Η επίδραση της υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης HPMC στις ιδιότητες του κονιάματος αμμοβολής μηχανών

Με τη συνεχή πρόοδο του κλάδου και τη βελτίωση της τεχνολογίας, μέσω της εισαγωγής και βελτίωσης ξένων μηχανημάτων ψεκασμού κονιάματος, η τεχνολογία μηχανικού ψεκασμού και σοβατίσματος έχει αναπτυχθεί πολύ στη χώρα μου τα τελευταία χρόνια. Το μηχανικό κονίαμα ψεκασμού διαφέρει από το συνηθισμένο κονίαμα, το οποίο απαιτεί υψηλή απόδοση συγκράτησης νερού, κατάλληλη ρευστότητα και συγκεκριμένη απόδοση κατά της χαλάρωσης. Συνήθως, στο κονίαμα προστίθεται υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη, εκ των οποίων ο αιθέρας κυτταρίνης (HPMC) είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος. Οι κύριες λειτουργίες της υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης HPMC στο κονίαμα είναι: πύκνωση και ιξώδες, ρύθμιση της ρεολογίας και εξαιρετική ικανότητα συγκράτησης νερού. Ωστόσο, οι ελλείψεις του HPMC δεν μπορούν να αγνοηθούν. Το HPMC έχει ένα αποτέλεσμα που συμπαρασύρει τον αέρα, το οποίο θα προκαλέσει περισσότερα εσωτερικά ελαττώματα και θα μειώσει σοβαρά τις μηχανικές ιδιότητες του κονιάματος. Η Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. μελέτησε την επίδραση του HPMC στον ρυθμό κατακράτησης νερού, την πυκνότητα, την περιεκτικότητα σε αέρα και τις μηχανικές ιδιότητες του κονιάματος από μακροσκοπική άποψη και μελέτησε την επίδραση της υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης HPMC στη δομή L του κονιάματος από τη μικροσκοπική όψη. .

1. Δοκιμή

1.1 Πρώτες ύλες

Τσιμέντο: διατίθεται στο εμπόριο τσιμέντο P.0 42,5, οι αντοχές σε κάμψη και θλίψη 28d είναι 6,9 και 48,2 MPa αντίστοιχα. άμμος: ψιλή άμμος ποταμού Chengde, 40-100 mesh. Αιθέρας κυτταρίνης: παράγεται από την Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Αιθέρας υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης, λευκή σκόνη, ονομαστικό ιξώδες 40, 100, 150, 200 Pa-s. νερό: καθαρό νερό βρύσης.

1.2 Μέθοδος δοκιμής

Σύμφωνα με τον JGJ/T 105-2011 «Κανονισμοί Κατασκευής για Μηχανικούς Ψεκασμούς και Σοβάτισμα», η συνοχή του κονιάματος είναι 80-120 mm και ο ρυθμός κατακράτησης νερού είναι μεγαλύτερος από 90%. Σε αυτό το πείραμα, η αναλογία ασβέστη-άμμου ορίστηκε στο 1:5, η συνοχή ελέγχθηκε στα (93+2) mm και ο αιθέρας κυτταρίνης αναμίχθηκε εξωτερικά και η ποσότητα ανάμειξης βασίστηκε στη μάζα του τσιμέντου. Οι βασικές ιδιότητες του κονιάματος όπως η υγρή πυκνότητα, η περιεκτικότητα σε αέρα, η κατακράτηση νερού και η συνοχή ελέγχονται με αναφορά στο JGJ 70-2009 «Μέθοδοι δοκιμής για τις βασικές ιδιότητες του δομικού κονιάματος» και η περιεκτικότητα σε αέρα ελέγχεται και υπολογίζεται σύμφωνα με την πυκνότητα μέθοδος. Οι δοκιμές προετοιμασίας, κάμψης και αντοχής σε θλίψη των δειγμάτων πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με το GB/T 17671-1999 «Methods for Testing the Strength of Cement Mortar Sand (Μέθοδος ISO)». Η διάμετρος των προνυμφών μετρήθηκε με πορομετρία υδραργύρου. Το μοντέλο του ποροσίμετρου υδραργύρου ήταν AUTOPORE 9500 και το εύρος μέτρησης ήταν 5,5 nm-360 μm. Πραγματοποιήθηκαν συνολικά 4 σετ δοκιμών. Η αναλογία τσιμέντου-άμμου ήταν 1:5, το ιξώδες του HPMC ήταν 100 Pa-s και η δόση 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (οι αριθμοί είναι A, B, C, D αντίστοιχα).

