Hidroksipropilmetilcelulozes HPMC ietekme uz mašīnu spridzināšanas javas īpašībām

Ar nepārtrauktu nozares progresu un tehnoloģiju uzlabošanu, ieviešot un uzlabojot ārvalstu javas izsmidzināšanas mašīnas, pēdējos gados manā valstī ir ievērojami attīstīta mehāniskā izsmidzināšanas un apmetuma tehnoloģija. Mehāniskā izsmidzināšanas java atšķiras no parastās javas, kurai nepieciešama augsta ūdens aiztures spēja, piemērota plūstamība un noteikta pretslīdēšanas veiktspēja. Parasti javai pievieno hidroksipropilmetilcelulozi, no kuras visplašāk tiek izmantots celulozes ēteris (HPMC). Galvenās hidroksipropilmetilcelulozes HPMC funkcijas javā ir: sabiezēšana un viskozēšana, reoloģijas regulēšana un lieliska ūdens aiztures spēja. Tomēr nevar ignorēt HPMC nepilnības. HPMC ir gaisu piesaistoša iedarbība, kas radīs vairāk iekšējo defektu un nopietni samazinās javas mehāniskās īpašības. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. pētīja HPMC ietekmi uz javas ūdens aiztures ātrumu, blīvumu, gaisa saturu un javas mehāniskajām īpašībām no makroskopiskā aspekta, kā arī pētīja hidroksipropilmetilcelulozes HPMC ietekmi uz javas L struktūru no plkst. mikroskopiskais aspekts. .

1. Pārbaude

1.1. Izejvielas

Cements: komerciāli pieejams P.0 42.5 cements, tā 28d lieces un spiedes stiprība ir attiecīgi 6.9 un 48.2 MPa; smiltis: Čendes smalkas upes smiltis, 40-100 acs; celulozes ēteris: ražo Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Hidroksipropilmetilcelulozes ēteris, balts pulveris, nominālā viskozitāte 40, 100, 150, 200 Pa-s; ūdens: tīrs krāna ūdens.

1.2 Pārbaudes metode

Saskaņā ar JGJ/T 105-2011 “Mehāniskās miglošanas un apmešanas būvnoteikumi” javas konsistence ir 80-120 mm, un ūdens aiztures koeficients ir lielāks par 90%. Šajā eksperimentā kaļķa un smilšu attiecība tika iestatīta uz 1:5, konsistence tika kontrolēta uz (93+2) mm, un celulozes ēteris tika sajaukts ārēji, un maisījuma daudzums tika noteikts, pamatojoties uz cementa masu. Javas pamatīpašības, piemēram, mitrums, gaisa saturs, ūdens aizture un konsistence, tiek pārbaudītas, atsaucoties uz JGJ 70-2009 “Būvjavas pamatīpašību pārbaudes metodes”, un gaisa saturs tiek pārbaudīts un aprēķināts atbilstoši blīvumam. metodi. Paraugu sagatavošanas, lieces un spiedes stiprības testi tika veikti saskaņā ar GB/T 17671-1999 “Cementa javas smilšu stiprības pārbaudes metodes (ISO metode)”. Kāpuru diametrs tika mērīts ar dzīvsudraba porozimetriju. Dzīvsudraba porozimetra modelis bija AUTOPORE 9500, un mērījumu diapazons bija 5,5 nm-360 μm. Kopumā tika veikti 4 testu komplekti. Cementa-smilšu attiecība bija 1:5, HPMC viskozitāte 100 Pa-s un dozēšana 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (attiecīgi A, B, C, D).

2. Rezultāti un analīze

2.1. HPMC ietekme uz cementa javas ūdens aiztures ātrumu

Ūdens aizture attiecas uz javas spēju noturēt ūdeni. Mašīnas izsmidzinātā javā celulozes ētera pievienošana var efektīvi aizturēt ūdeni, samazināt asiņošanas ātrumu un atbilst cementa bāzes materiālu pilnīgas hidratācijas prasībām. HPMC ietekme uz javas ūdens aizturi.

