Tsement ohak uchun o'zgartirilgan tsellyuloza efirining mexanik xususiyatlari

Suv-sement nisbati 0,45, ohak-qum nisbati 1:2,5 va 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% va 1,0% turli xil yopishqoqlikdagi tsellyuloza efiri bilan modifikatsiyalangan tsement ohak tayyorlandi. . Tsement ohaklarining mexanik xususiyatlarini o'lchash va mikroskopik morfologiyani kuzatish orqali HEMC ning modifikatsiyalangan tsement ohaklarining siqilish kuchi, egilish kuchi va bog'lanish mustahkamligiga ta'siri o'rganildi. Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki: HEMC tarkibining ortishi bilan turli yoshdagi modifikatsiyalangan ohakning bosim kuchi doimiy ravishda pasayadi va pasayish oralig'i kamayadi va yumshoq bo'lishga intiladi; bir xil miqdordagi tsellyuloza efiri qo'shilganda, turli xil yopishqoqlikdagi tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan ohakning bosim kuchi: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

Kalit so'zlar:tsellyuloza efiri; tsement ohak; bosim kuchi; egilish kuchi; bog'lanish kuchi

1 Kirish

Ushbu bosqichda dunyoda ohakning yillik talabi 200 million tonnadan oshadi va sanoat talabi hali ham o'sib bormoqda. Hozirgi vaqtda an'anaviy tsement ohaklarida qon ketish, delaminatsiya, katta quritish qisqarishi, zaif o'tkazuvchanlik, past kuchlanishli bog'lanish kuchi va suv yo'qotilishi tufayli to'liq bo'lmagan hidratsiya kabi nuqsonlar mavjud bo'lib, ularni hal qilish qiyin, bu nafaqat qurilish nuqsonlarini keltirib chiqaradi, balki etakchi hisoblanadi. qotib qolish uchun Ohakning yorilishi, maydalanishi, to'kilishi va ichi bo'sh bo'lishi kabi hodisalar ro'y beradi.

Tijorat ohak uchun eng ko'p qo'llaniladigan qo'shimchalardan biri sifatida tsellyuloza efiri suvni ushlab turish, qalinlashtirish va kechiktirish funktsiyalariga ega va tsement ohaklarining ish qobiliyati, suvni ushlab turish, bog'lanish ko'rsatkichlari va sozlash vaqti kabi jismoniy xususiyatlarini yaxshilash uchun ishlatilishi mumkin. , masalan, sementni sezilarli darajada oshirish. Ohakning valentlik mustahkamligi pasayadi, lekin tsement ohakning siqilish kuchi, egiluvchanligi va elastik moduli kamayadi. Chjan Yishun va boshqalar metil tsellyuloza efiri va gidroksipropil metil tsellyuloza efirining ohak xususiyatlariga ta'sirini o'rgandilar. Natijalar shuni ko'rsatdiki: ikkala tsellyuloza efiri ham ohakning suvni ushlab turishini yaxshilashi mumkin, va egiluvchanlik va bosim kuchi turli darajalarda kamayadi, shu bilan birga ohakning katlama nisbati va bog'lanish kuchi turli darajalarda oshadi va ohakning qisqarish ko'rsatkichlari bo'lishi mumkin. takomillashtirilsin. AJenni, R.Zurbriggen va boshqalar tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan yupqa qatlamli yopishtiruvchi ohak tizimidagi turli materiallarning oʻzaro taʼsirini zamonaviy sinov va tahlil usullaridan foydalangan holda ohak yuzasi yaqinida sellyuloza efiri va Ca(OH) paydo boʻlishini kuzatdilar. . 2, tsement asosidagi materiallarda tsellyuloza efirlarining migratsiyasini ko'rsatadi.

Ushbu maqolada bosim qarshiligi, egilish qarshiligi, bog'lanish va SEM mikroskopik ko'rinishi kabi ohak sinov usullaridan foydalangan holda, tsellyuloza efir tsement ohakning turli yoshdagi bosim kuchi, egilish qarshiligi va bog'lanish kuchi kabi mexanik xususiyatlarga ta'siri o'rganiladi, va u tushuntiriladi. uning harakat mexanizmi.

2. Xom ashyo va sinov usullari

2.1 Xom ashyo

2.1.1 Tsement

Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. tomonidan ishlab chiqarilgan oddiy laurat tsement, P 042,5 (GB175-2007) modeli, zichligi 3,25 g/sm.³ va o'ziga xos sirt maydoni 4200 sm²/g.

