Було вивчено вплив таких факторів, як зміна в’язкості гідроксіетилметилцелюлози (HEMC), незалежно від того, модифікована вона чи ні, і зміна вмісту на межу текучості та пластичну в’язкість свіжого цементного розчину. Для немодифікованого HEMC, чим вища в'язкість, тим нижча межа текучості та пластична в'язкість розчину; послаблюється вплив зміни в'язкості модифікованого HEMC на реологічні властивості розчину; Незалежно від того, модифікований він чи ні, чим вища в'язкість HEMC, тим нижчий Ефект уповільнення розвитку межі текучості та пластичної в'язкості розчину більш очевидний. Коли вміст HEMC перевищує 0,3%, межа текучості та пластична в'язкість будівельного розчину зростають зі збільшенням вмісту; коли вміст HEMC великий, межа текучості будівельного розчину з часом зменшується, а діапазон пластичної в’язкості з часом збільшується.
Ключові слова: гідроксиетилметилцелюлоза, свіжий розчин, реологічні властивості, межа текучості, пластична в’язкість.
I. Вступ
З розвитком технології будівництва розчинів все більше уваги приділяється механізованому будівництву. Вертикальне транспортування на великі відстані висуває нові вимоги до закачуваного розчину: протягом усього процесу закачування необхідно підтримувати хорошу текучість. Це потребує вивчення факторів впливу та обмежувальних умов плинності розчину, і загальним методом є спостереження за реологічними параметрами розчину.
Реологічні властивості розчину в основному залежать від природи і кількості сировини. Ефір целюлози — це домішка, яка широко використовується в промислових будівельних розчинах і має великий вплив на реологічні властивості будівельного розчину, тому вчені в країні та за кордоном провели деякі дослідження щодо цього. Підсумовуючи, можна зробити наступні висновки: збільшення кількості ефіру целюлози призведе до збільшення початкового крутного моменту розчину, але після періоду перемішування опір потоку розчину зменшиться (1) ; коли початкова текучість в основному однакова, текучість будівельного розчину буде втрачена спочатку. зросла після зменшення (2); межа текучості та пластична в’язкість розчину показали тенденцію спочатку до зниження, а потім до зростання, а ефір целюлози сприяв руйнуванню структури розчину та подовжував час від руйнування до реконструкції (3); Ефір і згущений порошок мають вищу в'язкість і стабільність тощо (4). Однак вищенаведені дослідження все ж мають недоліки:
Стандарти вимірювання та процедури різних вчених не є єдиними, а результати тестів неможливо точно порівняти; діапазон тестування приладу обмежений, а реологічні параметри виміряного розчину мають невеликий діапазон варіацій, що не є широко репрезентативним; відсутні порівняльні випробування ефірів целюлози з різною в'язкістю; Є багато факторів впливу, і повторюваність є поганою. В останні роки поява розчинного реометра Viskomat XL забезпечила велику зручність для точного визначення реологічних властивостей розчину. Він має такі переваги, як високий рівень автоматичного керування, велика ємність, широкий діапазон тестування та результати тестування, які більше відповідають фактичним умовам. У цій статті на основі використання цього типу приладу узагальнено результати досліджень існуючих вчених і сформульовано програму випробувань для вивчення впливу різних типів і в’язкості гідроксиетилметилцелюлози (HEMC) на реологію розчину в більший діапазон дозування. вплив на продуктивність.
2. Реологічна модель свіжого цементного розчину
Оскільки реологія була введена в науку про цемент і бетон, велика кількість досліджень показала, що свіжий бетон і будівельний розчин можна розглядати як рідину Бінгема, і Бенфілл додатково розробив можливість використання моделі Бінгема для опису реологічних властивостей розчину (5). У реологічному рівнянні τ=τ0+μγ моделі Бінгема τ – напруга зсуву, τ0 – межа текучості, μ – пластична в’язкість, γ – швидкість зсуву. Серед них τ0 і μ є двома найважливішими параметрами: τ0 - мінімальна напруга зсуву, яка може спричинити течію цементного розчину, і тільки коли τ>τ0 діє на розчин, розчин може течі; μ відображає в'язкий опір під час течії розчину. Чим більше μ, тим повільніше тече розчин [3]. У випадку, коли і τ0, і μ невідомі, напруга зсуву має бути виміряна принаймні при двох різних швидкостях зсуву, перш ніж його можна буде розрахувати (6).
