Дзякуючы пастаяннаму прагрэсу прамысловасці і ўдасканаленню тэхналогій, дзякуючы ўкараненню і ўдасканаленню замежных машын для распылення раствораў, тэхналогія механічнага распылення і тынкавання ў маёй краіне ў апошнія гады значна развілася. Механічны распыляльны раствор адрозніваецца ад звычайнага раствора тым, што патрабуе высокай водаўтрымліваючай здольнасці, адпаведнай цякучасці і пэўных уласцівасцей супраць прасядання. Звычайна ў раствор дадаюць гідраксіпрапілметылцэлюлозу, найбольш шырока выкарыстоўваецца эфір цэлюлозы (ГПМЦ). Асноўнымі функцыямі гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ у растворы з'яўляюцца: загушчэнне і павышэнне глейкасці, рэгуляванне рэалогіі і выдатная водаўтрымліваючая здольнасць. Аднак нельга ігнараваць і недахопы ГПМЦ. ГПМЦ валодае паветраўцягвальным эфектам, што прыводзіць да павелічэння ўнутраных дэфектаў і сур'ёзнага зніжэння механічных уласцівасцей раствора. Кампанія Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. вывучала ўплыў ГПМЦ на хуткасць водаўтрымлівання, шчыльнасць, утрыманне паветра і механічныя ўласцівасці раствора з макраскапічнага пункту гледжання, а таксама вывучала ўплыў гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ на L-структуру раствора з мікраскапічнага пункту гледжання.
1. Тэст
1.1 Сыравіна
Цэмент: камерцыйна даступны цэмент P.0 42.5, яго трываласць на выгіб і сціск пры 28d складае 6,9 і 48,2 МПа адпаведна; пясок: дробны рачны пясок Чэндэ, 40-100 меш; эфір цэлюлозы: вытворчасць Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Эфір гідраксіпрапілметылцэлюлозы, белы парашок, намінальная глейкасць 40, 100, 150, 200 Па·с; вада: чыстая вадаправодная вада.
1.2 Метад выпрабаванняў
Згодна з JGJ/T 105-2011 «Будаўнічыя правілы для механічнага напылення і тынкавання», кансістэнцыя раствора складае 80-120 мм, а ступень водаўтрымання больш за 90%. У гэтым эксперыменце суадносіны вапны і пяску было ўстаноўлена на ўзроўні 1:5, кансістэнцыя кантралявалася на ўзроўні (93+2) мм, а эфір цэлюлозы дадавалася звонку, а колькасць дабаўкі разлічвалася ў залежнасці ад масы цэменту. Асноўныя ўласцівасці раствора, такія як шчыльнасць у вільготным стане, утрыманне паветра, водаўтрыманне і кансістэнцыя, правяраліся ў адпаведнасці з JGJ 70-2009 «Метады выпрабаванняў асноўных уласцівасцей будаўнічага раствора», а ўтрыманне паветра правяралася і разлічвалася ў адпаведнасці з метадам шчыльнасці. Падрыхтоўка, выпрабаванні на выгіб і трываласць на сціск узораў праводзіліся ў адпаведнасці з GB/T 17671-1999 «Метады выпрабаванняў трываласці цэментнага раствора-пяску (метад ISO)». Дыяметр лічынак вымяраўся ртутнай паразіметрыяй. Мадэль ртутнага паразіметра — AUTOPORE 9500, дыяпазон вымярэнняў — 5,5 нм–360 мкм. Усяго было праведзена 4 серыі выпрабаванняў. Суадносіны цэменту і пяску складала 1:5, глейкасць ГПМЦ — 100 Па·с, а дазоўка — 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (лічбы адпаведна A, B, C, D).
2. Вынікі і аналіз
2.1 Уплыў ГПМЦ на хуткасць утрымання вады цэментным растворам
Вадаўтрыманне адносіцца да здольнасці раствора ўтрымліваць ваду. У растворах, якія наносяцца машынным напыленнем, даданне эфіру цэлюлозы можа эфектыўна ўтрымліваць ваду, зніжаць хуткасць расцякання і задавальняць патрабаванні поўнай гідратацыі матэрыялаў на цэментнай аснове. Уплыў ГПМЦ на водаўтрыманне раствора.