2.1.2 Gidroksipropil metiltsellyuloza efiri

Thegidroksietil metiltsellyuloza efiriAmerika Qo'shma Shtatlarining Hercules guruhi tomonidan ishlab chiqarilgan 2% li eritmada 50000MPa/s, 100000MPa/s va 200000MPa/s yopishqoqlikka ega.°C va quyidagi qisqartmalar HEMC5, HEMC10 va HEMC20.

2.2 Sinov usuli

a. O'zgartirilgan ohakning siqilish kuchi

Yashil tana namunalarining bosim kuchi Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd kompaniyasining TYE-300 bosim kuchi mashinasi bilan sinovdan o'tkazildi. Yuklash tezligi 0,5 kN / s. Siqilish kuchi sinovi GB / T17671-1999 "Tsement ohaklarining mustahkamligini tekshirish usuli (ISO usuli)" ga muvofiq amalga oshiriladi.

Ta'rifga ko'ra, yashil tananing bosim kuchini hisoblash formulasi:

Rc=F/S

Qayerda Rc—bosim kuchi, MPa;

F—namunaga ta'sir qiluvchi nosozlik yuki, kN;

S—bosim maydoni, m².

Ta'rifga ko'ra, yashil tananing egilish kuchini hisoblash formulasi:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

Formulada Rf—egilish kuchi, MPa;

P—namunaga ta'sir qiluvchi nosozlik yuki, kN;

L—qo'llab-quvvatlovchi tsilindrlarning markazlari orasidagi masofa, ya'ni 10 sm;

b, h—sinov tanasining kesimining kengligi va balandligi, ikkalasi ham 4 sm.

b. O'zgartirilgan tsement ohakning tortishish kuchi

Yopishqoqlik kuchini o'lchash uchun ZQS6-2000 yopishtiruvchi g'isht yopishtiruvchi kuch detektoridan foydalaning va kuchlanish tezligi 2 mm / min. Bog'lanish kuchi sinovi JC/T985-2005 "Tuproq uchun tsement asosidagi o'z-o'zidan tekislash ohak" ga muvofiq amalga oshirildi.

Ta'rifga ko'ra, yashil tananing bog'lanish kuchini hisoblash formulasi:

P=F/S

Formulada P—tortishish kuchi, MPa;

F—maksimal nosozlik yuki, N;

S—ulanish maydoni, mm².

3. Natijalar va muhokama

3.1 Siqilish kuchi

Turli yoshdagi turli xil yopishqoqlikka ega bo'lgan ikki turdagi tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan ohaklarning siqilish kuchidan ko'rinib turibdiki, HEMC tarkibi ortishi bilan turli yoshdagi (3d, 7d va 28d) tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan ohaklarning bosim kuchi pasaygan. sezilarli darajada. Sezilarli darajada kamaydi va asta-sekin barqarorlashdi: HEMC tarkibi 0,4% dan kam bo'lsa, bo'sh namunaga nisbatan bosim kuchi sezilarli darajada kamaydi; HEMC tarkibi 0,4% ~ 1,0% bo'lganida, bosim kuchini pasaytirish tendentsiyasi sekinlashdi. Tsellyuloza efiri miqdori 0,8% dan ortiq bo'lsa, 7d va 28d yoshdagi bosim kuchi 3d yoshidagi bo'sh namunaga qaraganda past bo'ladi, modifikatsiyalangan ohak 3d ning bosim kuchi deyarli nolga teng va namunadir. engil bosilgan Darhol ezilgan, ichi chang, zichligi esa juda past.

Xuddi shu HEMC ning turli yoshdagi modifikatsiyalangan ohakning bosim kuchiga ta'siri ham har xil bo'lib, 28d ning bosim kuchi HEMC tarkibining 7d va 3d ga qaraganda ko'proq ortishi bilan kamayishini ko'rsatadi. Bu shuni ko'rsatadiki, HEMC ning sekinlashtiruvchi ta'siri har doim yoshning o'sishi bilan mavjud bo'lgan va HEMC ning kechiktiruvchi ta'siri tizimdagi suvning kamayishi yoki hidratsiya reaktsiyasining rivojlanishi bilan ta'sirlanmagan, natijada bosim kuchi o'sishiga olib keladi. modifikatsiyalangan ohakning HEMC bilan aralashtirilgan ohak namunalarisiz nisbatan ancha kichikroq bo'lishi.

