ete xenlulo trên vữa cát xỉ

Sử dụng P·Xi măng loại II 52,5 làm vật liệu kết dính và cát xỉ thép làm cốt liệu mịn, cát xỉ thép có tính lưu động cao và cường độ cao được điều chế bằng cách thêm các chất phụ gia hóa học như chất khử nước, bột mủ cao su và chất khử bọt. Vữa đặc biệt và tác dụng của hai loại vữa khác nhau. độ nhớt (2000mPa·giây và 6000mPa·s) của hydroxypropyl methylcellulose ete (HPMC) về khả năng giữ nước, tính lưu động và độ bền của nó đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy: (1) Cả HPMC2000 và HPMC6000 đều có thể làm tăng đáng kể tỷ lệ giữ nước của vữa mới trộn và cải thiện hiệu suất giữ nước của nó; (2) Khi hàm lượng ete xenluloza thấp thì ảnh hưởng đến tính lưu động của vữa là không rõ ràng. Khi tăng lên 0,25% trở lên, nó có tác động suy giảm nhất định đến tính lưu động của vữa, trong đó tác động suy giảm của HPMC6000 là rõ ràng hơn; (3) việc bổ sung ete cellulose không ảnh hưởng rõ rệt đến cường độ nén 28 ngày của vữa, nhưng việc bổ sung HPMC2000 không đúng thời gian, rõ ràng là không thuận lợi cho cường độ uốn của các độ tuổi khác nhau, đồng thời làm giảm đáng kể cường độ nén sớm (3 ngày và 7 ngày) của vữa; (4) Việc bổ sung HPMC6000 có ảnh hưởng nhất định đến cường độ uốn ở các độ tuổi khác nhau, nhưng mức giảm thấp hơn đáng kể so với HPMC2000. Trong bài báo này, người ta cho rằng nên chọn HPMC6000 khi chuẩn bị vữa xỉ thép đặc biệt có tính lưu động cao, tỷ lệ giữ nước cao và cường độ cao và liều lượng không được lớn hơn 0,20%.

Từ khóa:cát xỉ thép; ete xenlulo; độ nhớt; hiệu suất làm việc; sức mạnh

giới thiệu

Xỉ thép là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất thép. Với sự phát triển của ngành sắt thép, lượng xỉ thép thải ra hàng năm đã tăng khoảng 100 triệu tấn trong những năm gần đây và vấn đề tồn kho do không sử dụng tài nguyên kịp thời là rất nghiêm trọng. Vì vậy, việc tận dụng tài nguyên và xử lý xỉ thép bằng các phương pháp khoa học, hiệu quả là vấn đề không thể bỏ qua. Xỉ thép có đặc tính mật độ cao, kết cấu cứng và cường độ nén cao, có thể thay thế cát tự nhiên trong vữa xi măng hoặc bê tông. Xỉ thép cũng có khả năng phản ứng nhất định. Xỉ thép được nghiền thành bột có độ mịn nhất định (bột xỉ thép). Sau khi trộn vào bê tông, nó có thể tạo ra hiệu ứng pozzolanic, giúp tăng cường cường độ của vữa và cải thiện sự chuyển tiếp bề mặt giữa cốt liệu bê tông và vữa. diện tích, do đó làm tăng cường độ của bê tông. Tuy nhiên, cần phải chú ý rằng xỉ thép được thải ra mà không có bất kỳ biện pháp nào, oxit canxi tự do bên trong, oxit magiê tự do và pha RO sẽ gây ra độ ổn định thể tích kém của xỉ thép, điều này hạn chế phần lớn việc sử dụng xỉ thép làm thô và cốt liệu mịn. Ứng dụng trong vữa xi măng hoặc bê tông. Wang Yuji và cộng sự. đã tóm tắt các quy trình xử lý xỉ thép khác nhau và nhận thấy rằng xỉ thép được xử lý bằng phương pháp nhồi nóng có độ ổn định tốt và có thể loại bỏ vấn đề giãn nở trong bê tông xi măng, và quy trình xử lý xỉ thép đã thực sự được thực hiện tại Nhà máy Gang thép số 3 Thượng Hải cho lần đầu tiên. Ngoài vấn đề về độ ổn định, cốt liệu xỉ thép còn có đặc điểm là lỗ rỗng thô, nhiều góc cạnh và một lượng nhỏ sản phẩm hydrat hóa trên bề mặt. Khi được sử dụng làm cốt liệu để chuẩn bị vữa và bê tông, hiệu suất làm việc của chúng thường bị ảnh hưởng. Hiện nay, với tiền đề đảm bảo ổn định khối lượng, sử dụng xỉ thép làm cốt liệu mịn để chuẩn bị vữa đặc biệt là một hướng quan trọng trong việc tận dụng tài nguyên xỉ thép. Nghiên cứu cho thấy rằng việc thêm chất khử nước, bột latex, ete xenlulo, chất tạo khí và chất khử bọt vào vữa cát xỉ thép có thể cải thiện hiệu suất hỗn hợp và hiệu suất đông cứng của vữa cát xỉ thép theo yêu cầu. Tác giả đã sử dụng biện pháp bổ sung bột latex và các phụ gia khác để chế tạo vữa sửa chữa cường độ cao cát xỉ thép. Trong sản xuất và ứng dụng vữa, ete xenlulo là phụ gia hóa học phổ biến nhất. Các ete cellulose được sử dụng phổ biến nhất trong vữa là hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) và hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC). )Chờ đợi. Ete xenlulo có thể cải thiện hiệu suất làm việc của vữa ở mức độ lớn, chẳng hạn như giúp vữa giữ nước tuyệt vời thông qua việc làm dày, nhưng việc thêm ete xenlulo cũng sẽ ảnh hưởng đến tính lưu động, hàm lượng không khí, thời gian đông kết và độ cứng của vữa. Tính chất khác nhau.