Palielinoties HPMC saturam, javas ūdens aizture pakāpeniski palielinās. Hidroksipropilmetilcelulozes ētera ar viskozitāti 100, 150 un 200 Pa.s līknes būtībā ir vienādas. Ja saturs ir 0,05–0,15%, ūdens aiztures līmenis palielinās lineāri, un, ja saturs ir 0,15%, ūdens aiztures līmenis ir lielāks par 93%. ; Kad putraimu daudzums pārsniedz 0,20%, ūdens aiztures koeficienta pieauguma tendence kļūst plakana, norādot, ka HPMC daudzums ir tuvu piesātinājumam. HPMC daudzuma ar viskozitāti 40 Pa.s ietekmes līkne uz ūdens aiztures ātrumu ir aptuveni taisna līnija. Ja daudzums ir lielāks par 0,15%, javas ūdens aiztures koeficients ir ievērojami zemāks nekā pārējiem trim HPMC veidiem ar tādu pašu viskozitāti. Parasti tiek uzskatīts, ka celulozes ētera ūdens aiztures mehānisms ir šāds: hidroksilgrupa uz celulozes ētera molekulas un skābekļa atoms uz ētera saites asociējas ar ūdens molekulu, veidojot ūdeņraža saiti, tādējādi brīvais ūdens kļūst par saistītu ūdeni. , tādējādi spēlējot labu ūdens aiztures efektu; Tiek arī uzskatīts, ka ūdens molekulu un celulozes ētera molekulāro ķēžu savstarpējā difūzija ļauj ūdens molekulām iekļūt celulozes ētera makromolekulāro ķēžu iekšpusē un tikt pakļautas spēcīgiem saistīšanas spēkiem, tādējādi uzlabojot cementa vircas ūdens aizturi. Lieliska ūdens aizture var saglabāt javu viendabīgu, to nav viegli atdalīt un iegūt labu sajaukšanas veiktspēju, vienlaikus samazinot mehānisko nodilumu un pagarinot javas izsmidzināšanas iekārtas kalpošanas laiku.

2.2. Hidroksipropilmetilcelulozes HPMC ietekme uz cementa javas blīvumu un gaisa saturu

Kad HPMC daudzums ir 0-0,20%, javas blīvums strauji samazinās, palielinoties HPMC daudzumam, no 2050 kg/m3 līdz aptuveni 1650 kg/m3, kas ir par aptuveni 20% mazāks; kad HPMC daudzums pārsniedz 0,20%, blīvums samazinās. mierīgi. Salīdzinot 4 veidu HPMC ar dažādām viskozitātēm, jo ​​augstāka ir viskozitāte, jo mazāks ir javas blīvums; javu ar jaukto viskozitāti 150 un 200 Pa.s HPMC blīvuma līknes pamatā pārklājas, norādot, ka, HPMC viskozitātei turpinot pieaugt, blīvums vairs nesamazinās.

Javas gaisa satura izmaiņu likums ir pretējs javas blīvuma izmaiņām. Kad hidroksipropilmetilcelulozes HPMC saturs ir 0-0,20%, palielinoties HPMC saturam, gaisa saturs javā palielinās gandrīz lineāri; HPMC saturs pārsniedz Pēc 0,20% gaisa saturs gandrīz nemainās, kas liecina, ka javas gaisu piesaistošā iedarbība ir tuvu piesātinājumam. HPMC ar viskozitāti 150 un 200 Pa.s gaisu piesaistošā iedarbība ir lielāka nekā HPMC ar viskozitāti 40 un 100 Pa.s.

Celulozes ētera gaisu piesaistošo efektu galvenokārt nosaka tā molekulārā struktūra. Celulozes ēterī ir gan hidrofilas grupas (hidroksilgrupa, ēteris), gan hidrofobās grupas (metils, glikozes gredzens), un tas ir virsmaktīvā viela. , piemīt virsmas aktivitāte, tādējādi tai piemīt gaisu piesaistoša iedarbība. No vienas puses, ievadītā gāze var darboties kā javas lodīšu gultnis, uzlabot javas darba veiktspēju, palielināt tilpumu un palielināt izlaidi, kas ir izdevīgi ražotājam. Bet, no otras puses, gaisu piesaistošais efekts palielina javas gaisa saturu un porainību pēc sacietēšanas, kā rezultātā palielinās kaitīgās poras un ievērojami samazinās mehāniskās īpašības. Lai gan HPMC ir zināms gaisu piesaistošs efekts, tas nevar aizstāt gaisu piesaistošo līdzekli. Turklāt, ja vienlaikus tiek lietots HPMC un gaisu izraisošais līdzeklis, gaisa izvadīšanas līdzeklis var neizdoties.

