Tänu tööstuse pidevale arengule ja tehnoloogia täiustusele, välismaiste mördipihustusmasinate kasutuselevõtule ja täiustamisele on mehaanilise pihustamise ja krohvimise tehnoloogia viimastel aastatel minu riigis märkimisväärselt arenenud. Mehaaniline pihustusmört erineb tavalisest mördist, kuna see nõuab head veepeetusvõimet, sobivat voolavust ja teatud niiskumisvastast toimet. Tavaliselt lisatakse mördile hüdroksüpropüülmetüültselluloosi, millest tsellulooseeter (HPMC) on kõige laialdasemalt kasutatav. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi HPMC peamised funktsioonid mördis on: paksendamine ja viskoossuse suurendamine, reoloogia reguleerimine ja suurepärane veepeetusvõime. Siiski ei saa ignoreerida HPMC puudusi. HPMC-l on õhku kaasav toime, mis põhjustab rohkem sisemisi defekte ja vähendab oluliselt mördi mehaanilisi omadusi. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. uuris HPMC mõju mördi veepeetusvõimele, tihedusele, õhusisaldusele ja mehaanilistele omadustele makroskoopilisest vaatenurgast ning uuris hüdroksüpropüülmetüültselluloosi HPMC mõju mördi L-struktuurile mikroskoopilisest vaatenurgast.
1. Test
1.1 Toorained
Tsement: kaubanduslikult saadaval olev P.0 42,5 tsement, mille 28d painde- ja survetugevus on vastavalt 6,9 ja 48,2 MPa; liiv: Chengde peen jõeliiv, 40–100 mešši; tsellulooseeter: tootja Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi eeter, valge pulber, nominaalne viskoossus 40, 100, 150, 200 Pa-s; vesi: puhas kraanivesi.
1.2 Katsemeetod
Vastavalt standardile JGJ/T 105-2011 „Mehaanilise pihustamise ja krohvimise ehituseeskirjad“ on mördi konsistents 80–120 mm ja veepeetusvõime on üle 90%. Selles katses seati lubja ja liiva suhe väärtusele 1:5, konsistentsi kontrolliti väärtusele (93+2) mm, tsellulooseeter segati väliselt ja segatud kogus põhines tsemendimassil. Mördi põhiomadusi, nagu märgtihedus, õhusisaldus, veepeetusvõime ja konsistents, testiti vastavalt standardile JGJ 70-2009 „Ehitusmördi põhiomaduste katsemeetodid“ ning õhusisaldust testiti ja arvutati tihedusmeetodi järgi. Proovide ettevalmistus-, painde- ja survetugevuse katsed viidi läbi vastavalt standardile GB/T 17671-1999 „Tsemendimördi liiva tugevuse testimise meetodid (ISO meetod)“. Vastsete läbimõõtu mõõdeti elavhõbeda porosimeetria abil. Elavhõbeda porosimeetri mudel oli AUTOPORE 9500 ja mõõtepiirkond oli 5,5 nm kuni 360 μm. Kokku viidi läbi 4 katseseeriat. Tsemendi ja liiva suhe oli 1:5, HPMC viskoossus oli 100 Pa-s ja annus 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (numbrid on vastavalt A, B, C, D).
2. Tulemused ja analüüs
2.1 HPMC mõju tsemendimördi veepeetusvõimele
Veepeetus viitab mördi võimele vett hoida. Masinpritsitud mördis aitab tsellulooseetri lisamine tõhusalt vett hoida, vähendada imbumiskiirust ja täita tsemendipõhiste materjalide täieliku hüdratsiooni nõudeid. HPMC mõju mördi veepeetusele.
