Вплив ефіру целюлози на утримання води

Метод моделювання навколишнього середовища використовувався для вивчення впливу ефірів целюлози з різним ступенем заміщення та молярного заміщення на водоутримування розчину в гарячих умовах. Аналіз результатів випробувань із застосуванням статистичних інструментів показує, що ефір гідроксіетилметилцелюлози з низьким ступенем заміщення та високим молярним ступенем заміщення демонструє найкраще утримання води в розчині.

Ключові слова: ефір целюлози: утримання води; будівельний розчин; метод моделювання середовища; гарячі умови

Завдяки своїм перевагам у контролі якості, зручності використання та транспортування, а також захисту навколишнього середовища сухий розчин в даний час все ширше використовується в будівництві. Сухий розчин використовується після додавання води та перемішування на будівельному майданчику. Вода виконує дві основні функції: одна полягає в забезпеченні будівельних характеристик розчину, а інша полягає в забезпеченні гідратації цементного матеріалу, щоб розчин міг досягти необхідних фізико-механічних властивостей після затвердіння. Від завершення додавання води до розчину до завершення будівництва до отримання достатніх фізико-механічних властивостей вільна вода буде мігрувати в двох напрямках, окрім гідратації цементу: поглинання основного шару та випаровування поверхні. У жарких умовах або під прямими сонячними променями волога швидко випаровується з поверхні. У жарких умовах або під прямими сонячними променями важливо, щоб розчин швидко утримував вологу з поверхні та зменшував її вільні втрати води. Ключем до оцінки водоутримуваності розчину є визначення відповідного методу випробування. Лі Вей та ін. вивчили метод випробування водоутримування будівельного розчину та виявили, що порівняно з методом вакуумної фільтрації та методом фільтрувального паперу метод моделювання навколишнього середовища може ефективно характеризувати водоутримування розчину за різних температур навколишнього середовища.

Ефір целюлози є найбільш часто використовуваним агентом, що утримує воду, у сухих розчинах. Найбільш часто використовуваними ефірами целюлози в сухих сумішах є гідроксиетилметилцелюлозний ефір (HEMC) і гідроксипропілметилцелюлозний ефір (HPMC). Відповідними замісниками є гідроксиетил, метил і гідроксипропіл, метил. Ступінь заміщення (DS) ефіру целюлози вказує на ступінь заміщення гідроксильної групи в кожній одиниці ангідроглюкози, а ступінь молярного заміщення (MS) вказує на те, що якщо заміщувальна група містить гідроксильну групу, реакція заміщення продовжується до здійснюють реакцію етерифікації з нової вільної гідроксильної групи. ступінь. Хімічна структура та ступінь заміщення ефіру целюлози є важливими факторами, що впливають на транспорт вологи в розчині та мікроструктуру розчину. Збільшення молекулярної маси ефіру целюлози збільшить водоутримання розчину, а різний ступінь заміщення також вплине на водоутримання розчину.

Основними факторами зовнішнього середовища для будівництва сухого розчину є температура навколишнього середовища, відносна вологість, швидкість вітру та кількість опадів. Що стосується жаркого клімату, Комітет 305 ACI (Американського інституту бетону) визначає це як будь-яке поєднання таких факторів, як висока атмосферна температура, низька відносна вологість і швидкість вітру, що погіршує якість або експлуатаційні характеристики свіжого або затверділого бетону за такого типу погоди. Літо в моїй країні часто є піковим сезоном для будівництва різних будівельних об’єктів. Будівництво в жаркому кліматі з високою температурою та низькою вологістю, особливо частина розчину за стіною може бути піддана впливу сонячного світла, що вплине на свіже замішування та твердіння сухого розчину. Значний вплив на продуктивність, такий як зниження працездатності, зневоднення та втрата сили. Спосіб забезпечення якості сухого розчину в будівництві з жарким кліматом привернув увагу та дослідження техніків будівельної промисловості та будівельного персоналу.