Để định hướng tốt hơn cho việc phát triển và ứng dụng vữa cát xỉ thép, trên cơ sở các công trình nghiên cứu trước đây về vữa cát xỉ thép, bài báo này sử dụng hai loại độ nhớt (2000mPa).·giây và 6000mPa·s) của hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của vữa xỉ thép, cát cường độ cao đến hiệu suất làm việc (độ lỏng và khả năng giữ nước) và cường độ chịu nén, uốn.

1. Phần thí nghiệm

1.1 Nguyên liệu thô

Xi măng: Onoda P·Xi măng loại II 52,5.

Cát xỉ thép: Xỉ thép chuyển hóa do Shanghai Baosteel sản xuất được xử lý bằng quy trình nhồi nóng, mật độ khối 1910kg/m3³, thuộc loại cát trung bình, mô đun độ mịn bằng 2,3.

Chất khử nước: chất khử nước polycarboxylate (PC) do Shanghai Gaotie Chemical Co., Ltd. sản xuất, ở dạng bột.

Bột mủ cao su: Model 5010N do Công ty TNHH Wacker Chemicals (Trung Quốc) cung cấp.

Chất khử bọt: Mã P803 do Tập đoàn Mingling Chemical của Đức cung cấp, dạng bột, tỷ trọng 340kg/m³, thang màu xám 34% (800°C), giá trị pH 7,2 (20°C DIN ISO 976, 1% TẠI QUẬN, nước).

Cellulose ether: hydroxypropyl methylcellulose ether được cung cấp bởiCông ty TNHH Hóa chất Kima, loại có độ nhớt 2000mPa·s được chỉ định là HPMC2000 và loại có độ nhớt 6000mPa·s được chỉ định là HPMC6000.

Nước trộn: nước máy.

1.2 Tỷ lệ thí nghiệm

Tỷ lệ xi măng-cát của vữa xỉ thép được chuẩn bị ở giai đoạn đầu thử nghiệm là 1:3 (tỷ lệ khối lượng), tỷ lệ nước-xi măng là 0,50 (tỷ lệ khối lượng) và liều lượng chất siêu dẻo polycarboxylate là 0,25%. (tỷ lệ phần trăm khối lượng xi măng, tương tự bên dưới. ), hàm lượng bột mủ cao su là 2,0% và hàm lượng chất khử bọt là 0,08%. Đối với các thí nghiệm so sánh, liều lượng của hai ete cellulose HPMC2000 và HPMC6000 lần lượt là 0,15%, 0,20%, 0,25% và 0,30%.

1.3 Phương pháp thử

Phương pháp kiểm tra độ lưu động của vữa: chuẩn bị vữa theo GB/T 17671-1999 “Kiểm tra độ bền vữa xi măng (Phương pháp ISO)”, sử dụng khuôn thử theo GB/T2419-2005 “Phương pháp kiểm tra độ lưu động của vữa xi măng” và khuấy Đổ vữa tốt vào khuôn thử nhanh, dùng dao cạo sạch phần vữa thừa, nhấc khuôn thử thẳng đứng lên trên, khi vữa không còn chảy nữa thì đo đường kính lớn nhất diện tích trải rộng của vữa và đường kính theo phương thẳng đứng, và lấy giá trị trung bình, kết quả có độ chính xác đến 5 mm.