У даному розчинному реометрі крива NT, отримана шляхом встановлення швидкості обертання лопаті N і вимірювання крутного моменту T, створюваного опором зсуву розчину, також може бути використана для розрахунку іншого рівняння T=g+, яке відповідає моделі Бінгема. Два параметри g і h від Nh. g пропорційний межі текучості τ0, h пропорційний пластичній в’язкості μ, а τ0 = (K/G)g, μ = (l/G) h, де G константа, пов’язана з приладом, а K може пропускати через відомий потік. Це виходить шляхом коригування рідини, характеристики якої змінюються зі швидкістю зсуву [7]. Для зручності в цій статті безпосередньо обговорюються g і h і використовується закон зміни g і h для відображення закону зміни межі текучості та пластичної в’язкості розчину.
3. Тест
3.1 Сировина
3.2 пісок
Кварцовий пісок: грубий пісок 20-40 меш, середній пісок 40-70 меш, дрібний пісок 70-100 меш, і три змішуються в співвідношенні 2:2:1.
3.3 Ефір целюлози
Гідроксіетилметилцелюлоза HEMC20 (в'язкість 20000 мПа·с), HEMC25 (в'язкість 25000 мПа·с), HEMC40 (в'язкість 40000 мПа·с) і HEMC45 (в'язкість 45000 мПа·с), з яких HEMC25 і HEMC45 є модифікованим ефіром целюлози.
3.4 Вода для змішування
водопровідна вода.
3.5 План тестування
Співвідношення вапно-пісок становить 1:2,5, витрата води фіксується на рівні 60% від витрати цементу, а вміст HEMC становить 0-1,2% від витрати цементу.
Спочатку рівномірно змішайте точно зважений цемент, HEMC і кварцовий пісок, потім додайте воду для змішування відповідно до GB/T17671-1999 і перемішайте, а потім використовуйте реометр розчину Viskomat XL для перевірки. Процедура тестування: швидкість швидко збільшується від 0 до 80 об/хв за 0~5 хв, 60 об/хв за 5~7 хв, 40 об/хв за 7~9 хв, 20 об/хв за 9–11 хв, 10 об/хв за 11–13 хв і 5 об/хв за 13–15 хв, 15~30 хв, швидкість 0 об/хв, а потім кожні 30 хв цикл відповідно до вищевказаної процедури, а загальний час тестування 120 хв.
4. Результати та їх обговорення
4.1 Вплив зміни в'язкості HEMC на реологічні властивості цементного розчину
(Кількість HEMC становить 0,5% від маси цементу), відповідно відображає закон зміни межі текучості та пластичної в'язкості розчину. Можна побачити, що хоча в’язкість HEMC40 вища, ніж у HEMC20, межа плинності та пластична в’язкість розчину, змішаного з HEMC40, нижчі, ніж у розчину, змішаного з HEMC20; хоча в’язкість HEMC45 на 80% вища, ніж у HEMC25, межа текучості будівельного розчину трохи нижча, а пластична в’язкість становить між. Через 90 хвилин спостерігалося підвищення. Це пов’язано з тим, що чим вища в’язкість ефіру целюлози, тим повільніше швидкість розчинення, і тим більше часу потрібно, щоб розчин, приготовлений з ним, досягав кінцевої в’язкості [8]. Крім того, у той самий момент випробування об’ємна щільність розчину, змішаного з HEMC40, була нижчою, ніж у розчину, змішаного з HEMC20, а об’ємна щільність розчину, змішаного з HEMC45, була нижчою, ніж у розчину, змішаного з HEMC25, це вказує на те, що HEMC40 і HEMC45 створюють більше бульбашок повітря, а бульбашки повітря в розчині мають ефект «кульки», що також зменшує опір потоку розчину.
Після додавання HEMC40 межа текучості будівельного розчину була в рівновазі через 60 хвилин, а пластична в’язкість зросла; після додавання HEMC20 межа текучості будівельного розчину досягла рівноваги через 30 хвилин, а пластична в'язкість зросла. Це показує, що HEMC40 має більший сповільнювальний вплив на розвиток межі текучості розчину та пластичної в’язкості, ніж HEMC20, і для досягнення кінцевої в’язкості потрібно більше часу.
Межа текучості будівельного розчину, змішаного з HEMC45, знизилася від 0 до 120 хвилин, а пластична в'язкість збільшилася через 90 хвилин; тоді як межа текучості будівельного розчину, змішаного з HEMC25, збільшилася через 90 хвилин, а пластична в'язкість збільшилася через 60 хвилин. Це показує, що HEMC45 має більшу сповільнювальну дію на розвиток межі текучості розчину та пластичної в’язкості, ніж HEMC25, і час, необхідний для досягнення кінцевої в’язкості, також довший.
