Әйләнә-тирә температураның целлюлоза эфиры үзгәртелгән гипсның эш мөмкинлегенә йогынтысы

Төрле тирә температурада целлюлоза эфиры үзгәртелгән гипсның эшләнеше бик төрле, ләкин аның механизмы ачык түгел. Cellеллюлоза эфирының реологик параметрларга һәм төрле тирә температурада гипс суын тотуга тәэсире өйрәнелде. Сыек фазада целлюлоза эфирының гидродинамик диаметры динамик яктылык тарату ысулы белән үлчәнде, һәм тәэсир итү механизмы тикшерелде. Нәтиҗә шуны күрсәтә: целлюлоза эфиры гипска яхшы су саклаучы һәм калындыргыч эффект бирә. Cellеллюлоза эфирының артуы белән, эремчекнең ябышлыгы арта һәм су саклау сыйфаты арта. Ләкин, температураның күтәрелүе белән, үзгәртелгән гипс сазының су саклау сыйфаты билгеле бер дәрәҗәдә кими, реологик параметрлар да үзгәрә. Cellеллюлоза эфир коллоид ассоциациясе су транспорт каналын блоклап су тотуга ирешә алуын исәпкә алып, температураның күтәрелүе целлюлоза эфиры җитештергән зур күләмле ассоциациянең таркалуына китерергә мөмкин, шулай итеп су саклауны һәм үзгәртелгән гипсның эш нәтиҗәләрен киметергә мөмкин.

Төп сүзләр:гипс; Cellеллюлоза эфиры; Температура; Су тоту; реология

0. Кереш сүз

Гипс, яхшы төзелеш һәм физик үзенчәлекләре булган экологик чиста материал буларак, бизәлеш проектларында киң кулланыла. Гипс нигезендәге материалларны кулланганда, су саклаучы агент, гадәттә, гидратлашу һәм катыру процессында су югалмасын өчен, сазлыкны үзгәртү өчен өстәлә. Cellеллюлоза эфиры - хәзерге вакытта иң киң таралган су саклаучы агент. Чөнки ион CE Ca2 + белән реакцияләнәчәк, еш ион булмаган CE кулланачак, мәсәлән: гидроксипропил метил целлюлоза эфиры, гидроксиетил метил целлюлоза эфиры һәм метил целлюлоза эфиры. Дипорация инженериясендә гипсны яхшырак куллану өчен целлюлоза эфиры үзгәртелгән гипсның үзлекләрен өйрәнү мөһим.

Cellеллюлоза эфиры - билгеле бер шартларда алкалы целлюлозасы һәм эфирлаштыручы агент реакциясе белән җитештерелгән югары молекуляр кушылма. Төзелеш инженериясендә кулланылган неоник целлюлоза эфиры яхшы дисперсиягә, су тотуга, бәйләүгә һәм калынлаштыру эффектына ия. Cellеллюлоза эфирының кушылуы гипсның су тотуына бик ачык тәэсир итә, ләкин гипс каты тәннең бөкләнү һәм кысу көче дә өстәмә күләмнең артуы белән бераз кими. Чөнки целлюлоза эфирының билгеле бер һава кертү эффекты бар, ул пычрак кушылу процессында күбекләр кертәчәк, шулай итеп каты тәннең механик үзлекләрен киметә. Шул ук вакытта, бик күп целлюлоза эфиры гипс катнашмасын бик ябыштырачак, нәтиҗәдә аның төзелеше.

Гипсның гидратлаштыру процессын дүрт этапка бүлеп була: кальций сульфат гемигидратын таркату, кальций сульфат диhидратының кристалллаштыру нуклеяциясе, кристалл ядрәнең үсүе һәм кристалл структурасы. Гипсның гидратлашу процессында, гипс кисәкчәләре өслегендә adsorbing булган целлюлоза эфирының гидрофилик функциональ төркеме су молекулаларының бер өлешен төзәтәчәк, шулай итеп гипс гидратлашуның нуклеация процессын кичектерәчәк һәм гипсның билгеләнгән вакытын озайта. SEM күзәтүе аша, Мроз целлюлоза эфиры булуы кристаллларның үсешен тоткарлаган булса да, кристаллларның каплануын һәм агрегатын арттырганын ачыклады.