Turli yoshdagi tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan ohakning bosim kuchining o'zgarishi egri chizig'idan ko'rinib turibdiki, bir xil miqdordagi tsellyuloza efiri qo'shilganda, turli xil yopishqoqlikdagi tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan ohakning siqilish kuchi: HEMC20 HEMC10>HEMC5. Buning sababi shundaki, polimerizatsiya darajasi yuqori bo'lgan HEMC ohakning siqilish chidamliligini pasaytirishga past polimerizatsiya darajasiga ega HEMCga qaraganda ko'proq ta'sir qiladi, ammo HEMC bilan aralashtirilgan modifikatsiyalangan ohakning siqilish kuchi ancha past bo'ladi. HEMCsiz bo'sh ohak.

Quyidagi uchta omil modifikatsiyalangan ohakning bosim kuchining pasayishiga olib keladi: bir tomondan, suvda eruvchan HEMC makromolekulyar tarmoq strukturasi tsement zarralarini, CSH gelini, kaltsiy oksidini, kaltsiy aluminat gidratini va boshqa zarralarni va hidratsiz moddalarni qoplaganligi sababli. zarralar Sirtda, ayniqsa tsement hidratatsiyasining dastlabki bosqichida, kaltsiy aluminat gidrat va HEMC o'rtasidagi adsorbsiya kaltsiy aluminatning hidratsiya reaktsiyasini sekinlashtiradi, natijada bosim kuchi sezilarli darajada kamayadi. Doimiy ohakning sekinlashtiruvchi ta'siri aniq, bu HEMC20 ning tarkibi 0,8% ~ 1% ga etganida, o'zgartirilgan ohak namunasining 3d kuchi nolga teng ekanligini ko'rsatadi; boshqa tomondan, gidratlangan HEMC eritmasi yuqori viskoziteye ega va ohakni aralashtirish jarayonida u ko'p miqdordagi havo pufakchalarini hosil qilish uchun havo bilan aralashtirilishi mumkin, natijada qotib qolgan ohakda juda ko'p bo'shliqlar paydo bo'ladi. , va namunaning bosim kuchi HEMC tarkibining oshishi va uning polimerizatsiya darajasining oshishi bilan doimiy ravishda kamayadi; Ohak tizimi faqat ohakning moslashuvchanligini oshiradi va qattiq qo'llab-quvvatlash rolini o'ynay olmaydi, shuning uchun bosim kuchi kamayadi.

3.2 Bukilish kuchi

Turli yoshdagi ikki xil viskoziteli tsellyuloza efiri bilan o'zgartirilgan ohaklarning egiluvchanlik kuchidan ko'rinib turibdiki, o'zgartirilgan ohakning siqish kuchining o'zgarishiga o'xshash, HEMC tarkibining oshishi bilan tsellyuloza efiri o'zgartirilgan ohakning egiluvchanligi asta-sekin kamayadi.

Turli yoshdagi tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan ohakning egiluvchanligining o'zgarishi egri chizig'idan ko'rinib turibdiki, tsellyuloza efirining tarkibi bir xil bo'lsa, HEMC20 modifikatsiyalangan ohak namunasining egiluvchanlik kuchi HEMC10 modifikatsiyalangan ohak namunasiga qaraganda bir oz pastroq, HEMC tarkibi 0,4% ~ 0,8% bo'lsa, ikkalasining 28d egilish kuchi o'zgarishi egri deyarli bir-biriga mos keladi.

Turli yoshdagi tsellyuloza efirli modifikatsiyalangan ohakning egiluvchanligining o'zgarishi egri chizig'idan, shuningdek, modifikatsiyalangan ohakning egiluvchanligining o'zgarishi quyidagicha ekanligini ko'rish mumkin: HEMC5

3.3 Bog'lanish kuchi

Turli yoshdagi uchta tsellyuloza efiri bilan o'zgartirilgan ohaklarning bog'lanish kuchining o'zgarishi egri chizig'idan ko'rinib turibdiki, modifikatsiyalangan eritmaning bog'lanish kuchi HEMC tarkibining ortishi bilan ortadi va asta-sekin barqaror bo'lishga intiladi. Yoshning kengayishi bilan o'zgartirilgan ohakning bog'lanish kuchi ham ortib borayotgan tendentsiyani ko'rsatdi.