Việc thử nghiệm tỷ lệ giữ nước của vữa được thực hiện theo phương pháp quy định trong JGJ/T 70-2009 “Phương pháp thử các tính chất cơ bản của vữa xây dựng”.

Việc kiểm tra cường độ nén và cường độ uốn của vữa được thực hiện theo phương pháp quy định trong GB/T 17671-1999, tuổi thử nghiệm lần lượt là 3 ngày, 7 ngày và 28 ngày.

2. Kết quả và thảo luận

2.1 Ảnh hưởng của ete xenlulo đến hiệu suất làm việc của vữa cát xỉ thép

Từ ảnh hưởng của hàm lượng khác nhau của ete xenlulo đến khả năng giữ nước của vữa cát xỉ thép, có thể thấy rằng việc bổ sung HPMC2000 hoặc HPMC6000 có thể cải thiện đáng kể khả năng giữ nước của vữa mới trộn. Với sự gia tăng hàm lượng ete cellulose, tỷ lệ giữ nước của vữa tăng lên rất nhiều và sau đó duy trì ở mức ổn định. Trong đó, khi hàm lượng ete xenlulo chỉ 0,15% thì tỷ lệ giữ nước của vữa tăng gần 10% so với khi không bổ sung, đạt 96%; khi hàm lượng tăng lên 0,30% thì tỷ lệ giữ nước của vữa lên tới 98,5%. Có thể thấy rằng việc bổ sung ete xenlulo có thể cải thiện đáng kể khả năng giữ nước của vữa.

Từ ảnh hưởng của các liều lượng khác nhau của ete xenlulo đến tính lưu động của vữa cát xỉ thép, có thể thấy rằng khi liều lượng ête xenlulo là 0,15% và 0,20% thì không ảnh hưởng rõ rệt đến tính lưu động của vữa; khi liều lượng tăng lên 0,25% trở lên, có tác động lớn hơn đến tính lưu động, nhưng tính lưu động vẫn có thể được duy trì ở mức 260mm trở lên; khi hai ete cellulose có cùng lượng, so với HPMC2000, tác động tiêu cực của HPMC6000 đến tính lưu động của vữa là rõ ràng hơn.

Hydroxypropyl methyl cellulose ether là một loại polymer không ion có khả năng giữ nước tốt, trong một phạm vi nhất định, độ nhớt càng lớn thì khả năng giữ nước càng tốt và hiệu quả làm đặc càng rõ ràng. Lý do là nhóm hydroxyl trên chuỗi phân tử của nó và nguyên tử oxy trên liên kết ether có thể hình thành liên kết hydro với các phân tử nước, biến nước tự do thành nước liên kết. Do đó, ở cùng một liều lượng, HPMC6000 có thể làm tăng độ nhớt của vữa nhiều hơn HPMC2000, làm giảm độ lỏng của vữa và tăng tỷ lệ giữ nước rõ ràng hơn. Tài liệu 10 giải thích hiện tượng trên bằng cách tạo thành dung dịch đàn hồi nhớt sau khi ete xenlulo hòa tan trong nước và mô tả đặc tính dòng chảy bằng biến dạng. Có thể suy ra rằng vữa xỉ thép được chuẩn bị trong bài báo này có tính lưu động lớn, có thể đạt tới 295mm mà không cần trộn lẫn và độ biến dạng của nó tương đối lớn. Khi thêm ete xenlulo, bùn sẽ trải qua dòng chảy nhớt và khả năng phục hồi hình dạng nhỏ nên dẫn đến giảm tính di động.

2.2 Ảnh hưởng của ete xenlulo đến cường độ của vữa cát xỉ thép

Việc bổ sung ete cellulose không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của vữa cát xỉ thép mà còn ảnh hưởng đến tính chất cơ học của nó.

Từ ảnh hưởng của các liều lượng khác nhau của ete xenlulo đến cường độ nén của vữa cát xỉ thép, có thể thấy rằng sau khi thêm HPMC2000 và HPMC6000, cường độ nén của vữa ở mỗi liều lượng tăng dần theo tuổi. Việc thêm HPMC2000 không ảnh hưởng rõ rệt đến cường độ nén 28 ngày của vữa và biến động cường độ không lớn; trong khi HPMC2000 có ảnh hưởng lớn hơn đến cường độ sớm (3 ngày và 7 ngày) có xu hướng giảm rõ rệt, mặc dù liều lượng tăng lên 0,25% trở lên nhưng cường độ nén sớm tăng nhẹ nhưng vẫn thấp hơn nếu không có thêm vào. Khi hàm lượng HPMC6000 thấp hơn 0,20% thì ảnh hưởng đến cường độ nén 7 ngày và 28 ngày là không rõ ràng, cường độ nén 3 ngày giảm chậm. Khi hàm lượng HPMC6000 tăng lên 0,25% trở lên, cường độ 28 ngày tăng đến một mức nhất định rồi giảm xuống; cường độ 7 ngày giảm dần và sau đó duy trì ổn định; cường độ 3 ngày giảm một cách ổn định. Vì vậy, có thể coi ete cellulose với hai độ nhớt HPMC2000 và HPMC6000 không có ảnh hưởng suy giảm rõ rệt đến cường độ nén 28 ngày của vữa, tuy nhiên việc bổ sung HPMC2000 lại có tác động tiêu cực rõ rệt hơn đến cường độ sớm của vữa.

