harcın Bingham akışkanı olarak kabul edilebileceğini göstermiştir ve Banfill, harcın reolojik özelliklerini tanımlamak için Bingham modelinin kullanılmasının fizibilitesini daha da detaylandırmıştır (5). Bingham modelinin reolojik denklemi τ=τ0+μγ'da τ kayma gerilimi, τ0 akma gerilimi, μ plastik viskozite ve γ kayma hızıdır. Bunlar arasında τ0 ve μ en önemli iki parametredir: τ0, çimento harcının akmasını sağlayabilecek minimum kayma gerilimidir ve yalnızca τ>τ0 harç üzerine etki ettiğinde harç akabilir; μ, harcın akması sırasındaki viskoz direnci yansıtır. μ ne kadar büyük olursa, harç o kadar yavaş akar [3]. Hem τ0 hem de μ'nin bilinmediği durumda, kayma gerilmesinin hesaplanabilmesi için en az iki farklı kayma hızının ölçülmesi gerekir (6).
Belirli bir harç reometresinde, bıçak dönüş hızı N'nin ayarlanması ve harcın kesme direnci tarafından oluşturulan tork T'nin ölçülmesiyle elde edilen NT eğrisi, Bingham modeline uygun başka bir T=g+ denklemini hesaplamak için de kullanılabilir. Nh'nin g ve h'si. g akma gerilimi τ0 ile orantılıdır, h plastik viskozite μ ile orantılıdır ve τ0 = (K/G)g, μ = ( l / G ) h , burada G aletle ilgili bir sabittir ve K, bilinen akıştan geçirilmesi, kayma hızıyla özellikleri değişen akışkanın düzeltilmesiyle elde edilir[7]. Kolaylık sağlamak adına, bu makale doğrudan g ve h'yi ele almakta ve harcın akma gerilimi ve plastik viskozitesinin değişen yasasını yansıtmak için g ve h'nin değişen yasasını kullanmaktadır.
3. Test
3.1 Hammaddeler
3.2 kum
Kuvars kumu: kaba kum 20-40 mesh, orta kum 40-70 mesh, ince kum 70-100 mesh olup üçü 2:2:1 oranında karıştırılır.
3.3 Selüloz eter
Hidroksietil metilselüloz HEMC20 (viskozite 20000 mPa·s), HEMC25 (viskozite 25000 mPa·s), HEMC40 (viskozite 40000 mPa·s) ve HEMC45 (viskozite 45000 mPa·s), bunlardan HEMC25 ve HEMC45 değiştirilmiş bir selüloz eterdir.
3.4 Suyun karıştırılması
musluk suyu.
3.5 Test planı
Kireç-kum oranı 1:2,5 olup, su tüketimi çimento tüketiminin %60'ı, HEMC içeriği ise çimento tüketiminin %0-1,2'si oranında sabitlenmiştir.
Öncelikle doğru şekilde tartılmış çimentoyu, HEMC'yi ve kuvars kumunu eşit bir şekilde karıştırın, ardından karıştırma suyunu GB/T17671-1999'a göre ekleyin ve karıştırın ve ardından test etmek için Viskomat XL harç reometresini kullanın. Test prosedürü şu şekildedir: hız, 0~5 dakikada 0'dan 80 rpm'ye, 5~7 dakikada 60 rpm'ye, 7~9 dakikada 40 rpm'ye, 9~11 dakikada 20 rpm'ye, 11~13 dakikada 10 rpm'ye ve 13~15 dakikada 5 rpm'ye hızla artırılır, 15~30 dakika, hız 0 rpm'dir ve ardından yukarıdaki prosedüre göre her 30 dakikada bir döngü yapılır ve toplam test süresi 120 dakikadır.