Cellеллюлоза эфирында гидрофилик төркемнәр бар, шуңа күрә ул билгеле бер гидрофиликага ия, полимер озын чылбыр бер-берсе белән үзара бәйләнештә тора, шулай итеп ул югары ябышлыклы, икесенең үзара тәэсире целлюлозаны гипс катнашмасына яхшы су саклаучы калынлык эффекты итә. Буличен цементтагы целлюлоза эфирының су тоту механизмын аңлатты. Аз катнашканда, целлюлоза эфиры цементка кертелә, су эчендәге су сеңдерү өчен һәм су тотуга ирешү өчен шешү белән бергә. Бу вакытта су тоту начар. Dгары доза, целлюлоза эфиры берничә микрон коллоид полимерга йөзләгән нанометр формалаштырачак, тишек эчендәге гель системасын эффектив блоклый, су эффектив саклануга ирешә. Гипстагы целлюлоза эфирының эш механизмы цементтагы кебек, ләкин SO42 - гипс сыеклыкның сыек фазасында концентрация целлюлозаның су саклау эффектын зәгыйфьләндерәчәк.

Aboveгарыдагы эчтәлеккә нигезләнеп, целлюлоза эфиры үзгәртелгән гипс буенча хәзерге тикшеренүләр күбесенчә гипс катнашлыгында целлюлоза эфирының гидратлаштыру процессына, су тоту үзенчәлекләренә, каты организмның механик үзлекләренә һәм микросруктурасына, һәм целлюлоза эфир механизмына юнәлтелгәнен табарга мөмкин. су тоту. Ләкин, югары температурада целлюлоза эфиры һәм гипс эремчек арасындагы үзара бәйләнешне өйрәнү әле дә җитәрлек түгел. Cellеллюлоза эфирлы су эремәсе билгеле бер температурада гелатизацияләнәчәк. Температура арта барган саен, целлюлоза эфирлы су эремәсенең ябышлыгы әкренләп кимиячәк. Желатинизация температурасы җиткәч, целлюлоза эфиры ак гельгә әйләнәчәк. Мәсәлән, җәйге төзелештә әйләнә-тирә температура югары, целлюлоза эфирының җылылык гел үзлекләре үзгәртелгән гипс эремчесенең эш үзгәрүенә китерергә тиеш. Бу эш системалы экспериментлар ярдәмендә температураның күтәрелүенең целлюлоза эфиры үзгәртелгән гипс материалының эш көченә тәэсирен өйрәнә, һәм целлюлоза эфиры үзгәртелгән гипсны практик куллану өчен җитәкчелек бирә.

1. Эксперимент

1.1 Чимал

Гипс - Пекин Экологик Өй Группасы тарафыннан бирелгән type типтагы табигый төзелеш гипсы.

Шаньдун Йитенг Группасыннан сайланган целлюлоза эфиры, гидроксипропил метил целлюлоза эфиры, 75,000 mPa · s өчен продукт спецификасы, 100,000 mPa · s һәм 200000mPa · s, геляция температурасы 60 above тан югары. Лим кислотасы гипс саклаучы итеп сайланган.

1.2 Реология тесты

Кулланылган реологик сынау коралы - BROOKFIELD АКШ җитештергән RST⁃CC реометры. Пластик ябышлык һәм гипс эремчегенең кыру стрессы кебек реологик параметрлар MBT⁃40F⁃0046 үрнәк контейнер һәм CC3⁃40 роторы белән билгеләнде, һәм мәгълүматлар RHE3000 программа тәэминаты белән эшкәртелде.

Гипс катнашмасының характеристикалары Bingham сыеклыгының реологик тәртибенә туры килә, ул гадәттә Bingham моделе ярдәмендә өйрәнелә. Ләкин, полимер-модификацияләнгән гипска кушылган целлюлоза эфирының псевдопластиклыгы аркасында, эретелгән катнашма, гадәттә, билгеле бер кыру үзенчәлеген күрсәтә. Бу очракта үзгәртелгән Bingham (M⁃B) моделе гипсның реологик кәкресен яхшырак сурәтли ала. Гипсның кырылган деформациясен өйрәнү өчен, бу әсәр шулай ук ​​Herschel⁃Bulkley (H⁃B) моделен куллана.