2. Αποτελέσματα και ανάλυση

2.1 Επίδραση του HPMC στον ρυθμό κατακράτησης νερού της τσιμεντοκονίας

Η κατακράτηση νερού αναφέρεται στην ικανότητα του κονιάματος να συγκρατεί νερό. Στο κονίαμα ψεκαζόμενου με μηχανή, η προσθήκη αιθέρα κυτταρίνης μπορεί να συγκρατήσει αποτελεσματικά το νερό, να μειώσει τον ρυθμό αιμορραγίας και να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις πλήρους ενυδάτωσης των υλικών με βάση το τσιμέντο. Επίδραση του HPMC στην κατακράτηση νερού του κονιάματος.

Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε HPMC, ο ρυθμός κατακράτησης νερού του κονιάματος αυξάνεται σταδιακά. Οι καμπύλες του αιθέρα υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης με ιξώδη 100, 150 και 200 ​​Pa.s είναι βασικά οι ίδιες. Όταν η περιεκτικότητα είναι 0,05%-0,15%, το ποσοστό κατακράτησης νερού αυξάνεται γραμμικά και όταν το περιεχόμενο είναι 0,15%, το ποσοστό κατακράτησης νερού είναι μεγαλύτερο από 93%. ; Όταν η ποσότητα των κόκκων υπερβαίνει το 0,20%, η αυξητική τάση του ρυθμού κατακράτησης νερού γίνεται σταθερή, υποδεικνύοντας ότι η ποσότητα του HPMC είναι κοντά στον κορεσμό. Η καμπύλη επιρροής της ποσότητας HPMC με ιξώδες 40 Pa.s στον ρυθμό κατακράτησης νερού είναι περίπου μια ευθεία γραμμή. Όταν η ποσότητα είναι μεγαλύτερη από 0,15%, ο ρυθμός κατακράτησης νερού του κονιάματος είναι σημαντικά χαμηλότερος από αυτόν των άλλων τριών ειδών HPMC με την ίδια ποσότητα ιξώδους. Πιστεύεται γενικά ότι ο μηχανισμός κατακράτησης νερού του αιθέρα κυτταρίνης είναι: η υδροξυλομάδα στο μόριο αιθέρα της κυτταρίνης και το άτομο οξυγόνου στον αιθερικό δεσμό θα συσχετιστούν με το μόριο του νερού για να σχηματίσουν έναν δεσμό υδρογόνου, έτσι ώστε το ελεύθερο νερό να γίνει δεσμευμένο νερό , παίζοντας έτσι ένα καλό εφέ κατακράτησης νερού. Πιστεύεται επίσης ότι η διάχυση μεταξύ μορίων νερού και μοριακών αλυσίδων αιθέρα κυτταρίνης επιτρέπει στα μόρια του νερού να εισέλθουν στο εσωτερικό των μακρομοριακών αλυσίδων αιθέρα κυτταρίνης και να υπόκεινται σε ισχυρές δυνάμεις δέσμευσης, βελτιώνοντας έτσι την κατακράτηση νερού του πολτού τσιμέντου. Η εξαιρετική συγκράτηση νερού μπορεί να διατηρήσει το κονίαμα ομοιογενές, να μην είναι εύκολο να διαχωριστεί και να επιτύχει καλή απόδοση ανάμειξης, ενώ μειώνει τη μηχανική φθορά και αυξάνει τη διάρκεια ζωής της μηχανής ψεκασμού κονιάματος.

2.2 Η επίδραση της υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης HPMC στην πυκνότητα και την περιεκτικότητα σε αέρα της τσιμεντοκονίας

Όταν η ποσότητα του HPMC είναι 0-0,20%, η πυκνότητα του κονιάματος μειώνεται απότομα με την αύξηση της ποσότητας του HPMC, από 2050 kg/m3 σε περίπου 1650 kg/m3, που είναι περίπου 20% χαμηλότερη. όταν η ποσότητα του HPMC υπερβαίνει το 0,20%, η πυκνότητα μειώνεται. σε ηρεμία. Συγκρίνοντας τα 4 είδη HPMC με διαφορετικά ιξώδη, όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες, τόσο μικρότερη είναι η πυκνότητα του κονιάματος. Οι καμπύλες πυκνότητας των κονιαμάτων με τα μικτά ιξώδη 150 και 200 ​​Pa.s HPMC βασικά επικαλύπτονται, υποδεικνύοντας ότι καθώς το ιξώδες του HPMC συνεχίζει να αυξάνεται, η Πυκνότητα δεν μειώνεται πλέον.

