મશીન બ્લાસ્ટિંગ મોર્ટારના ગુણધર્મો પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ HPMC ની અસર

ઉદ્યોગની સતત પ્રગતિ અને ટેકનોલોજીમાં સુધારા સાથે, વિદેશી મોર્ટાર સ્પ્રેઇંગ મશીનોના પરિચય અને સુધારણા દ્વારા, તાજેતરના વર્ષોમાં મારા દેશમાં યાંત્રિક સ્પ્રેઇંગ અને પ્લાસ્ટરિંગ ટેકનોલોજીનો ખૂબ વિકાસ થયો છે. યાંત્રિક સ્પ્રેઇંગ મોર્ટાર સામાન્ય મોર્ટારથી અલગ છે, જેને ઉચ્ચ પાણી રીટેન્શન કામગીરી, યોગ્ય પ્રવાહીતા અને ચોક્કસ એન્ટિ-સેગિંગ કામગીરીની જરૂર હોય છે. સામાન્ય રીતે, મોર્ટારમાં હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ ઉમેરવામાં આવે છે, જેમાંથી સેલ્યુલોઝ ઈથર (HPMC) સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે. મોર્ટારમાં હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC ના મુખ્ય કાર્યો છે: જાડું થવું અને વિસ્કોસિફાય કરવું, રિઓલોજીને સમાયોજિત કરવું અને ઉત્તમ પાણી રીટેન્શન ક્ષમતા. જો કે, HPMC ની ખામીઓને અવગણી શકાય નહીં. HPMC માં હવા-પ્રવેશ અસર છે, જે વધુ આંતરિક ખામીઓનું કારણ બનશે અને મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મોને ગંભીરતાથી ઘટાડશે. શેન્ડોંગ ચેનબેંગ ફાઈન કેમિકલ કંપની લિમિટેડે મેક્રોસ્કોપિક પાસાંથી મોર્ટારના પાણી રીટેન્શન દર, ઘનતા, હવા સામગ્રી અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પર HPMC ના પ્રભાવનો અભ્યાસ કર્યો, અને માઇક્રોસ્કોપિક પાસાંથી મોર્ટારના L માળખા પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC ના પ્રભાવનો અભ્યાસ કર્યો.

1. પરીક્ષણ

૧.૧ કાચો માલ

સિમેન્ટ: વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ P.0 42.5 સિમેન્ટ, તેની 28d ફ્લેક્સરલ અને કોમ્પ્રેસિવ તાકાત અનુક્રમે 6.9 અને 48.2 MPa છે; રેતી: ચેંગડે ફાઇન રિવર રેતી, 40-100 મેશ; સેલ્યુલોઝ ઈથર: શેન્ડોંગ ચેનબેંગ ફાઇન કેમિકલ કંપની લિમિટેડ દ્વારા ઉત્પાદિત. હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ ઈથર, સફેદ પાવડર, નજીવી સ્નિગ્ધતા 40, 100, 150, 200 Pa-s; પાણી: સ્વચ્છ નળનું પાણી.