1.3 Су тоту тесты

Тест процедурасы GB / T28627⁃2012 штукатур гипс. Температура белән үзгәрүчән буларак эксперимент вакытында гипс мичтә тиешле температурада 1 сәгать алдан җылытылды, һәм экспериментта кулланылган катнаш су даими температура су мунчасында тиешле температурада 1 сәгать җылытылды, һәм кулланылган корал. җылытылган.

1.4 Гидродинамик диаметр тесты

Сыек фазада HPMC полимер ассоциациясенең гидродинамик диаметры (D50) динамик яктылык таратучы кисәкчәләр зурлыгы анализаторы ярдәмендә үлчәнде (Malvern Zetasizer NanoZS90).

2. Нәтиҗә һәм фикер алышу

2.1 HPMC үзгәртелгән гипсның реологик үзлекләре

Күренгән ябышлык - кыру стрессының сыеклыкта эшләгән кыру тизлегенә чагыштырмасы һәм Ньютон булмаган сыеклыклар агымын характерлаучы параметр. Modifiedзгәртелгән гипс эремчекнең күренеп торган ябышлыгы өч төрле спецификация буенча целлюлоза эфирының эчтәлеге белән үзгәрде (75000mPa · s, 100,000mpa · s һәм 200000mPa · s). Тест температурасы 20 was иде. Реометрның кыру тизлеге 14мин-1 булганда, HPMC кушылуы арту белән гипс эремчекнең ябышлыгы артуын, һәм HPMC ябышлыгы никадәр югары булса, үзгәртелгән гипс эремчекнең ябышлыгы шулкадәр югары булачагын табарга мөмкин. Бу HPMC-ның гипс пычракка ачык калынлашу һәм вискозификация эффектын күрсәтә. Гипс плитасы һәм целлюлоза эфиры - билгеле бер ябышлыклы матдәләр. Modifiedзгәртелгән гипс катнашмасында целлюлоза эфиры гипс гидратлаштыру продуктлары өстендә adsorbed була, һәм целлюлоза эфиры белән формалашкан челтәр һәм гипс катнашмасы формалашкан челтәр үзара бәйләнгән, нәтиҗәдә "суперпозиция эффекты" барлыкка килә, бу гомуми ябышлыкны сизелерлек яхшырта. үзгәртелгән гипс материал.

Чиста гипс (G⁃H) һәм үзгәртелгән гипс (G⁃H) пастасының кыру ⁃ стресс сызыклары, яңадан каралган Bingham (M⁃B) моделеннән алынганча, 75000mPa · s-HPMC белән допедланган. Кисү темпының артуы белән, катнашманың кыру стрессы да арта. Төрле температурада пластик ябышлык (ηp) һәм чиста гипс һәм HPMC үзгәртелгән гипсның кыру стрессы (τ0) кыйммәтләре алына.

Төрле температурада саф гипс һәм HPMC үзгәртелгән гипсның пластик ябышлыгы (ηp) һәм кыру стрессы (τ0) кыйммәтләреннән, HPMC үзгәртелгән гипсның уңыш стрессының температураның артуы белән өзлексез кимүен һәм уңышның кимүен күреп була. стресс 60 at белән 20% белән чагыштырганда 33% кимиячәк. Пластик ябышлык сызыгын күзәтеп, үзгәртелгән гипс плитасының пластик ябышлыгы температураның күтәрелүе белән кими. Ләкин, температураның артуы белән уңышның стрессы һәм пластик ябышлыгы температураның артуы белән бераз арта, бу HPMC үзгәртелгән гипс слурының реологик параметрларының үзгәрүе HPMC үзлекләренең үзгәрүе аркасында килеп чыкканын күрсәтә.

Гипс слуриның уңыш стресс бәясе максималь кыру стресс кыйммәтен чагылдыра. Уңышның стресс бәясе никадәр зур булса, гипс слуры тотрыклырак булырга мөмкин. Пластик ябышлык гипс пычракның деформация тизлеген чагылдыра. Пластик ябышлык никадәр зуррак булса, шомыртның кырылу вакыты озынрак булачак. Ахырда, HPMC үзгәртелгән гипс плитасының ике реологик параметры температураның күтәрелүе белән ачыктан-ачык кими, һәм HPMC-ның гипс слурасына калынлашу эффекты зәгыйфьләнә.

