Механічні властивості ефіру целюлози, модифікованих для цементного розчину
Модифікований цементний розчин із співвідношенням водотоменту 0,45, співвідношенням вапна-санд 1: 2,5 та ефірним целюлозним ефіром з різною в'язкою 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%та 1,0% . Вимірюючи механічні властивості цементного розчину та спостерігаючи мікроскопічну морфологію, вивчали вплив Хемц на міцність на стиск, міцність на згинання та міцність зв'язку модифікованого цементного розчину. Результати досліджень показують, що зі збільшенням вмісту HEMC міцність на стиск модифікованого розчину в різному віці постійно зменшується, а діапазон зменшення зменшується і має тенденцію бути ніжним; Коли додається той самий вміст целюлозного ефіру, міцність на стиск модифікованого розчину ефіру з целюлозою з різними в'язками: HEMC20
Ключові слова:целюлозний ефір; цементний міномет; міцність на стиск; Сила згинання; Сила зв'язку
1 Вступ
На цьому етапі річний попит на міномет у світі перевищує 200 мільйонів тонн, а промисловий попит все ще зростає. В даний час у традиційному цементному розчині є такі дефекти, як кровотеча, розшарування, велика усадка сушіння, погана недостатність, низька міцність на розрив та неповна гідратація внаслідок втрати води, які важко вирішити, не тільки спричиняючи дефекти будівництва, але й провідні до загартовування явищ, таких як розчинення розчину, пульверизація, проливання та порожниста.
Як одне з найбільш часто використовуваних домішок для комерційного розчину, целюлозний ефір має функції утримання води, потовщення та затримок і може бути використаний для поліпшення фізичних властивостей цементного розчину, таких як працездатність, утримання води, ефективність зв'язку та встановлення часу , наприклад, значно збільшення цементу. Міцність розчину на розрив буде знижена, але міцність на стиск, міцність на згин та модуль пружності цементного розчину будуть знижені. Чжан Ішун та інші вивчали вплив ефіру метил целюлози та гідроксипропіл метил целюлози на властивості розчину. Результати показали, що: обидва ефіри целюлози можуть покращити затримку води розчину, а міцність на згинання та міцність на стиск знижуються в різних ступенях, тоді бути вдосконаленим. Ajenni, R.zurbriggen тощо використовували сучасні методи тестування та аналізу для вивчення взаємодії різних матеріалів у модифікованій ефірі з целюлозною ефіром тонкошарового клейового розчину та зауважили, що целюлоза-ефір та Са (ОН) з'явилися біля поверхні міномет . 2, що вказує на міграцію ефірів целюлози в цементних матеріалах.
У цій роботі, використовуючи методи тестування розчину, такі як стійкість до стиску, згинальна стійкість, зв’язок та мікроскопічний зовнішній вигляд SEM, вплив целюлозного ефірного розчину на механічні властивості, такі як міцність на стиск, стійкість до згинання та міцність на зв’язок у різних віках і це пояснюється. його механізм дії.
2. Сировина та методи випробувань
2.1 Сировина
2.1.1 Цемент
Звичайний лайний цемент, що виробляється Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd., модель P 042.5 (GB175-2007), має щільність 3,25 г/см³ і питома площа поверхні 4200 см²/g.
2.1.2 Ефір гідроксипропіл метилцелюлози
Згідроксиетил метил целюлоза ефірВиготовлений Геркулесовою групою Сполучених Штатів, має в'язкість 50000mpa/s, 100000mpa/s та 200000mpa/s у 2% розчину на 25°C, і наступні абревіатури - HEMC5, HEMC10 та HEMC20.
2.2 метод тестування
а. Міцність на стиск модифікованого розчину
Міцність на стиск зразків зеленого тіла була випробувана за допомогою машини міцності на стиск Tye-300 від Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd. Швидкість завантаження становить 0,5 кН/с. Тест на міцність на стиск проводиться відповідно до GB/T17671-1999 «метод тестування міцності цементного розчину (метод ISO)».
За визначенням, формула обчислення міцності на стиск зеленого тіла:
Rc = f/s
Де RC-міцність на стиск, MPA;
F-навантаження на збій, що діє на зразок, KN;
S-площа тиску, м².