HPMC sisalduse suurenemisega suureneb mördi veepeetusvõime järk-järgult. Hüdroksüpropüülmetüültsellulooseetri viskoossusega 100, 150 ja 200 Pa.s kõverad on põhimõtteliselt samad. Kui sisaldus on 0,05–0,15%, suureneb veepeetusvõime lineaarselt ja kui sisaldus on 0,15%, on veepeetusvõime üle 93%. Kui terade kogus ületab 0,20%, muutub veepeetusvõime kasvutrend lamedaks, mis näitab, et HPMC kogus on lähedal küllastusele. 40 Pa.s viskoossusega HPMC koguse mõju veepeetusvõimele on ligikaudu sirgjooneline. Kui kogus on suurem kui 0,15%, on mördi veepeetusvõime oluliselt madalam kui ülejäänud kolmel sama viskoossusega HPMC tüübil. Üldiselt arvatakse, et tsellulooseetri veepeetusmehhanism on järgmine: tsellulooseetri molekuli hüdroksüülrühm ja eetri sideme hapnikuaatom seostuvad veemolekuliga, moodustades vesiniksideme, nii et vaba vesi muutub seotud veeks, millel on hea veepeetusvõime; samuti arvatakse, et veemolekulide ja tsellulooseetri molekulaarsete ahelate vaheline vastastikune difusioon võimaldab veemolekulidel siseneda tsellulooseetri makromolekulaarsete ahelate sisemusse ja alluda tugevatele siduvatele jõududele, parandades seeläbi tsemendisuspensiooni veepeetust. Suurepärane veepeetus aitab hoida mördi homogeensena, raskesti eraldatavana ja saavutada hea segamistulemuse, vähendades samal ajal mehaanilist kulumist ja pikendades mördipihustusmasina eluiga.
2.2 Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi (HPMC) mõju tsemendimördi tihedusele ja õhusisaldusele
Kui HPMC kogus on 0–0,20%, siis mördi tihedus väheneb järsult HPMC koguse suurenemisega, 2050 kg/m3-lt umbes 1650 kg/m3-ni, mis on umbes 20% madalam; kui HPMC kogus ületab 0,20%, siis tihedus väheneb. Nelja erineva viskoossusega HPMC tüübi võrdlemisel on suurem viskoossus ja väiksem mördi tihedus; 150 ja 200 Pa·s HPMC segaviskoossusega mörtide tiheduskõverad kattuvad põhimõtteliselt, mis näitab, et HPMC viskoossuse jätkuva suurenemisega tihedus enam ei vähene.
Mördi õhusisalduse muutusseadus on vastupidine mördi tiheduse muutusele. Kui hüdroksüpropüülmetüültselluloosi HPMC sisaldus on 0–0,20%, siis HPMC sisalduse suurenemisega suureneb mördi õhusisaldus peaaegu lineaarselt; HPMC sisaldus ületab ... Pärast 0,20% õhusisaldus peaaegu ei muutu, mis näitab, et mördi õhku kaasav toime on lähedane küllastusele. Viskoossusega 150 ja 200 Pa.s HPMC õhku kaasav toime on suurem kui viskoossusega 40 ja 100 Pa.s HPMC-l.
Tsellulooseetri õhku siduv toime määratakse peamiselt selle molekulaarstruktuuri poolt. Tsellulooseetril on nii hüdrofiilsed rühmad (hüdroksüül, eeter) kui ka hüdrofoobsed rühmad (metüül, glükoositsükkel) ning see on pindaktiivne aine, millel on pindaktiivsus, mistõttu see omab õhku siduvat efekti. Ühelt poolt võib sisseviidud gaas toimida mördis kuullaagrina, parandades mördi tööomadusi, suurendades mahtu ja tootlikkust, mis on tootja jaoks kasulik. Teisest küljest aga suurendab õhku siduv efekt mördi õhusisaldust ja poorsust pärast kõvenemist, mille tulemuseks on kahjulike pooride suurenemine ja mehaaniliste omaduste märkimisväärne vähenemine. Kuigi HPMC-l on teatav õhku siduv toime, ei saa see õhku siduvat ainet asendada. Lisaks võib HPMC ja õhku siduva aine samaaegne kasutamine õhku siduva aine ebaõnnestuda.