Uchta tsellyuloza efiri bilan o'zgartirilgan ohakning 28 kunlik bog'lanish kuchini o'zgartirish egri chizig'idan ko'rinib turibdiki, modifikatsiyalangan eritmaning bog'lanish kuchi HEMC tarkibining ortishi bilan ortadi va asta-sekin barqaror bo'lishga intiladi. Shu bilan birga, tsellyuloza efirining polimerlanish darajasining oshishi bilan modifikatsiyalangan eritmaning bog'lanish kuchining o'zgarishi: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Bu yuqori HEMC tarkibiga ega modifikatsiyalangan ohak ichiga ko'p miqdordagi gözeneklerin kiritilishi bilan bog'liq, buning natijasida qotib qolgan tananing g'ovakligi oshadi, strukturaning zichligi pasayadi va bog'lanish mustahkamligining sekin o'sishiga olib keladi. ; valentlik sinovida, sinish o'zgartirilgan ohakda sodir bo'ldi Ichkarida, o'zgartirilgan ohak va substrat o'rtasidagi aloqa yuzasida hech qanday sinish yo'q, bu modifikatsiyalangan ohak va substrat o'rtasidagi bog'lanish kuchi qotib qolganidan kattaroq ekanligini ko'rsatadi. o'zgartirilgan ohak. Biroq, HEMC miqdori past (0% ~ 0,4%) bo'lsa, suvda eruvchan HEMC molekulalari gidratlangan tsement zarralarini qoplashi va o'rashi va tsement zarralari o'rtasida polimer plyonka hosil qilishi mumkin, bu esa tsement zarralarining moslashuvchanligi va moslashuvchanligini oshiradi. o'zgartirilgan ohak. Plastisite va HEMC ning suvni mukammal ushlab turishi tufayli o'zgartirilgan ohak hidratsiya reaktsiyasi uchun etarli suvga ega, bu tsement mustahkamligini rivojlanishini ta'minlaydi va modifikatsiyalangan tsement ohaklarining bog'lanish kuchi chiziqli ravishda oshadi.

3.4 SEM

Tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan eritmadan oldin va keyin SEM taqqoslash tasvirlaridan ko'rinib turibdiki, o'zgartirilmagan ohakdagi kristall donalari orasidagi bo'shliqlar nisbatan katta bo'lib, oz miqdorda kristallar hosil bo'ladi. O'zgartirilgan ohakda kristallar to'liq o'sadi, tsellyuloza efirining qo'shilishi ohakning suvni ushlab turish ko'rsatkichini yaxshilaydi, tsement to'liq namlanadi va hidratsiya mahsulotlari aniq.

Buning sababi shundaki, tsellyuloza efiri ajoyib dispersiyaga va suvni ushlab turishga ega bo'lgan maxsus eterifikatsiya jarayoni bilan ishlangan. Suv uzoq vaqt davomida asta-sekin chiqariladi, quritish va bug'lanish tufayli kapillyar teshiklardan faqat oz miqdorda suv chiqadi va modifikatsiyalangan tsement ohaklarining mustahkamligini ta'minlash uchun suvning ko'p qismi tsement bilan hidratlanadi.

4 Xulosa

a. HEMC tarkibi ortib borishi bilan har xil yoshdagi modifikatsiyalangan ohakning bosim kuchi doimiy ravishda pasayadi va pasayish oralig'i kamayadi va tekis bo'lishga intiladi; tsellyuloza efirining tarkibi 0,8% dan ortiq bo'lsa, 7d va 28d 3d yoshidagi bo'sh namunaning bosim kuchi bo'sh namunadan past bo'lsa, o'zgartirilgan ohakning 3d yoshidagi bosim kuchi deyarli nolga teng. Namuna engil bosilganda sinadi, ichki qismi esa past zichlikdagi chang.

b. Bir xil miqdordagi tsellyuloza efiri qo'shilganda, turli xil yopishqoqlikdagi tsellyuloza efiri modifikatsiyalangan ohakning bosim kuchi quyidagicha o'zgaradi: HEMC20 HEMC10>HEMC5.

c. Tsellyuloza efirli modifikatsiyalangan ohakning egilish kuchi HEMC tarkibining oshishi bilan asta-sekin kamayadi. O'zgartirilgan ohakning egilish kuchining o'zgarishi: HEMC5

d. O'zgartirilgan ohakning bog'lanish kuchi HEMC tarkibining oshishi bilan ortadi va asta-sekin barqaror bo'lishga intiladi. Shu bilan birga, tsellyuloza efirining polimerlanish darajasining oshishi bilan modifikatsiyalangan eritmaning bog'lanish kuchining o'zgarishi: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e. Tsellyuloza efiri tsement ohakiga aralashtirilgandan so'ng, kristal to'liq o'sadi, kristall donalari orasidagi teshiklar kamayadi va tsement to'liq gidratlanadi, bu tsement ohakning siqish, egilish va bog'lanish mustahkamligini ta'minlaydi.