У цій статті метод моделювання навколишнього середовища використовується для оцінки водоутримуваності розчину, змішаного з ефіром гідроксиетилметилцелюлози та ефіром гідроксипропілметилцелюлози з різними ступенями заміщення та молярного заміщення при 45°C.℃, і використовується статистичне програмне забезпечення JMP8.02 аналізує дані випробувань для вивчення впливу різних ефірів целюлози на водоутримування розчину в гарячих умовах.

1. Сировина та методи випробувань

1.1 Сировина

Цемент Conch P. 042.5, кварцовий пісок 50-100 меш, ефір гідроксиетилметилцелюлози (HEMC) і ефір гідроксипропілметилцелюлози (HPMC) з в'язкістю 40000 мПа·с. Щоб уникнути впливу інших компонентів, у тесті використовується спрощена формула розчину, що включає 30% цементу, 0,2% ефіру целюлози та 69,8% кварцового піску, а кількість доданої води становить 19% від загальної суміші розчину. Обидва є масовими співвідношеннями.

1.2 Метод екологічного моделювання

Випробувальний пристрій методу симуляції навколишнього середовища використовує йодо-вольфрамові лампи, вентилятори та камери навколишнього середовища для імітації зовнішньої температури, вологості та швидкості вітру тощо, щоб перевірити різницю в якості свіжозмішаного розчину за різних умов і перевірити водостійкість розчину. У цьому експерименті метод тестування в літературі було вдосконалено, і комп’ютер підключено до ваг для автоматичного запису та тестування, тим самим зменшуючи експериментальну помилку.

Тест проводився в стандартній лабораторії [температура (23±2)°С, відносна вологість (50±3)%] з використанням неабсорбуючого базового шару (пластикова чашка з внутрішнім діаметром 88 мм) при температурі опромінення 45°C. Метод випробування такий:

(1) Коли вентилятор вимкнено, увімкніть йодо-вольфрамову лампу та поставте пластиковий посуд у фіксованому положенні вертикально під йодо-вольфрамовою лампою для попереднього нагрівання протягом 1 години;

(2) Зважте пластиковий посуд, потім помістіть розмішаний розчин у пластиковий посуд, розрівняйте його відповідно до необхідної товщини, а потім зважте;

(3) Поверніть пластиковий посуд у вихідне положення, і програмне забезпечення керує вагами для автоматичного зважування кожні 5 хвилин, і тест завершується через 1 годину.

2. Результати та їх обговорення

Результати розрахунку водоутримуваності R0 розчину, змішаного з різними ефірами целюлози, після опромінення при 45°C протягом 30 хв.

Наведені вище тестові дані були проаналізовані за допомогою продукту JMP8.02 групи статистичного програмного забезпечення SAS Company, щоб отримати надійні результати аналізу. Процес аналізу виглядає наступним чином.

2.1 Регресійний аналіз і підгонка

Підгонку моделі виконували стандартними методами найменших квадратів. Порівняння між виміряним значенням і прогнозованим значенням показує оцінку підгонки моделі, і воно повністю відображається графічно. Дві пунктирні криві представляють «95% довірчий інтервал», а пунктирна горизонтальна лінія представляє середнє значення всіх даних. Пунктирна крива та Перетин штрихових горизонтальних ліній вказує на те, що псевдостадія моделі типова.

Конкретні значення для підгонки підсумку та ANOVA. У відповідному підсумку Р² досягло 97%, а значення P у дисперсійному аналізі було набагато менше 0,05. Поєднання двох умов також показує, що підгонка моделі є важливою.