4. Sonuçlar ve tartışma
4.1 HEMC viskozite değişiminin çimento harcının reolojik özelliklerine etkisi
(HEMC miktarı çimento kütlesinin %0,5'idir), buna uygun olarak harcın akma gerilimi ve plastik viskozitesinin değişim yasasını yansıtır. HEMC40'ın viskozitesi HEMC20'den daha yüksek olmasına rağmen HEMC40 ile karıştırılan harcın akma gerilimi ve plastik viskozitesinin HEMC20 ile karıştırılan harca göre daha düşük olduğu; HEMC45'in viskozitesi HEMC25'e göre %80 daha yüksek olmasına rağmen harcın akma sınırı biraz daha düşük olup, plastik viskozitesi ise 90 dakika sonra artış görülmüştür. Bunun nedeni, selüloz eterin viskozitesi ne kadar yüksek olursa, çözünme hızı o kadar yavaş olur ve onunla hazırlanan harcın nihai viskoziteye ulaşması da o kadar uzun sürer [8]. Ayrıca testte aynı anda HEMC40 ile karıştırılan harcın kütle yoğunluğunun HEMC20 ile karıştırılan harcın kütle yoğunluğundan, HEMC45 ile karıştırılan harcın ise HEMC25 ile karıştırılan harcın kütle yoğunluğundan daha düşük olduğu, HEMC40 ve HEMC45'in daha fazla hava kabarcığı yarattığını, harçtaki hava kabarcıklarının "Top" etkisine sahip olduğunu, bunun da harcın akış direncini azalttığını belirten Dr.
HEMC40 eklendikten sonra harcın akma gerilimi 60 dakika sonra dengeye ulaştı ve plastik viskozite arttı; HEMC20 ilave edildikten sonra harcın akma gerilimi 30 dakika sonra dengeye ulaştı ve plastik viskozite arttı. Bu, HEMC40'ın harç akma gerilimi ve plastik viskozite gelişimi üzerinde HEMC20'ye göre daha büyük bir geciktirici etkiye sahip olduğunu ve nihai viskoziteye ulaşmasının daha uzun sürdüğünü göstermektedir.
HEMC45 ile karıştırılan harcın akma gerilimi 0 dakikadan 120 dakikaya düştü ve plastik viskozite 90 dakika sonra arttı; HEMC25 ile karıştırılan harcın akma sınırının 90 dakika sonra arttığı, plastik viskozitenin ise 60 dakika sonra arttığı görülmüştür. Bu, HEMC45'in harç akma gerilimi ve plastik viskozite gelişimini HEMC25'e göre daha fazla geciktirici etkiye sahip olduğunu ve nihai viskoziteye ulaşmak için gereken sürenin de daha uzun olduğunu göstermektedir.
4.2 HEMC içeriğinin çimento harcının akma dayanımına etkisi
Test sırasında harcın akma gerilmesini etkileyen faktörler şunlardır: harcın delaminasyonu ve akması, karıştırma nedeniyle yapının bozulması, hidratasyon ürünlerinin oluşması, harçta serbest nemin azalması ve selüloz eterin geciktirici etkisi. Selüloz eterin geciktirici etkisi için daha genel kabul gören görüş, bunu katkıların adsorpsiyonu ile açıklamaktır.
HEMC40 eklendiğinde ve içeriği %0,3'ten az olduğunda, HEMC40 içeriğinin artmasıyla harcın akma sınırının giderek azaldığı; HEMC40 içeriği %0,3'ten büyük olduğunda harç akma gerilimi giderek artar. Selüloz eter içermeyen harcın akması ve delaminasyonu nedeniyle agregalar arasında yağlamayı sağlayacak kadar çimento hamuru kalmaz, bu da akma gerilmesinin artmasına ve akma zorluğuna neden olur. Selüloz eterin uygun şekilde eklenmesi, harcın delaminasyon olayını etkili bir şekilde iyileştirebilir ve ortaya çıkan hava kabarcıkları, harcın akma gerilimini azaltabilen ve akmasını kolaylaştırabilen küçük "toplara" eşdeğerdir. Selüloz eterin içeriği arttıkça sabit nem içeriği de giderek artar. Selüloz eter içeriği belirli bir değeri aştığında, serbest nemin azaltılmasının etkisi başrol oynamaya başlar ve harcın akma sınırı giderek artar.