Ο νόμος αλλαγής της περιεκτικότητας του κονιάματος στον αέρα είναι αντίθετος με τη μεταβολή της πυκνότητας του κονιάματος. Όταν η περιεκτικότητα σε υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη HPMC είναι 0-0,20%, με την αύξηση της περιεκτικότητας σε HPMC, η περιεκτικότητα του κονιάματος σε αέρα αυξάνεται σχεδόν γραμμικά. η περιεκτικότητα σε HPMC υπερβαίνει Μετά από 0,20%, η περιεκτικότητα σε αέρα σχεδόν δεν αλλάζει, γεγονός που υποδηλώνει ότι η επίδραση του κονιάματος στην εισαγωγή αέρα πλησιάζει τον κορεσμό. Η επίδραση του HPMC στην εισαγωγή αέρα με ιξώδες 150 και 200 ​​Pa.s είναι μεγαλύτερη από αυτή του HPMC με ιξώδες 40 και 100 Pa.s.

Η επίδραση του κυτταρινικού αιθέρα που συμπαρασύρει τον αέρα καθορίζεται κυρίως από τη μοριακή του δομή. Ο αιθέρας της κυτταρίνης έχει και υδρόφιλες ομάδες (υδροξυλ, αιθέρας) και υδρόφοβες ομάδες (μεθύλιο, δακτύλιος γλυκόζης) και είναι επιφανειοδραστικό. , έχει επιφανειακή δραστηριότητα, με αποτέλεσμα να έχει μια επίδραση παρασυρμού του αέρα. Από τη μία πλευρά, το εισαγόμενο αέριο μπορεί να λειτουργήσει ως ρουλεμάν στο κονίαμα, να βελτιώσει την απόδοση εργασίας του κονιάματος, να αυξήσει τον όγκο και να αυξήσει την απόδοση, κάτι που είναι επωφελές για τον κατασκευαστή. Από την άλλη, όμως, η επίδραση της παρασυρόμενης αέρα αυξάνει την περιεκτικότητα του κονιάματος σε αέρα και το πορώδες μετά τη σκλήρυνση, με αποτέλεσμα την αύξηση των επιβλαβών πόρων και τη μεγάλη μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων. Παρόλο που το HPMC έχει μια ορισμένη επίδραση της σύλληψης αέρα, δεν μπορεί να αντικαταστήσει τον παράγοντα αποβολής αέρα. Επιπρόσθετα, όταν το HPMC και ο παράγοντας μεταφοράς αέρα χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα, ο παράγοντας που παρασύρει αέρα μπορεί να αποτύχει.

2.3 Η επίδραση του HPMC στις μηχανικές ιδιότητες της τσιμεντοκονίας

Όταν η ποσότητα του HPMC είναι μόνο 0,05%, η αντοχή σε κάμψη του κονιάματος μειώνεται σημαντικά, η οποία είναι περίπου 25% χαμηλότερη από αυτή του τυφλού δείγματος χωρίς HPMC υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνης και η αντοχή σε θλίψη μπορεί να φτάσει μόνο το 65% του τυφλού δείγματος - 80%. Όταν η ποσότητα του HPMC υπερβαίνει το 0,20%, η μείωση της αντοχής σε κάμψη και θλιπτική αντοχή του κονιάματος δεν είναι εμφανής. Το ιξώδες του HPMC έχει μικρή επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες του κονιάματος. Το HPMC εισάγει πολλές μικροσκοπικές φυσαλίδες αέρα και η επίδραση του αέρα στο κονίαμα αυξάνει το εσωτερικό πορώδες και τους επιβλαβείς πόρους του κονιάματος, με αποτέλεσμα σημαντική μείωση της αντοχής σε θλίψη και της αντοχής σε κάμψη. Ένας άλλος λόγος για τη μείωση της αντοχής του κονιάματος είναι η επίδραση κατακράτησης νερού του αιθέρα κυτταρίνης, που διατηρεί το νερό στο σκληρυμένο κονίαμα και η μεγάλη αναλογία νερού-συνδετικού οδηγεί σε μείωση της αντοχής του μπλοκ δοκιμής. Για το μηχανικό κονίαμα κατασκευής, αν και ο αιθέρας κυτταρίνης μπορεί να αυξήσει σημαντικά τον ρυθμό κατακράτησης νερού του κονιάματος και να βελτιώσει την εργασιμότητα του, εάν η δόση είναι πολύ μεγάλη, θα επηρεάσει σοβαρά τις μηχανικές ιδιότητες του κονιάματος, επομένως η σχέση μεταξύ των δύο θα πρέπει να σταθμιστεί λογικά.

Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη HPMC, η αναλογία αναδίπλωσης του κονιάματος παρουσίασε μια συνολική αυξητική τάση, η οποία ήταν βασικά μια γραμμική σχέση. Αυτό συμβαίνει επειδή ο προστιθέμενος αιθέρας κυτταρίνης εισάγει μεγάλο αριθμό φυσαλίδων αέρα, που προκαλεί περισσότερα ελαττώματα στο εσωτερικό του κονιάματος και η αντοχή σε θλίψη του οδηγού κονιάματος τριανταφυλλιάς μειώνεται απότομα, αν και η αντοχή σε κάμψη μειώνεται επίσης σε κάποιο βαθμό. αλλά ο αιθέρας κυτταρίνης μπορεί να βελτιώσει την ευκαμψία του κονιάματος, είναι ευεργετικό για την αντοχή στην κάμψη, γεγονός που κάνει τον ρυθμό μείωσης να επιβραδύνεται. Λαμβάνοντας υπόψη συνολικά, το συνδυασμένο αποτέλεσμα των δύο οδηγεί σε αύξηση της αναλογίας αναδίπλωσης.

2.4 Η επίδραση του HPMC στη διάμετρο L του κονιάματος

Από την καμπύλη κατανομής μεγέθους πόρων, τα δεδομένα κατανομής μεγέθους πόρων και τις διάφορες στατιστικές παραμέτρους των δειγμάτων AD, μπορεί να φανεί ότι το HPMC έχει μεγάλη επίδραση στη δομή των πόρων της τσιμεντοκονίας:

(1) Μετά την προσθήκη HPMC, το μέγεθος των πόρων της τσιμεντοκονίας αυξάνεται σημαντικά. Στην καμπύλη κατανομής μεγέθους πόρων, η περιοχή της εικόνας μετακινείται προς τα δεξιά και η τιμή πόρων που αντιστοιχεί στην τιμή κορυφής γίνεται μεγαλύτερη. Μετά την προσθήκη HPMC, η διάμεση διάμετρος πόρων της τσιμεντοκονίας είναι σημαντικά μεγαλύτερη από αυτή του τυφλού δείγματος και η διάμεση διάμετρος πόρων του δείγματος με δόση 0,3% αυξάνεται κατά 2 τάξεις μεγέθους σε σύγκριση με το τυφλό δείγμα.

(2) Διαχωρίστε τους πόρους στο σκυρόδεμα σε τέσσερις τύπους, δηλαδή αβλαβείς πόρους (≤20 nm), λιγότερο επιβλαβείς πόρους (20-100 nm), επιβλαβείς πόρους (100-200 nm) και πολλούς επιβλαβείς πόρους (≥200 nm ). Μπορεί να φανεί από τον Πίνακα 1 ότι ο αριθμός των αβλαβών οπών ή των λιγότερο επιβλαβών οπών μειώνεται σημαντικά μετά την προσθήκη HPMC και ο αριθμός των επιβλαβών οπών ή των περισσότερων επιβλαβών οπών αυξάνεται. Οι αβλαβείς πόροι ή οι λιγότερο επιβλαβείς πόροι των δειγμάτων που δεν αναμειγνύονται με HPMC είναι περίπου 49,4%. Μετά την προσθήκη HPMC, οι αβλαβείς πόροι ή οι λιγότερο επιβλαβείς πόροι μειώνονται σημαντικά. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τη δόση του 0,1%, οι αβλαβείς πόροι ή οι λιγότερο επιβλαβείς πόροι μειώνονται κατά περίπου 45%. %, ο αριθμός των επιβλαβών οπών μεγαλύτερες από 10um αυξήθηκε κατά περίπου 9 φορές.

(3) Η διάμεση διάμετρος πόρων, η μέση διάμετρος πόρων, ο ειδικός όγκος πόρων και η ειδική επιφάνεια δεν ακολουθούν έναν πολύ αυστηρό κανόνα αλλαγής με την αύξηση της περιεκτικότητας HPMC σε υδροξυπροπυλμεθυλοκυτταρίνη, η οποία μπορεί να σχετίζεται με την επιλογή δείγματος στη δοκιμή έγχυσης υδραργύρου. σχετίζεται με μεγάλη διασπορά. Αλλά συνολικά, η διάμεση διάμετρος πόρων, η μέση διάμετρος πόρων και ο ειδικός όγκος πόρων του δείγματος που αναμιγνύεται με HPMC τείνουν να αυξάνονται σε σύγκριση με το τυφλό δείγμα, ενώ η ειδική επιφάνεια μειώνεται.


Ώρα δημοσίευσης: Απρ-03-2023