Ефір целюлози на шлакопіщаному розчині

Використовуючи P·Цемент марки II 52.5 як цементуючий матеріал і сталевий шлаковий пісок як дрібний заповнювач, сталевий шлаковий пісок з високою текучістю та високою міцністю готується шляхом додавання хімічних добавок, таких як водовідновлювач, латексний порошок і спеціальний піногасник, а також ефекти двох різних в'язкість (2000 мПа·с і 6000 мПа·s) ефіру гідроксипропілметилцелюлози (HPMC) на його утримання води, текучість і міцність були вивчені. Результати показують, що: (1) як HPMC2000, так і HPMC6000 можуть значно підвищити ступінь утримання води свіжозмішаним розчином і покращити його ефективність утримання води; (2) Коли вміст ефіру целюлози низький, вплив на плинність розчину неочевидний. Коли він збільшується до 0,25% або вище, це має певний вплив на плинність будівельного розчину, серед яких ефект погіршення HPMC6000 є більш очевидним; (3) додавання ефіру целюлози не має очевидного впливу на 28-денну міцність будівельного розчину на стиск, але додавання HPMC2000 Невідповідний час, очевидно, несприятливо впливає на міцність на вигин різного віку, і в той же час значно знижує рання (3 доби і 7 діб) міцність розчину на стиск; (4) Додавання HPMC6000 має певний вплив на міцність на вигин різного віку, але зниження було значно нижчим, ніж у HPMC2000. У цій статті вважається, що HPMC6000 слід вибирати при приготуванні спеціального розчину зі сталевого шлаку з високою плинністю, високим рівнем утримання води та високою міцністю, а дозування не повинно перевищувати 0,20%.

Ключові слова:сталеплавильний пісок; ефір целюлози; в'язкість; продуктивність праці; сила

вступ

Сталевий шлак є побічним продуктом виробництва сталі. З розвитком металургійної промисловості щорічний скид сталеливарного шлаку за останні роки збільшився приблизно на 100 мільйонів тонн, і проблема накопичення через несвоєчасне використання ресурсів є дуже серйозною. Тому використання ресурсів та утилізація сталевих шлаків науковими та ефективними методами є проблемою, яку не можна ігнорувати. Сталевий шлак має характеристики високої щільності, твердої текстури та високої міцності на стиск, і його можна використовувати як замінник природного піску в цементному розчині або бетоні. Сталевий шлак також має певну реакційну здатність. Сталевий шлак подрібнюють у порошок певної тонкості (порошок сталевого шлаку). Після змішування з бетоном він може проявляти пуццолановий ефект, який допомагає підвищити міцність розчину та покращити перехід між бетонним заповнювачем і розчином. площі, тим самим збільшуючи міцність бетону. Однак слід звернути увагу на те, що сталевий шлак, який вивантажується без будь-яких заходів, його внутрішній вільний оксид кальцію, вільний оксид магнію та RO фаза призведуть до поганої об’ємної стабільності сталевого шлаку, що значною мірою обмежує використання сталевого шлаку як грубого та дрібні наповнювачі. Нанесення на цементний розчин або бетон. Wang Yuji та ін. узагальнив різні процеси обробки сталевого шлаку та виявив, що сталевий шлак, оброблений методом гарячого наповнення, має добру стабільність і може усунути проблему розширення в цементному бетоні, а процес обробки гарячою задушкою був фактично реалізований на Шанхайському металургійному заводі № 3 для перший раз. На додаток до проблеми стабільності, агрегати сталевого шлаку також мають характеристики грубих пор, багатокутників і невеликої кількості продуктів гідратації на поверхні. При використанні в якості заповнювачів для приготування розчину та бетону їх робочі характеристики часто погіршуються. В даний час, з огляду на забезпечення стабільності об'єму, використання сталевого шлаку як дрібного заповнювача для приготування спеціального розчину є важливим напрямком використання ресурсів сталевого шлаку. Дослідження показало, що додавання відновлювача води, латексного порошку, ефіру целюлози, повітровтягуючого агента та піногасника до піщаного розчину зі сталевого шлаку може покращити характеристики суміші та характеристики затвердіння розчину зі сталевого шлаку, якщо це необхідно. Автор використав заходи додавання латексного порошку та інших домішок для приготування сталешлакопіщаного високоміцного ремонтного розчину. У виробництві та застосуванні будівельних розчинів ефір целюлози є найпоширенішою хімічною домішкою. Найбільш часто використовуваними ефірами целюлози в розчині є гідроксипропілметилцелюлозний ефір (HPMC) і гідроксиетилметилцелюлозний ефір (HEMC). ) Зачекай. Ефір целюлози може значною мірою покращити робочі характеристики будівельного розчину, наприклад, забезпечуючи чудове утримання води завдяки згущенню, але додавання ефіру целюлози також вплине на текучість, вміст повітря, час схоплювання та твердіння розчину. Різні властивості.