2.3 HPMC mõju tsemendimördi mehaanilistele omadustele
Kui HPMC kogus on vaid 0,05%, väheneb mördi paindetugevus märkimisväärselt, mis on umbes 25% madalam kui hüdroksüpropüülmetüültselluloos HPMC-d mittesisaldaval pimeproovil, ja survetugevus võib ulatuda vaid 65%-ni pimeproovi omast -80%. Kui HPMC kogus ületab 0,20%, pole mördi paindetugevuse ja survetugevuse langus ilmne. HPMC viskoossus mõjutab mördi mehaanilisi omadusi vähe. HPMC tekitab palju pisikesi õhumulle ja õhku kaasav efekt mördile suurendab mördi sisemist poorsust ja kahjulikke poore, mille tulemuseks on survetugevuse ja paindetugevuse märkimisväärne vähenemine. Mördi tugevuse vähenemise teine põhjus on tsellulooseetri veepeetusvõime, mis hoiab vett kõvastunud mördis, ja suur vee ja sideaine suhe viib katseploki tugevuse vähenemiseni. Mehaanilise ehitusmördi puhul, kuigi tsellulooseeter võib oluliselt suurendada mördi veepeetusvõimet ja parandada selle töödeldavust, mõjutab liiga suur annus tõsiselt mördi mehaanilisi omadusi, seega tuleks nende kahe vahelist suhet mõistlikult kaaluda.
Hüdroksüpropüülmetüültselluloosi HPMC sisalduse suurenemisega näitas mördi voltimissuhe üldist suurenemistrendi, mis oli põhimõtteliselt lineaarne seos. Selle põhjuseks on asjaolu, et lisatud tsellulooseeter tekitab suure hulga õhumulle, mis põhjustab mördi sees rohkem defekte, ja juhtroosimördi survetugevus väheneb järsult, kuigi paindetugevus väheneb ka teatud määral; kuid tsellulooseeter võib parandada mördi paindlikkust, see on kasulik paindetugevusele, mis aeglustab languse kiirust. Üldiselt vaadates viib kahe koosmõju voltimissuhte suurenemiseni.
2.4 HPMC mõju mördi L-läbimõõdule
AD-proovide pooride suuruse jaotuskõverast, pooride suuruse jaotuse andmetest ja erinevatest statistilistest parameetritest on näha, et HPMC-l on tsemendimördi pooride struktuurile suur mõju:
(1) Pärast HPMC lisamist suureneb tsemendimördi pooride suurus märkimisväärselt. Pooride suuruse jaotuskõveral liigub pildi pindala paremale ja piigi väärtusele vastav pooride väärtus suureneb. Pärast HPMC lisamist on tsemendimördi pooride mediaanläbimõõt oluliselt suurem kui pimeproovil ning 0,3% annusega proovi pooride mediaanläbimõõt suureneb 2 suurusjärku võrreldes pimeprooviga.
(2) Jagage betooni poorid nelja tüüpi: ohutud poorid (≤20 nm), vähem kahjulikud poorid (20–100 nm), kahjulikud poorid (100–200 nm) ja paljude kahjulike pooridega poorid (≥200 nm). Tabelist 1 on näha, et pärast HPMC lisamist väheneb ohutute või vähem kahjulike aukude arv oluliselt ning kahjulike või kahjulikumate aukude arv suureneb. HPMC-ga segamata proovide ohutute või vähem kahjulike pooride arv on umbes 49,4%. Pärast HPMC lisamist väheneb ohutute või vähem kahjulike pooride arv oluliselt. Näiteks 0,1% annuse korral väheneb ohutute või vähem kahjulike pooride arv umbes 45%. %, suuremate kui 10 μm kahjulike aukude arv suureneb umbes 9 korda.
(3) Keskmine pooride läbimõõt, keskmine pooride läbimõõt, eripind ja eripind ei järgi hüdroksüpropüülmetüültselluloosi HPMC sisalduse suurenemisega väga ranget muutusreeglit, mis võib olla seotud elavhõbeda süstimise testi proovi valikuga, mis on seotud suure dispersiooniga. Kuid üldiselt kipuvad HPMC-ga segatud proovi keskmine pooride läbimõõt, keskmine pooride läbimõõt ja eripind võrreldes pimeprooviga suurenema, samas kui eripind väheneb.
Postituse aeg: 03.04.2023