Пычракның кыру деформациясе, кыру көченә дучар булганда, кыру калынлыгы яки кырылу нечкә эффектын аңлата. Пычракның деформацион эффектын псевдопластик индекс белән туры китереп була. N <1 булганда, гипс плитасы кыркып бетүен күрсәтә, һәм гипс эретүнең кырылу дәрәҗәсе n кимү белән югарырак була. N. Herschel⁃Bulkley (H⁃B) моделе нигезендә төрле температурада HPMC үзгәртелгән гипс плитасының реологик сызыклары, шулай итеп HPMC үзгәртелгән гипс плитасының псевдопластик индексын алыгыз.

HPMC үзгәртелгән гипс плитасының псевдопластик индексы буенча, HPMC белән кушылган гипс шурының кыру деформациясе кырыйның кимүе, һәм n кыйммәте температураның артуы белән акрынлап арта, бу HPMC үзгәртелгән гипсның кыру нечкәлеген күрсәтә. температура тәэсир иткәндә билгеле бер дәрәҗәдә зәгыйфьләнергә.

Төрле температурада 75000 mPa · HPMC кыру стресс мәгълүматыннан исәпләнгән кырылган ставкасы белән үзгәртелгән гипс эремчекнең күренгән ябышлык үзгәрүләренә нигезләнеп, үзгәртелгән гипс плитасының пластик ябышлыгы кыру тизлеге арту белән тиз кими, H⁃B моделенең туры килүен раслый. Modifiedзгәртелгән гипс плитасы кыркып бетү үзенчәлекләрен күрсәтте. Температураның күтәрелүе белән, катнашманың күренгән ябышлыгы билгеле бер дәрәҗәдә түбән кыру темпында кими, бу үзгәртелгән гипс плитасының кыру эффектының зәгыйфьләнгәнен күрсәтә.

Гипс путинны чынбарлыкта кулланганда, гипс чүпрәкне чүпләү процессында җиңел деформацияләнергә һәм ялда тотрыклы булып калырга кирәк, бу гипсның эре кырылу характеристикасына ия булуын таләп итә, һәм HPMC үзгәртелгән гипсның кыру үзгәрүе бик сирәк. билгеле бер дәрәҗәдә, бу гипс материаллары төзелешенә ярдәм итми. HPMC-ның ябышлыгы - мөһим параметрларның берсе, һәм шулай ук ​​катнаш агымның үзгәрүчән характеристикаларын яхшырту өчен калынлашу ролен уйнауның төп сәбәбе. Cellеллюлоза эфиры кайнар гельнең үзлекләренә ия, аның су эремәсенең ябышлыгы температура күтәрелү белән әкренләп кими, һәм гел гел температурасына җиткәч ак гел ява. Cellеллюлоза эфирының үзгәртелгән гипсының температурасы белән үзгәрүе ябышлыкның үзгәрүе белән тыгыз бәйләнештә тора, чөнки калынлашу эффекты целлюлоза эфиры һәм катнаш эремчек суперпозициясе нәтиҗәсе. Практик инженериядә әйләнә-тирә температураның HPMC эшенә йогынтысы каралырга тиеш. Мәсәлән, чимал температурасы җәйнең югары температурасында контрольдә тотылырга тиеш, югары температура аркасында үзгәртелгән гипсның начар эшләве.