Щоб краще керувати розробкою та застосуванням піщаного розчину зі сталевого шлаку, на основі попередньої дослідницької роботи щодо розчину зі сталевого шлаку, у цій статті використовуються два види в’язкості (2000 мПа).·с і 6000 мПа·s) ефіру гідроксипропілметилцелюлози (HPMC) Провести експериментальне дослідження впливу сталевого шлакопіщаного високоміцного розчину на робочі показники (текучість і водоутримання), а також міцність на стиск і вигин.

1. Експериментальна частина

1.1 Сировина

Цемент: Onoda P·Цемент марки II 52,5.

Пісок сталевого шлаку: конвертерний сталевий шлак, вироблений компанією Shanghai Baosteel, обробляється методом гарячого наповнення з насипною щільністю 1910 кг/м³, що належить до середнього піску, і модуль крупності 2,3.

Редуктор води: полікарбоксилатний редуктор води (ПК), вироблений Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd., у формі порошку.

Латексний порошок: модель 5010N, наданий Wacker Chemicals (China) Co., Ltd.

Піногасник: продукт коду P803, наданий German Mingling Chemical Group, порошок, щільність 340 кг/м³, градації сірого 34% (800°С), значення pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% IN DIST, вода).

Ефір целюлози: ефір гідроксипропілметилцелюлози надається компанієюKima Chemical Co., Ltd., той, що має в’язкість 2000 мПа·s позначається як HPMC2000, а той, що має в'язкість 6000 мПа·s позначається як HPMC6000.

Вода для змішування: водопровідна вода.

1.2 Експериментальне співвідношення

Цементно-піщане співвідношення сталевого шлакопіщаного розчину, приготовленого на ранній стадії випробування, становило 1:3 (масове співвідношення), водоцементне співвідношення 0,50 (масове співвідношення), а доза полікарбоксилатного суперпластифікатора становила 0,25% (масовий відсоток цементу, такий же, як нижче.), вміст латексного порошку становить 2,0%, а вміст піногасника становить 0,08%. Для порівняльних експериментів дози двох ефірів целюлози HPMC2000 і HPMC6000 становили 0,15%, 0,20%, 0,25% і 0,30% відповідно.

1.3 Метод випробування

Метод випробування плинності розчину: приготуйте розчин відповідно до GB/T 17671-1999 «Випробування цементного розчину на міцність (метод ISO)», використовуйте тестову форму в GB/T2419-2005 «Метод випробування плинності цементного розчину» та перемішайте. Залийте якісний розчин Швидко у форму для тестування, скребком зітріть надлишки розчину, підніміть форму для тестування вертикально вгору, і коли розчин перестане текти, виміряйте максимальний діаметр площі розтікання розчину та діаметр у вертикальному напрямку, і беремо середнє значення, результат точний до 5 мм.

Випробування водоутримуючої здатності будівельного розчину проводиться відповідно до методу, зазначеного в JGJ/T 70-2009 «Методи випробування основних властивостей будівельного розчину».

Випробування розчину на міцність при стиску та вигині проводять відповідно до методу, зазначеного в GB/T 17671-1999, а вік випробувань становить 3 дні, 7 днів та 28 днів відповідно.

2. Результати та їх обговорення

2.1 Вплив ефіру целюлози на робочі характеристики сталешлакопіщаного розчину

З впливу різного вмісту ефіру целюлози на водоутримування сталевого шлакового піщаного розчину можна побачити, що додавання HPMC2000 або HPMC6000 може значно покращити водоутримання свіжозмішаного розчину. Зі збільшенням вмісту ефіру целюлози водоутримувальна здатність будівельного розчину значно зростала, а потім залишалася стабільною. Серед них, коли вміст ефіру целюлози становить лише 0,15%, ступінь водоутримання будівельного розчину збільшується майже на 10% порівняно з вмістом без додавання, досягаючи 96%; коли вміст збільшується до 0,30%, ступінь водоутримання розчину досягає 98,5%. Можна побачити, що додавання ефіру целюлози може значно покращити водоутримання розчину.

З впливу різних доз ефіру целюлози на плинність піщаного розчину зі сталевого шлаку можна побачити, що коли дозування ефіру целюлози становить 0,15% і 0,20%, це не має очевидного впливу на плинність розчину; коли дозування збільшується до 0,25% або вище, має більший вплив на текучість, але текучість все ще може підтримуватися на рівні 260 мм і вище; коли два ефіри целюлози знаходяться в однаковій кількості, порівняно з HPMC2000, негативний вплив HPMC6000 на текучість будівельного розчину більш очевидний.

Ефір гідроксипропілметилцелюлози є неіонним полімером з хорошим утримуванням води, і в межах певного діапазону, чим більша в’язкість, тим краще утримання води та більш очевидний ефект загущення. Причина полягає в тому, що гідроксильна група в його молекулярному ланцюзі та атом кисню на ефірному зв’язку можуть утворювати водневі зв’язки з молекулами води, перетворюючи вільну воду на зв’язану. Таким чином, при такому самому дозуванні HPMC6000 може збільшити в’язкість будівельного розчину більше, ніж HPMC2000, зменшити текучість розчину та більш очевидно збільшити швидкість утримання води. Документ 10 пояснює вищезгадане явище утворенням в’язкопружного розчину після розчинення ефіру целюлози у воді та характеристикою властивостей текучості за допомогою деформації. Можна зробити висновок, що сталевий шлаковий розчин, виготовлений у цій статті, має велику текучість, яка може досягати 295 мм без змішування, і його деформація є відносно великою. При додаванні ефіру целюлози суспензія стане в'язкою, і її здатність відновлювати форму невелика, що призводить до зниження рухливості.