З павелічэннем утрымання ГПМЦ хуткасць утрымання вады ў растворы паступова павялічваецца. Крывыя гідраксіпрапілметылцэлюлознага эфіру з глейкасцю 100, 150 і 200 Па·с практычна аднолькавыя. Пры ўтрыманні 0,05%-0,15% хуткасць утрымання вады павялічваецца лінейна, а пры ўтрыманні 0,15% хуткасць утрымання вады перавышае 93%. Калі колькасць дробнага друзу перавышае 0,20%, тэндэнцыя да павелічэння хуткасці ўтрымання вады становіцца плоскай, што сведчыць аб тым, што колькасць ГПМЦ блізкая да насычэння. Крывая ўплыву колькасці ГПМЦ з глейкасцю 40 Па·с на хуткасць утрымання вады прыблізна прамая. Калі колькасць больш за 0,15%, хуткасць утрымання вады растворам значна ніжэйшая, чым у трох іншых відаў ГПМЦ з такой жа глейкасцю. Лічыцца, што механізм утрымання вады цэлюлозным эфірам наступны: гідраксільная група малекулы цэлюлознага эфіру і атам кіслароду ў эфірнай сувязі злучаюцца з малекулай вады, утвараючы вадародную сувязь, так што свабодная вада становіцца звязанай вадой, што забяспечвае добры эфект утрымання вады; таксама лічыцца, што ўзаемная дыфузія паміж малекуламі вады і малекулярнымі ланцугамі цэлюлознага эфіру дазваляе малекулам вады пранікаць унутр макрамалекулярных ланцугоў цэлюлознага эфіру і падвяргацца моцным сілам звязвання, тым самым паляпшаючы ўтрыманне вады ў цэментным растворы. Выдатнае ўтрыманне вады дазваляе падтрымліваць раствор аднастайным, не лёгка расслайвацца і атрымліваць добрую прадукцыйнасць змешвання, адначасова зніжаючы механічны знос і павялічваючы тэрмін службы распыляльнай машыны.
2.2 Уплыў гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ на шчыльнасць і ўтрыманне паветра ў цэментным растворы
Калі колькасць ГПМЦ складае 0-0,20%, шчыльнасць раствора рэзка зніжаецца з павелічэннем колькасці ГПМЦ, з 2050 кг/м3 да прыблізна 1650 кг/м3, што прыкладна на 20% менш; калі колькасць ГПМЦ перавышае 0,20%, шчыльнасць памяншаецца. Параўноўваючы 4 віды ГПМЦ з рознай глейкасцю, чым вышэй глейкасць, тым ніжэй шчыльнасць раствора; крывыя шчыльнасці раствораў са змешанай глейкасцю ГПМЦ 150 і 200 Па·с у асноўным перакрываюцца, што паказвае на тое, што па меры павелічэння глейкасці ГПМЦ шчыльнасць больш не змяншаецца.
Закон змены ўтрымання паветра ў растворы процілеглы змене шчыльнасці раствора. Пры ўтрыманні гідраксіпрапілметылцэлюлозы (ГПМЦ) ад 0 да 0,20% утрыманне паветра ў растворы павялічваецца амаль лінейна; пры павелічэнні ўтрымання ГПМЦ утрыманне паветра ў растворы павялічваецца амаль лінейна; пасля 0,20% утрыманне паветра амаль не змяняецца, што сведчыць аб тым, што паветраўцягвальны эфект раствора блізкі да насычэння. Паветраўцягвальны эфект ГПМЦ з глейкасцю 150 і 200 Па·с большы, чым у ГПМЦ з глейкасцю 40 і 100 Па·с.
Паветраўцягвальны эфект цэлюлознага эфіру ў асноўным вызначаецца яго малекулярнай структурай. Цэлюлозны эфір мае як гідрафільныя групы (гідраксільныя, эфірныя), так і гідрафобныя групы (метылавае, глюкознае кольца) і з'яўляецца павярхоўна-актыўным рэчывам, валодае павярхоўнай актыўнасцю, тым самым аказваючы паветраўцягвальны эфект. З аднаго боку, уведзены газ можа выступаць у якасці шарыкападшыпніка ў растворы, паляпшаючы эксплуатацыйныя характарыстыкі раствора, павялічваючы аб'ём і павялічваючы выхад, што выгадна для вытворцы. Але з іншага боку, паветраўцягвальны эфект павялічвае ўтрыманне паветра ў растворы і сітаватасць пасля зацвярдзення, што прыводзіць да павелічэння шкодных пор і значнага зніжэння механічных уласцівасцей. Нягледзячы на тое, што ГПМЦ мае пэўны паветраўцягвальны эфект, ён не можа замяніць паветраўцягвальны агент. Акрамя таго, пры адначасовым выкарыстанні ГПМЦ і паветраўцягвальнага агента паветраўцягвальны агент можа не працаваць.