2.3 HPMC ietekme uz cementa javas mehāniskajām īpašībām

Ja HPMC daudzums ir tikai 0,05%, javas lieces izturība ievērojami samazinās, kas ir aptuveni par 25% mazāka nekā tukšajam paraugam bez hidroksipropilmetilcelulozes HPMC, un spiedes izturība var sasniegt tikai 65% no tukšā parauga - 80%. Ja HPMC daudzums pārsniedz 0,20%, javas lieces izturības un spiedes stiprības samazināšanās nav acīmredzama. HPMC viskozitāte maz ietekmē javas mehāniskās īpašības. HPMC ievieš daudz sīku gaisa burbuļu, un javu gaisu piesaistošā iedarbība palielina javas iekšējo porainību un kaitīgās poras, kā rezultātā ievērojami samazinās spiedes izturība un lieces izturība. Vēl viens javas stiprības samazināšanās iemesls ir celulozes ētera ūdens aiztures efekts, kas notur ūdeni sacietējušajā javā, un lielā ūdens saistvielas attiecība izraisa testa bloka stiprības samazināšanos. Mehāniskajai celtniecības javai, lai gan celulozes ēteris var ievērojami palielināt javas ūdens aiztures ātrumu un uzlabot tās apstrādājamību, ja deva ir pārāk liela, tas nopietni ietekmēs javas mehāniskās īpašības, tāpēc attiecības starp abiem ir jāizsver saprātīgi.

Palielinoties hidroksipropilmetilcelulozes HPMC saturam, javas locīšanas attiecība uzrādīja vispārēju pieauguma tendenci, kas būtībā bija lineāra sakarība. Tas ir tāpēc, ka pievienotais celulozes ēteris rada lielu skaitu gaisa burbuļu, kas rada vairāk defektu javas iekšpusē, un vadošās rožu javas spiedes izturība strauji samazinās, lai gan zināmā mērā samazinās arī lieces izturība; bet celulozes ēteris var uzlabot javas elastību, tas ir labvēlīgs lieces izturībai, kas palēninās samazināšanās ātrumu. Apsverot vispusīgi, abu kombinācija palielina locīšanas koeficientu.

2.4. HPMC ietekme uz javas L diametru

No poru izmēra sadalījuma līknes, poru izmēru sadalījuma datiem un dažādiem AD paraugu statistiskajiem parametriem var redzēt, ka HPMC ir liela ietekme uz cementa javas poru struktūru:

(1) Pēc HPMC pievienošanas cementa javas poru izmērs ievērojami palielinās. Poru lieluma sadalījuma līknē attēla laukums pārvietojas pa labi, un poru vērtība, kas atbilst maksimālajai vērtībai, kļūst lielāka. Pēc HPMC pievienošanas cementa javas vidējais poru diametrs ir ievērojami lielāks nekā tukšā parauga poru diametrs, un parauga vidējais poru diametrs ar 0,3% devu tiek palielināts par 2 kārtām, salīdzinot ar tukšo paraugu.

(2) Sadaliet poras betonā četros veidos, proti, nekaitīgās poras (≤20 nm), mazāk kaitīgās poras (20–100 nm), kaitīgās poras (100–200 nm) un daudzās kaitīgās poras (≥200 nm). No 1. tabulas var redzēt, ka pēc HPMC pievienošanas ievērojami samazinās nekaitīgo caurumu vai mazāk kaitīgo caurumu skaits, un palielinās kaitīgo caurumu vai vairāk kaitīgo caurumu skaits. Ar HPMC nesajauktu paraugu nekaitīgās vai mazāk kaitīgās poras ir aptuveni 49,4%. Pēc HPMC pievienošanas ievērojami samazinās nekaitīgās vai mazāk kaitīgās poras. Par piemēru ņemot 0,1% devu, nekaitīgās vai mazāk kaitīgās poras tiek samazinātas par aptuveni 45%. %, kaitīgo caurumu skaits, kas lielāki par 10 um, palielinājās aptuveni 9 reizes.

(3) Vidējais poru diametrs, vidējais poru diametrs, īpatnējais poru tilpums un īpatnējais virsmas laukums neatbilst ļoti stingriem izmaiņu noteikumiem, palielinoties hidroksipropilmetilcelulozes HPMC saturam, kas var būt saistīts ar parauga izvēli dzīvsudraba injekcijas testā. kas saistīti ar lielu izkliedi. Bet kopumā ar HPMC sajauktā parauga vidējais poru diametrs, vidējais poru diametrs un īpatnējais poru tilpums mēdz palielināties salīdzinājumā ar tukšo paraugu, savukārt īpatnējais virsmas laukums samazinās.


Publicēšanas laiks: 03.03.2023