2.2 Вплив ефіру целюлози на міцність сталешлакопіщаного розчину

Додавання ефіру целюлози не тільки впливає на робочі характеристики сталевого шлакопіщаного розчину, але також впливає на його механічні властивості.

З впливу різних доз ефіру целюлози на міцність на стиск сталевого шлакопіщаного розчину можна побачити, що після додавання HPMC2000 і HPMC6000 міцність на стиск розчину при кожній дозі збільшується з віком. Додавання HPMC2000 не має явного впливу на 28-денну міцність розчину на стиск, і коливання міцності не великі; у той час як HPMC2000 має більший вплив на ранню (3-денну та 7-денну) міцність, демонструючи тенденцію до очевидного зниження, хоча дозування збільшується до 0,25% і вище, рання міцність на стиск трохи зросла, але все ще нижча, ніж без додавання. Коли вміст HPMC6000 нижче 0,20%, вплив на 7-денну та 28-денну міцність на стиск неочевидний, а 3-денна міцність на стиск знижується повільно. Коли вміст HPMC6000 збільшився до 0,25% і вище, 28-денна міцність збільшилася до певної міри, а потім знизилася; 7-денна міцність зменшувалася, а потім залишалася стабільною; 3-денна сила стабільно знизилася. Таким чином, можна вважати, що ефіри целюлози з двома в’язкостями HPMC2000 і HPMC6000 не мають явного впливу на 28-денну міцність розчину на стиск, але додавання HPMC2000 має більш очевидний негативний вплив на початкову міцність розчину.

HPMC2000 має різний ступінь погіршення міцності будівельного розчину на вигин, незалежно від ранньої (3 дні та 7 днів) або пізньої (28 днів) стадії. Додавання HPMC6000 також має певний ступінь негативного впливу на міцність розчину на вигин, але ступінь впливу менший, ніж у HPMC2000.

На додаток до функції утримання води та згущення, ефір целюлози також затримує процес гідратації цементу. В основному це пов’язано з адсорбцією молекул ефіру целюлози на продуктах гідратації цементу, таких як гідратний гель силікату кальцію та Ca(OH)2, для утворення покривного шару; крім того, в'язкість порового розчину збільшується, а ефір целюлози перешкоджає міграції Ca2+ і SO42- в поровому розчині затримує процес гідратації. Таким чином, початкова міцність (3 дні та 7 днів) розчину, змішаного з HPMC, була знижена.

Додавання ефіру целюлози до розчину призведе до утворення великої кількості великих бульбашок діаметром 0,5-3 мм завдяки повітротягуючому ефекту ефіру целюлози, а мембранна структура ефіру целюлози адсорбується на поверхні цих бульбашок, що призводить до певною мірою відіграє роль у стабілізації бульбашок. роль, тим самим послаблюючи дію піногасника в розчині. Хоча утворені повітряні бульбашки схожі на шарикопідшипники у щойно замішаному розчині, що покращує зручність укладання, після того, як розчин затвердіє та затвердіє, більшість повітряних бульбашок залишається в розчині, утворюючи незалежні пори, що зменшує видиму щільність розчину. . Міцність на стиск і міцність на вигин відповідно зменшуються.

Можна побачити, що при приготуванні сталевого шлакового піску спеціального розчину з високою плинністю, високим рівнем утримання води та високою міцністю рекомендується використовувати HPMC6000, а дозування не повинно перевищувати 0,20%.

на закінчення

Вплив двох в’язкостей ефірів целюлози (HPMC200 і HPMC6000) на водоутримання, текучість, міцність на стиск і вигин сталевого шлакового піщаного розчину було досліджено за допомогою експериментів, а також проаналізовано механізм дії ефіру целюлози в сталевому шлаковому піщаному розчині. Наступні висновки:

(1) Незалежно від додавання HPMC2000 або HPMC6000, швидкість утримання води у свіжозмішаному розчині зі сталевого шлаку можна значно покращити, а також можна покращити його показники утримання води.

(2) Якщо дозування менше 0,20%, ефект додавання HPMC2000 і HPMC6000 на плинність сталевого шлакового розчину неочевидний. Коли вміст збільшується до 0,25% і вище, HPMC2000 і HPMC6000 мають певний негативний вплив на текучість сталевого шлакового піщаного розчину, і негативний вплив HPMC6000 більш очевидний.

(3) Додавання HPMC2000 і HPMC6000 не має очевидного впливу на 28-денну міцність на стиск сталевого шлакопіщаного розчину, але HPMC2000 має більший негативний вплив на ранню міцність на стиск розчину, і міцність на вигин також явно несприятлива. Додавання HPMC6000 має певний негативний вплив на міцність на вигин сталевого шлакопіщаного розчину в будь-якому віці, але ступінь ефекту значно нижчий, ніж у HPMC2000.