4.2 Вплив вмісту HEMC на межу текучості цементного розчину
Під час випробування факторами, що впливають на межу текучості будівельного розчину, є: розшарування та кровотеча розчину, пошкодження структури при перемішуванні, утворення продуктів гідратації, зменшення вільної вологи в розчині та сповільнювальна дія ефіру целюлози. Щодо гальмівної дії ефіру целюлози, то більш загальноприйнятою точкою зору є пояснення її адсорбцією домішок.
Можна побачити, що коли додається HEMC40 і його вміст становить менше 0,3%, межа текучості розчину поступово зменшується зі збільшенням вмісту HEMC40; коли вміст HEMC40 перевищує 0,3%, межа текучості розчину поступово зростає. Через кровотечу та розшарування розчину без ефіру целюлози між заповнювачами недостатньо цементного тіста для змащування, що призводить до збільшення межі текучості та труднощів текучості. Правильне додавання ефіру целюлози може ефективно покращити явище розшарування розчину, а введені бульбашки повітря еквівалентні крихітним «кулькам», які можуть зменшити межу текучості розчину та полегшити його течію. Зі збільшенням вмісту ефіру целюлози його фіксована вологість також поступово збільшується. Коли вміст ефіру целюлози перевищує певне значення, провідну роль починає відігравати вплив зменшення вільної вологи, і межа текучості розчину поступово зростає.
Коли кількість HEMC40 становить менше 0,3%, межа текучості розчину поступово зменшується протягом 0-120 хв, що головним чином пов’язано з дедалі більшим відшаруванням розчину, оскільки існує певна відстань між лезом і дном розчину. інструмент, а агрегат після розшарування опускається на дно, верхній опір стає меншим; коли вміст HEMC40 становить 0,3%, будівельний розчин майже не розшаровується, адсорбція ефіру целюлози обмежена, гідратація є домінуючою, а межа текучості має певне збільшення; вміст HEMC40. Коли вміст ефіру целюлози становить 0,5%-0,7%, адсорбція ефіру целюлози поступово збільшується, швидкість гідратації зменшується, і тенденція розвитку межі текучості розчину починає змінюватися; На поверхні швидкість гідратації нижча, а межа текучості будівельного розчину з часом зменшується.
4.3 Вплив вмісту HEMC на пластичну в'язкість цементного розчину
Можна побачити, що після додавання HEMC40 пластична в’язкість розчину поступово зростає зі збільшенням вмісту HEMC40. Це пов’язано з тим, що ефір целюлози має ефект загущення, що може збільшити в’язкість рідини, і чим більша доза, тим більша в’язкість будівельного розчину. Причина, чому пластична в'язкість будівельного розчину зменшується після додавання 0,1% HEMC40, також пов'язана з ефектом «кульки» введення бульбашок повітря, а також зменшенням кровотечі та розшарування розчину.
Пластична в'язкість звичайного розчину без додавання ефіру целюлози поступово зменшується з часом, що також пов'язано з меншою щільністю верхньої частини, спричиненою нашаруванням розчину; коли вміст HEMC40 становить 0,1%-0,5%, структура розчину є відносно однорідною, а структура розчину є відносно однорідною через 30 хвилин. Пластична в'язкість не сильно змінюється. У цей час це в основному відображає ефект в'язкості самого ефіру целюлози; після того, як вміст HEMC40 перевищує 0,7%, пластична в'язкість розчину поступово збільшується зі збільшенням часу, оскільки в'язкість розчину також пов'язана з в'язкістю ефіру целюлози. В'язкість розчину ефіру целюлози поступово зростає протягом деякого часу після початку перемішування. Чим більша доза, тим суттєвіший ефект зростає з часом.
V. Висновок
Такі фактори, як зміна в’язкості HEMC, незалежно від того, модифікована вона чи ні, і зміна дозування суттєво впливатимуть на реологічні властивості будівельного розчину, що можна відобразити двома параметрами межі текучості та пластичної в’язкості.
Для немодифікованого HEMC, чим більша в'язкість, тим нижча межа текучості та пластична в'язкість розчину протягом 0-120 хв; вплив зміни в'язкості модифікованого HEMC на реологічні властивості розчину слабший, ніж у немодифікованого HEMC; незалежно від модифікації. Незалежно від того, є вона постійною чи ні, чим більша в’язкість HEMC, тим суттєвіший затримуючий вплив на розвиток межі текучості розчину та пластичної в’язкості.
При додаванні HEMC40 з в'язкістю 40000 мПа·с і його вмістом більше 0,3% межа текучості будівельного розчину поступово зростає; коли вміст перевищує 0,9%, межа текучості будівельного розчину починає демонструвати тенденцію до поступового зниження з часом; Пластична в'язкість зростає зі збільшенням вмісту HEMC40. Коли вміст перевищує 0,7%, пластична в’язкість розчину починає поступово зростати з часом.
Час публікації: 24 листопада 2022 р