За визначенням, формула обчислення згинальної сили зеленого тіла - це:
Rf = (3p× Л)/(2b× h²) = 0,234×P
У формулі, РФ-Сила згинання, MPA;
P-навантаження на збій, що діє на зразок, KN;
L-відстань між центрами опорних циліндрів, тобто 10 см;
б, Н-Ширина і висота поперечного перерізу тестового тіла, обидва з яких-4 см.
б. Міцність на розтяг модифікованого цементного розчину
Використовуйте ZQS6-2000 клейовий детектор міцності на клей для вимірювання сили клей, а швидкість розтягування-2 мм/хв. Тест на міцність на скріплення проводився згідно з JC/T985-2005 "Самовибудівний міномет на основі цементу".
За визначенням, формула обчислення міцності зв’язку зеленого тіла:
P = f/s
У формулі, с-Сила на розрив, MPA;
F-Максимальне навантаження на збій, n;
S-Площа зв’язку, мм².
3. Результати та обговорення
3.1 Сила на стиск
З міцності на стиск двох видів модифікованих розчинів ефіру з целюлозою з різними в'язками в різному віці, можна побачити, що зі збільшенням вмісту HEMC міцність на стиск целюлозного ефіру модифікованих мінометів у різному віці (3D, 7D та 28D) знижується суттєво. Значно зменшено та поступово стабілізовано: коли вміст HEMC становив менше 0,4%, міцність на стиск значно знизилася порівняно з порожнім зразком; Коли вміст HEMC становив 0,4%~ 1,0%, тенденція зниження міцності на стиск сповільнилася. Коли вміст ефіру целюлози перевищує 0,8%, міцність на стиск віку 7D та 28D нижча, ніж у порожнього зразка у віці 3D, тоді Злегка натиснута миттєво подрібнена, всередині - порошкоподібне, а щільність дуже низька.
Вплив одного і того ж HEMC на міцність на стиск модифікованого розчину в різному віці також відрізняється, показуючи, що міцність на стиск 28D зменшується зі збільшенням вмісту HEMC більше, ніж у 7D та 3D. Це свідчить про те, що відсталий ефект HEMC завжди існував із збільшенням віку, а відсталий ефект від HEMC не впливав на зменшення води в системі або прогрес реакції гідратації, що призводить до зростання міцності на стиск З модифікованого розчину значно менший, ніж без пробних зразків, змішаних з HEMC.
З кривої зміни міцності на стиск модифікованого розчину з модифікованим ефіром целюлози в різних віках можна побачити, що коли додається однакова кількість ефіру целюлози, міцність на стиск целюлозного ефірного розчину з різною в'язкістю є: HEMC20
Наступні три фактори призводять до зниження міцності на стиск модифікованого розчину: з одного боку, оскільки структура макромолекулярної мережі HEMC охоплює цементні частинки, гель CSH, оксид кальцію, гідрата кальцію та інші частинки та негіддя Частинки на поверхні, особливо на ранній стадії гідратації цементу, адсорбція між гідратем алюмінату кальцію і HEMC уповільнює реакцію гідратації алюмінату кальцію, що призводить до значного зниження міцності на стиск. Відсталий ефект постійного розчину очевидний, що показує, що коли вміст HEMC20 досягає 0,8%~ 1%, 3D міцність модифікованого мінометного зразка дорівнює нулю; З іншого боку, гідратний розчин HEMC має більш високу в'язкість, а під час процесу перемішування мінометів його можна змішати з повітрям, утворюючи велику кількість бульбашок повітря, що призводить до великої кількості порожнеч у загартованому ступці , а міцність на стиск зразка постійно зменшується зі збільшенням вмісту HEMC та збільшенням його ступеня полімеризації; Система мінометів лише збільшує гнучкість розчину і не може грати роль жорсткої підтримки, тому міцність на стиск знижується.
3.2 Сила згинання
Від міцності на згинання двох різних розчинів ефіру, модифікованих ефіру, модифікованих ефіру в різному віці, видно, що подібно до зміни міцності на стиск модифікованого розчину, міцність на згин модифікованого розчину ефіру поступово зменшується зі збільшенням вмісту HEMC.
З кривої зміни згину модифікованої розчину з ефірним ефіром целюлозою в різних віках можна побачити, що коли вміст ефіру целюлози однаковий, міцність на згин модифікованого зразка розчину HEMC20 дещо нижча, ніж у зразку модифікованого розчину HEMC10, зразка розчину, У той час як вміст HEMC становить 0,4%~ 0,8%, криві зміни міцності 28D з двох майже збігаються.