2.2 Су тотуHPMC үзгәртелгән гипс

Cellеллюлоза эфирының өч төрле спецификасы белән үзгәртелгән гипс сазын су тоту доза сызыгы белән үзгәртелә. HPMC дозасының артуы белән, гипс сазының су тоту дәрәҗәсе сизелерлек яхшыра, һәм HPMC дозасы 0,3% ка җиткәч, үсеш тенденциясе тотрыклы була. Ниһаять, гипс суларының су тоту дәрәҗәсе 90% ~ 95% тотрыклы. Бу HPMC-ның таш пастасы пастасына ачык су саклаучы эффектын күрсәтә, ләкин дозасы арта барган саен су саклау эффекты яхшырмый. HPMC су тоту ставкасының өч спецификасы зур түгел, мәсәлән, эчтәлеге 0,3% булганда, су тоту дәрәҗәсе 5%, стандарт тайпылыш 2,2. Иң югары ябышлыклы HPMC су тотуның иң югары дәрәҗәсе түгел, һәм иң түбән ябышлыгы булган HPMC иң түбән су тоту дәрәҗәсе түгел. Ләкин, саф гипс белән чагыштырганда, өч HPMC-ның гипс суы өчен су тоту дәрәҗәсе сизелерлек яхшыра, һәм 0,3% эчтәлектә үзгәртелгән гипсның су тоту дәрәҗәсе 95%, 106%, 97% ка арта. буш контроль төркем. Cellеллюлоза эфиры, күрәсең, гипс сазының су тотуын яхшырта ала. HPMC эчтәлегенең артуы белән, HPMC үзгәртелгән гипс эремчекнең су тоту дәрәҗәсе әкренләп туену ноктасына җитә. 10000mPa · sHPMC туену ноктасына 0,3%, 75000mPa · s һәм 20000mPa · HPMC туену ноктасына 0,2% җитте. Нәтиҗә шуны күрсәтә: 75000mPa · HPMC үзгәртелгән гипс суы төрле дозада температура белән үзгәрә. Температураның кимүе белән, HPMC үзгәртелгән гипсның су тоту дәрәҗәсе әкренләп кими, шул ук вакытта саф гипсның су тоту дәрәҗәсе үзгәрешсез кала, бу температураның артуы HPMCның гипска су тоту эффектын зәгыйфьләндерүен күрсәтә. HPMC-ның су тоту дәрәҗәсе температура 20 from 40 increased артканда 31,5% ка кимеде. Температура 40 from 60 ris күтәрелгәч, HPMC үзгәртелгән гипсның су тоту дәрәҗәсе, нигездә, саф гипс белән бертигез, бу HPMCның бу вакытта гипсның су тотуны яхшырту эффектын югалтканын күрсәтә. Джиан Джиан һәм Ван Пеймин целлюлоза эфирының җылылык гел феномены булуын, температураның үзгәрүе ябышу, морфология һәм целлюлоза эфирының adsorbsion үзгәрүенә китерәчәк, бу эре катнашма эшенең үзгәрүенә китерәчәк. Буличен шулай ук ​​HPMC булган цемент эремәләренең динамик ябышлыгы температураның артуы белән кимегәнен ачыклады.

Температураның күтәрелүеннән килгән катнашманы су тотуны үзгәртү целлюлоза эфиры механизмы белән берләштерелергә тиеш. Буличен целлюлоза эфирының цементта су саклап калу механизмын аңлатты. Ementементка нигезләнгән системаларда, HPMC цемент системасы формалашкан “фильтр торт” ның үткәрүчәнлеген киметеп, суда тоту дәрәҗәсен яхшырта. Сыеклык фазасында HPMC-ның билгеле концентрациясе берничә микрон коллоид ассоциациясенә берничә йөз нанометр формалаштырачак, бу билгеле бер полимер структурага ия, су тапшыру каналын эффектив рәвештә бәйләргә, "фильтр торт" үткәрүчәнлеген киметергә, эффектив су тотуга ирешү. Буличен шулай ук ​​гипстагы HPMCSның шул ук механизмны күрсәтүен күрсәтте. Шуңа күрә, HPMC сыек фазада формалашкан ассоциациянең гидромеханик диаметрын өйрәнү HPMCның гипс суын тотуга тәэсирен аңлатырга мөмкин.

2.3 HPMC коллоид ассоциациясенең гидродинамик диаметры

Сыек фазада 75000mPa · HPMC төрле концентрацияле кисәкчәләр тарату кәкреләре, һәм 0,6% концентрациясендә HPMC өч спецификациясенең кисәкчәләр тарату кәкреләре. Бу HPMC кисәкчәләрен тарату сызыгыннан сыек фазада өч спецификациядән күренергә мөмкин, концентрация 0,6% булганда, HPMC концентрациясе арту белән, сыек фазада формалашкан кушылмаларның кисәкчәләр күләме дә арта. Концентрация түбән булганда, HPMC агрегаты белән барлыкка килгән кисәкчәләр кечкенә, һәм HPMC агрегатының кечкенә өлеше якынча 100нм кисәкчәләргә әверелә. HPMC концентрациясе 1% булганда, гидродинамик диаметры якынча 300нм булган коллоид берләшмәләре күп, бу молекуляр каплануның мөһим билгесе. Бу "зур күләмле" полимеризация структурасы катнашмадагы су тапшыру каналын эффектив блоклый, "торт үткәрүчәнлеген" киметә ала, һәм бу концентрациядә гипс катнашмасының тиешле су тотуы да 90% тан артык. Сыек фазада төрле ябышлыклы HPMC-ның гидромеханик диаметрлары, нигездә, бер үк, бу HPMC үзгәртелгән гипс слурының охшашлыгын саклап калу дәрәҗәсен аңлата.