HPMC2000 có mức độ suy giảm cường độ uốn khác nhau của vữa, bất kể ở giai đoạn đầu (3 ngày và 7 ngày) hay giai đoạn muộn (28 ngày). Việc bổ sung HPMC6000 cũng có tác động tiêu cực nhất định đến cường độ uốn của vữa nhưng mức độ tác động nhỏ hơn so với HPMC2000.

Ngoài chức năng giữ nước và làm đặc, ete xenlulo còn có tác dụng làm chậm quá trình hydrat hóa của xi măng. Điều này chủ yếu là do sự hấp phụ của các phân tử ete cellulose trên các sản phẩm hydrat hóa xi măng, chẳng hạn như gel canxi silicat hydrat và Ca(OH)2, để tạo thành lớp phủ; hơn nữa, độ nhớt của dung dịch lỗ rỗng tăng lên và ete xenlulo cản trở Sự di chuyển của Ca2+ và SO42- trong dung dịch lỗ rỗng làm chậm quá trình hydrat hóa. Vì vậy, cường độ ban đầu (3 ngày và 7 ngày) của vữa trộn HPMC bị giảm.

Thêm ete xenlulo vào vữa sẽ tạo thành một số lượng lớn bong bóng lớn có đường kính 0,5-3mm do tác dụng cuốn khí của ete xenlulo và cấu trúc màng ete xenlulo được hấp phụ trên bề mặt các bong bóng này, tạo thành một mức độ nhất định đóng một vai trò trong việc ổn định các bong bóng. do đó làm suy yếu tác dụng của chất khử bọt trong vữa. Mặc dù các bọt khí hình thành giống như các ổ bi trong vữa mới trộn, giúp cải thiện khả năng thi công, nhưng khi vữa đã đông đặc và cứng lại, phần lớn bọt khí vẫn còn trong vữa tạo thành các lỗ rỗng độc lập, làm giảm mật độ biểu kiến ​​của vữa. . Cường độ chịu nén và cường độ uốn giảm theo.

Có thể thấy, khi chuẩn bị vữa đặc biệt xỉ thép có tính lưu động cao, khả năng giữ nước cao và cường độ cao thì nên sử dụng HPMC6000 và liều lượng không được lớn hơn 0,20%.

Tóm lại

Ảnh hưởng của hai độ nhớt của ete xenlulo (HPMC200 và HPMC6000) đến khả năng giữ nước, tính lưu động, cường độ nén và uốn của vữa cát xỉ thép được nghiên cứu thông qua thực nghiệm và phân tích cơ chế tác dụng của ete xenlulo trong vữa cát xỉ thép. Các kết luận sau:

(1) Bất kể việc thêm HPMC2000 hay HPMC6000, tỷ lệ giữ nước của vữa cát xỉ thép mới trộn có thể được cải thiện đáng kể và hiệu suất giữ nước của nó có thể được cải thiện.

(2) Khi liều lượng thấp hơn 0,20%, tác dụng của việc thêm HPMC2000 và HPMC6000 đến tính lưu động của vữa cát xỉ thép là không rõ ràng. Khi hàm lượng tăng từ 0,25% trở lên, HPMC2000 và HPMC6000 có tác động tiêu cực nhất định đến tính lưu động của vữa cát xỉ thép, tác động tiêu cực của HPMC6000 càng rõ ràng hơn.

(3) Việc bổ sung HPMC2000 và HPMC6000 không ảnh hưởng rõ rệt đến cường độ nén 28 ngày của vữa cát xỉ thép, nhưng HPMC2000 có tác động tiêu cực lớn hơn đến cường độ nén sớm của vữa và cường độ uốn rõ ràng cũng không thuận lợi. Việc bổ sung HPMC6000 có ảnh hưởng tiêu cực nhất định đến cường độ uốn của vữa xỉ thép ở mọi lứa tuổi, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng thấp hơn đáng kể so với HPMC2000.