З кривої зміни згинання модифікованого розчину ефірного ефіру в різному віці також видно, що зміна згинальної міцності модифікованого розчину становить: HEMC5
3.3 Сила зв’язку
Це можна побачити з кривих змін міцності зв'язку трьох модифікованих розчинів ефіру в ефіру в різному віці, що міцність зв'язку модифікованого розчину збільшується зі збільшенням вмісту HEMC і поступово має тенденцію стабільно. З розширенням віку міцність зв’язку модифікованого розчину також показала зростаючу тенденцію.
Це можна побачити з 28-денних кривих змін міцності зв'язку трьох модифікованих розчинів ефіру целюлози, що міцність зв'язку модифікованого міномету збільшується зі збільшенням вмісту HEMC і поступово має тенденцію бути стабільною. У той же час, зі збільшенням ступеня полімеризації ефіру целюлози, зміна міцності зв'язку модифікованого розчину становить: HEMC20> HEMC10> HEMC5.
Це пояснюється введенням великої кількості пор в модифікований розчин з високим вмістом HEMC, що призводить до збільшення пористості загартованого тіла, зменшення щільності структури та повільного зростання міцності зв’язку ; У тесті на розтяг, перелом стався в модифікованому розчині всередині, на контактній поверхні немає перелому між модифікованим розчином та субстратом, що вказує на те, що міцність зв’язку між модифікованим розчином і субстратом більша, ніж у затверділому модифікований міномет. Однак, коли кількість HEMC низька (0%~ 0,4%), водорозчинні молекули HEMC можуть охоплювати і обертати на зволожених цементних частинках і утворювати полімерну плівку між частинками цементу, що збільшує гнучкість та гнучкість модифікований міномет. Пластичність, і через відмінне утримання води HEMC модифікований розчин має достатню кількість води для реакції гідратації, що забезпечує розвиток міцності на цементу, а міцність зв'язку модифікованого цементного розчину лінійно зростає.
3,4 SEM
З зображень порівняння SEM до та після модифікованого розчину ефіру целюлози, видно, що зазори між кристалічними зернами в немодифікованому розчині відносно великі, і утворюється невелика кількість кристалів. У модифікованому розчині кристали повністю ростуть, включення ефіру целюлози покращує показники затримки води розчину, цемент повністю зволожений, а продукти гідратації очевидні.
Це пояснюється тим, що целюлозний ефір обробляється спеціальним процесом ефірності, який має чудову дисперсію та утримання води. Вода поступово вивільняється протягом тривалого періоду часу, лише невелика кількість води витікає з капілярних пор через висихання та випаровування, а більшість водних зволожень з цементом, щоб забезпечити міцність модифікованого цементного розчину.
4 Висновок
а. Зі збільшенням вмісту HEMC міцність на стиск модифікованого розчину в різному віці постійно зменшується, а діапазон зменшення зменшується і має тенденцію до плоского; Коли вміст ефіру целюлози перевищує 0,8%, 7D та 28D міцність на стиск порожнього зразка 3D-віку нижча, ніж у порожнього зразка, тоді як міцність на стиснення 3D-віку модифікованого розчину майже нульова. Зразок розривається при злегка натискання, а внутрішня частина - з низькою щільністю.
б. Коли додається однакова кількість целюлозного ефіру, міцність на стиск стимулюючого ефіру модифікованого розчину з різними в'язками змінюється наступним чином: HEMC20
c. Міцність згинання модифікованого ефіру, модифікованого ефіру, поступово зменшується зі збільшенням вмісту HEMC. Зміна згинальної міцності модифікованого розчину становить: HEMC5
д. Міцність зв'язку модифікованого розчину збільшується зі збільшенням вмісту HEMC і поступово має тенденцію бути стабільним. У той же час, зі збільшенням ступеня полімеризації ефіру целюлози, зміна міцності зв'язку модифікованого розчину становить: HEMC20> HEMC10> HEMC5.
е. Після того, як целюлозний ефір змішується в цементний розчин, кристал повністю зростає, пори між кристалічними зернами зменшуються, а цемент повністю зволожується, що забезпечує стиснення, згинання та міцність на цементу.
Час повідомлення: 30-2023 січня