2.2 Аналіз факторів впливу

У рамках цього експерименту, за умови 30 хвилин опромінення, відповідні фактори впливу є такими: з точки зору окремих факторів, значення p, отримані за типом ефіру целюлози та молярним ступенем заміщення, менші за 0,05 , який показує, що другий Останній має значний вплив на водоутримання будівельного розчину. Що стосується взаємодії, з експериментальних результатів відповідного аналізу результати впливу типу ефіру целюлози, ступеня заміщення (Ds) і ступеня молярного заміщення (MS) на водоутримування розчину, тип ефіру целюлози та ступінь заміщення. Взаємодія між ступенем заміщення та молярним ступенем заміщення має значний вплив на водоутримування будівельного розчину, оскільки р-значення обох менше 0,05. Взаємодія факторів свідчить про те, що взаємодія двох факторів описується більш інтуїтивно. Хрестик вказує на те, що вони мають сильну кореляцію, а паралелізм вказує на те, що вони мають слабку кореляцію. На діаграмі взаємодії факторів візьміть площуα де, наприклад, вертикальний тип і латеральний ступінь заміщення взаємодіють, два сегменти лінії перетинаються, вказуючи на те, що кореляція між типом і ступенем заміщення сильна, а в області b, де вертикальний тип і молярний латеральний ступінь заміщення взаємодіючи, два відрізки ліній мають тенденцію бути паралельними, що вказує на слабку кореляцію між типом і молярним заміщенням.

2.3 Прогноз утримання води

На основі моделі підгонки, відповідно до всебічного впливу різних ефірів целюлози на водоутримування будівельного розчину, водоутримування будівельного розчину прогнозується програмним забезпеченням JMP, а також знайдено комбінацію параметрів для найкращого водовтримування будівельного розчину. Прогноз утримання води показує комбінацію найкращого водоутримання будівельного розчину та тенденції його розвитку, тобто HEMC кращий, ніж HPMC у порівнянні типів, середня та низька заміна краща, ніж висока заміна, а середня та висока заміна краща, ніж низька заміна у молярному заміщенні, але в цій комбінації між ними немає істотної різниці. Підсумовуючи, ефіри гідроксиетилметилцелюлози з низьким ступенем заміщення та високим ступенем молярного заміщення показали найкраще утримання води в розчині при 45℃. За такої комбінації прогнозоване значення утримання води, задане системою, становить 0,611736±0,014244.

3. Висновок

(1) Як важливий єдиний фактор, тип ефіру целюлози має значний вплив на водоутримання будівельного розчину, і гідроксиетилметилцелюлозний ефір (HEMC) кращий, ніж гідроксипропілметилцелюлозний ефір (HPMC). Це показує, що різниця в типі заміщення призведе до різниці в утриманні води. У той же час тип ефіру целюлози також взаємодіє зі ступенем заміщення.

(2) Як важливий одиничний фактор впливу, молярний ступінь заміщення ефіру целюлози зменшується, а водоутримування будівельного розчину має тенденцію до зменшення. Це показує, що оскільки бічний ланцюг замісної групи ефіру целюлози продовжує проходити реакцію етерифікації з вільною гідроксильною групою, це також призведе до відмінностей у утриманні води розчином.

(3) Ступінь заміщення ефірів целюлози взаємодіє з типом і молярним ступенем заміщення. Між ступенем заміщення та типом, у разі низького ступеню заміщення, утримання води HEMC краще, ніж у HPMC; у разі високого ступеня заміщення різниця між HEMC і HPMC не велика. Для взаємодії між ступенем заміщення та молярним заміщенням у випадку низького молярного ступеня заміщення утримання води з низьким молярним ступенем заміщення краще, ніж з високим молярним ступенем заміщення; Різниця не велика.

(4) Розчин, змішаний з ефіром гідроксиетилметилцелюлози з низьким ступенем заміщення та високим ступенем молярного заміщення, продемонстрував найкраще утримання води в гарячих умовах. Проте, як пояснити вплив типу ефіру целюлози, ступеня заміщення та молярного ступеня заміщення на водоутримування розчину, питання механіки в цьому аспекті все ще потребує подальшого вивчення.