2.3 Уплыў ГПМЦ на механічныя ўласцівасці цэментнага раствора
Калі колькасць ГПМЦ складае ўсяго 0,05%, трываласць раствора на выгіб значна зніжаецца, што прыкладна на 25% ніжэй, чым у халастога ўзору без гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ, а трываласць на сціск можа дасягаць толькі 65% ад халастога ўзору - 80%. Калі колькасць ГПМЦ перавышае 0,20%, зніжэнне трываласці на выгіб і трываласці на сціск раствора не відавочнае. Вязкасць ГПМЦ мала ўплывае на механічныя ўласцівасці раствора. ГПМЦ уносіць шмат дробных паветраных бурбалак, і паветразахапляльны эфект у раствор павялічвае ўнутраную сітаватасць і шкодныя пары раствора, што прыводзіць да значнага зніжэння трываласці на сціск і трываласці на выгіб. Яшчэ адной прычынай зніжэння трываласці раствора з'яўляецца водаўтрымліваючы эфект цэлюлознага эфіру, які ўтрымлівае ваду ў зацвярдзелым растворы, а вялікае суадносіны вады і звязальнага рэчыва прыводзіць да зніжэння трываласці выпрабавальнага блока. Што тычыцца механічнага будаўнічага раствора, то, хоць эфір цэлюлозы можа значна павялічыць хуткасць утрымання вады ў растворы і палепшыць яго працаздольнасць, занадта вялікая доза сур'ёзна паўплывае на механічныя ўласцівасці раствора, таму суадносіны паміж імі варта ўзважыць разумна.
З павелічэннем утрымання гідраксіпрапілметылцэлюлозы (ГПМЦ) каэфіцыент згінання раствора дэманстраваў агульную тэндэнцыю да павелічэння, якая ў асноўным была лінейнай залежнасцю. Гэта звязана з тым, што дададзены эфір цэлюлозы ўносіць вялікую колькасць паветраных бурбалак, што прыводзіць да павелічэння дэфектаў унутры раствора, і трываласць раствора на сціск рэзка зніжаецца, хоць трываласць на выгіб таксама да пэўнай ступені зніжаецца; аднак эфір цэлюлозы можа палепшыць гнуткасць раствора, што спрыяе трываласці на выгіб, што запавольвае хуткасць зніжэння. У цэлым, сукупны эфект гэтых двух фактараў прыводзіць да павелічэння каэфіцыента згінання.
2.4 Уплыў ГПМЦ на дыяметр раствора L
З крывой размеркавання памераў пор, дадзеных размеркавання памераў пор і розных статыстычных параметраў узораў AD відаць, што ГПМЦ аказвае вялікі ўплыў на структуру пор цэментнага раствора:
(1) Пасля дадання ГПМЦ памер пор цэментнага раствора значна павялічваецца. На крывой размеркавання памераў пор плошча выявы зрушваецца ўправа, і значэнне пор, якое адпавядае пікаваму значэнню, становіцца большым. Пасля дадання ГПМЦ сярэдні дыяметр пор цэментнага раствора значна большы, чым у халастога ўзору, а сярэдні дыяметр пор узору з дазоўкай 0,3% павялічваецца на 2 парадкі ў параўнанні з халастым узорам.
(2) Падзяліць поры ў бетоне на чатыры тыпы, а менавіта: бясшкодныя поры (≤20 нм), менш шкодныя поры (20-100 нм), шкодныя поры (100-200 нм) і поры з вялікай колькасцю шкодных адтулін (≥200 нм). З табліцы 1 відаць, што колькасць бясшкодных або менш шкодных адтулін значна памяншаецца пасля дадання ГПМЦ, а колькасць шкодных або больш шкодных адтулін павялічваецца. Бясшкодныя або менш шкодныя поры ўзораў, якія не былі змяшаныя з ГПМЦ, складаюць каля 49,4%. Пасля дадання ГПМЦ бясшкодныя або менш шкодныя поры значна памяншаюцца. Пры дазоўцы 0,1% бясшкодныя або менш шкодныя поры памяншаюцца прыкладна на 45%, а колькасць шкодных адтулін памерам больш за 10 мкм павялічваецца прыкладна ў 9 разоў.
(3) Сярэдні дыяметр пор, сярэдні дыяметр пор, удзельны аб'ём пор і ўдзельная плошча паверхні не падпарадкоўваюцца вельмі строгаму правілу змены са павелічэннем утрымання гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ, што можа быць звязана з выбарам узору ў тэсце з увядзеннем ртуці. Але ў цэлым сярэдні дыяметр пор, сярэдні дыяметр пор і ўдзельны аб'ём пор узору, змяшанага з ГПМЦ, маюць тэндэнцыю да павелічэння ў параўнанні з халастым узорам, у той час як удзельная плошча паверхні памяншаецца.
Час публікацыі: 03 красавіка 2023 г.