Төрле температурада 1% концентрацияле 75000mPa · s HPMC кисәкчәләренең размерлары. Температураның күтәрелүе белән HPMC коллоид ассоциациясенең бозылуы ачык күренә. 40 at температурада 300нм зур ассоциация бөтенләй юкка чыкты һәм 15нм кечкенә күләмле кисәкчәләргә бүленде. Температураның тагын да артуы белән, HPMC кечерәк кисәкчәләргә әверелә, һәм гипс суларының су тотуы бөтенләй юкка чыга.

HPMC үзлекләренең температураның күтәрелүе белән үзгәрү феномены кайнар гель үзлекләре дип тә атала, булган гомуми караш: түбән температурада HPMC макромолекулалары эремә эретү өчен суда беренче тапкыр таралалар, югары концентрациядәге HPMC молекулалары зур кисәкчәләр ассоциациясен барлыкка китерәчәк. . Температура күтәрелгәч, HPMC гидратлашуы зәгыйфьләнә, чылбырлар арасындагы су акрынлап агып чыга, зур ассоциация кушылмалары әкренләп кечкенә кисәкчәләргә таралалар, эремәнең ябышлыгы кими, һәм геляцияләнгәндә өч үлчәмле челтәр структурасы барлыкка килә. температура җитә, һәм ак гель явым-төшемле.

Бодвик сыек фазада HPMC микросруктурасы һәм adsorbsion үзлекләренең үзгәрүен ачыклады. Буличенның HPMC коллоид ассоциациясе теориясе белән кушылып, су ташу каналын блоклый, температураның күтәрелүе HPMC коллоид берләшмәсе таркалуга китерде, нәтиҗәдә үзгәртелгән гипсның су саклануы кимеде.

3. Йомгаклау

. Бүлмә температурасында калынлык эффекты целлюлоза эфирының ябышлыгы һәм дозасы арту белән ачыклана. Ләкин, температураның күтәрелүе белән, целлюлоза эфирының ябышлыгы кими, калынлашу эффекты зәгыйфьләнә, уңышның кырылу стрессы һәм гипс катнашмасының пластик ябышлыгы кими, псевдопластиклык зәгыйфьләнә, төзелеш милеге начарлана.

(2) Cellеллюлоза эфиры гипсның су тотуын яхшыртты, ләкин температураның күтәрелүе белән үзгәртелгән гипсның су тотуы да сизелерлек кимеде, хәтта 60 at та су тоту эффектын тулысынча югалтачак. Гипс эремчәсенең су тоту дәрәҗәсе целлюлоза эфиры белән сизелерлек яхшырды, һәм HPMC үзгәртелгән гипс слурының төрле ябышлыгы булган дозаның артуы белән акрынлап туену ноктасына җитте. Гипс суын тоту, гадәттә, целлюлоза эфирының ябышлыгына пропорциональ, югары ябышлыкта аз тәэсир итә.

(3) Температура белән целлюлоза эфирының су саклануын үзгәртә торган эчке факторлар сыек фазада целлюлоза эфирының микроскопик морфологиясе белән тыгыз бәйләнгән. Билгеле концентрациядә, целлюлоза эфиры зур коллоид берләшмәләрен формалаштырырга омтыла, гипс катнашмасының су ташу каналын блоклап, югары су тотуга ирешә. Ләкин, температураның күтәрелүе белән, целлюлоза эфирының җылылык геляция үзенчәлеге аркасында, элек формалашкан эре коллоид ассоциациясе яңадан үзгәрә, бу су тоту күрсәткечләренең кимүенә китерә.