HEMC40 miktarı %0,3'ten az olduğunda, harcın akma gerilimi 0-120 dakika içinde kademeli olarak azalır, bu esas olarak harcın giderek ciddileşen katmanlara ayrılmasıyla ilgilidir, çünkü bıçak ile malzemenin tabanı arasında belirli bir mesafe vardır. alet ve agrega delaminasyondan sonra dibe batar, üst direnç küçülür; HEMC40 içeriği %0,3 olduğunda harç neredeyse hiç katmanlara ayrılmaz, selüloz eterin adsorpsiyonu sınırlıdır, hidrasyon baskındır ve akma gerilimi belirli bir artışa sahiptir; HEMC40 içeriği: Selüloz eter içeriği %0,5-%0,7 olduğunda, selüloz eterin adsorpsiyonu giderek artar, hidratasyon oranı düşer ve harcın akma gerilmesinin gelişme eğilimi değişmeye başlar; Yüzeyde hidratasyon oranı daha düşük olduğundan harcın akma dayanımı zamanla azalır.
4.3 HEMC içeriğinin çimento harcının plastik viskozitesi üzerindeki etkisi
HEMC40 ilave edildikten sonra HEMC40 içeriğinin artmasıyla harcın plastik viskozitesinin giderek arttığı görülmektedir. Bunun nedeni, selüloz eterin, sıvının viskozitesini artırabilen koyulaştırıcı bir etkiye sahip olmasıdır ve dozaj ne kadar yüksek olursa, harcın viskozitesi de o kadar yüksek olur. Harcın plastik viskozitesinin %0,1 HEMC40 ilavesinden sonra azalmasının nedeni aynı zamanda hava kabarcıklarının girmesinin "top" etkisi ve harcın kanamasının ve tabakalara ayrılmasının azalmasıdır.
Selüloz eter eklenmeyen sıradan harcın plastik viskozitesi zamanla kademeli olarak azalır; bu aynı zamanda harcın katmanlaşmasından kaynaklanan üst kısmın daha düşük yoğunluğunun da etkisidir; HEMC40 içeriği %0,1-%0,5 olduğunda, harç yapısı nispeten tekdüzedir ve harç yapısı 30 dakika sonra nispeten tekdüzedir. Plastik viskozite çok fazla değişmez. Şu anda esas olarak selüloz eterin kendisinin viskozite etkisini yansıtmaktadır; HEMC40 içeriği %0,7'den büyük olduktan sonra harcın plastik viskozitesi zamanın artmasıyla birlikte kademeli olarak artar çünkü harcın viskozitesi aynı zamanda selüloz eterin viskozitesiyle de ilişkilidir. Selüloz eter çözeltisinin viskozitesi, karıştırmanın başlamasından sonra belirli bir süre içinde kademeli olarak artar. Dozaj ne kadar büyük olursa, zamanla artışın etkisi de o kadar belirgin olur.
V. Sonuç
HEMC'nin viskozite değişimi, modifiye edilip edilmediği ve dozaj değişikliği gibi faktörler, akma gerilimi ve plastik viskozite olmak üzere iki parametre tarafından yansıtılabilen harcın reolojik özelliklerini önemli ölçüde etkileyecektir.
Değiştirilmemiş HEMC için, viskozite ne kadar yüksek olursa, harcın akma gerilimi ve plastik viskozitesi 0-120 dakika içinde o kadar düşük olur; değiştirilmiş HEMC'nin viskozite değişiminin harcın reolojik özellikleri üzerindeki etkisi, değiştirilmemiş HEMC'ninkinden daha zayıftır; Değişiklik ne olursa olsun, kalıcı olsun ya da olmasın, HEMC'nin viskozitesi ne kadar büyük olursa, harç akma gerilmesi ve plastik viskozitesinin gelişmesi üzerindeki geciktirici etkisi de o kadar belirgin olur.
40000 mPa·s viskoziteye sahip ve içeriği %0,3'ün üzerinde olan HEMC40 eklendiğinde harcın akma gerilimi giderek artar; içerik %0,9'u aştığında harcın akma sınırı zamanla kademeli olarak azalma eğilimi göstermeye başlar; HEMC40 içeriğinin artmasıyla plastik viskozitesi artar. İçeriğin %0,7'den büyük olması durumunda harcın plastik viskozitesi zamanla kademeli olarak artma eğilimi göstermeye başlar.
Gönderim zamanı: 24 Kasım 2022