૧.૨ પરીક્ષણ પદ્ધતિ

JGJ/T 105-2011 “મિકેનિકલ સ્પ્રેઇંગ અને પ્લાસ્ટરિંગ માટેના બાંધકામ નિયમો” અનુસાર, મોર્ટારની સુસંગતતા 80-120 મીમી છે, અને પાણી જાળવી રાખવાનો દર 90% કરતા વધારે છે. આ પ્રયોગમાં, ચૂનો-રેતીનો ગુણોત્તર 1:5 પર સેટ કરવામાં આવ્યો હતો, સુસંગતતા (93+2) મીમી પર નિયંત્રિત કરવામાં આવી હતી, અને સેલ્યુલોઝ ઈથર બાહ્ય રીતે મિશ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું, અને મિશ્રણની માત્રા સિમેન્ટના જથ્થા પર આધારિત હતી. મોર્ટારના મૂળભૂત ગુણધર્મો જેમ કે ભીની ઘનતા, હવાનું પ્રમાણ, પાણી જાળવી રાખવાનો જથ્થો અને સુસંગતતાનું પરીક્ષણ JGJ 70-2009 “બિલ્ડિંગ મોર્ટારના મૂળભૂત ગુણધર્મો માટે પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ” ના સંદર્ભમાં કરવામાં આવે છે, અને હવાનું પ્રમાણ ઘનતા પદ્ધતિ અનુસાર પરીક્ષણ અને ગણતરી કરવામાં આવે છે. નમૂનાઓની તૈયારી, ફ્લેક્સરલ અને સંકુચિત શક્તિ પરીક્ષણો GB/T 17671-1999 “સિમેન્ટ મોર્ટાર રેતીની શક્તિનું પરીક્ષણ કરવાની પદ્ધતિઓ (ISO પદ્ધતિ)” અનુસાર હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. લાર્વાનો વ્યાસ પારાના પોરોસિમેટ્રી દ્વારા માપવામાં આવ્યો હતો. પારાના પોરોસિમીટરનું મોડેલ AUTOPORE 9500 હતું, અને માપન શ્રેણી 5.5 nm-360 μm હતી. કુલ 4 સેટ પરીક્ષણો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. સિમેન્ટ-રેતીનો ગુણોત્તર 1:5 હતો, HPMC ની સ્નિગ્ધતા 100 Pa-s હતી, અને માત્રા 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% હતી (સંખ્યાઓ અનુક્રમે A, B, C, D છે).

2. પરિણામો અને વિશ્લેષણ

૨.૧ સિમેન્ટ મોર્ટારના પાણી જાળવી રાખવાના દર પર HPMC ની અસર

પાણી જાળવી રાખવાનો અર્થ મોર્ટારની પાણી પકડી રાખવાની ક્ષમતા છે. મશીન સ્પ્રે કરેલા મોર્ટારમાં, સેલ્યુલોઝ ઈથર ઉમેરવાથી પાણી અસરકારક રીતે જાળવી શકાય છે, રક્તસ્રાવ દર ઘટાડી શકાય છે અને સિમેન્ટ-આધારિત સામગ્રીના સંપૂર્ણ હાઇડ્રેશનની જરૂરિયાતો પૂરી થઈ શકે છે. મોર્ટારના પાણી જાળવી રાખવા પર HPMC ની અસર.

HPMC સામગ્રીમાં વધારા સાથે, મોર્ટારનો પાણી જાળવી રાખવાનો દર ધીમે ધીમે વધે છે. 100, 150 અને 200 Pa.s ની સ્નિગ્ધતાવાળા હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ ઈથરના વળાંક મૂળભૂત રીતે સમાન હોય છે. જ્યારે સામગ્રી 0.05%-0.15% હોય છે, ત્યારે પાણી જાળવી રાખવાનો દર રેખીય રીતે વધે છે, અને જ્યારે સામગ્રી 0.15% હોય છે, ત્યારે પાણી જાળવી રાખવાનો દર 93% કરતા વધારે હોય છે. ; જ્યારે ગ્રિટ્સની માત્રા 0.20% થી વધુ હોય છે, ત્યારે પાણી જાળવી રાખવાનો દર વધતો વલણ સપાટ બને છે, જે દર્શાવે છે કે HPMC ની માત્રા સંતૃપ્તિની નજીક છે. પાણી જાળવી રાખવાના દર પર 40 Pa.s ની સ્નિગ્ધતાવાળા HPMC ની માત્રાનો પ્રભાવ વળાંક લગભગ સીધી રેખા હોય છે. જ્યારે રકમ 0.15% કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે મોર્ટારનો પાણી જાળવી રાખવાનો દર સમાન સ્નિગ્ધતાવાળા અન્ય ત્રણ પ્રકારના HPMC કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો હોય છે. સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે સેલ્યુલોઝ ઈથરની પાણી જાળવી રાખવાની પદ્ધતિ છે: સેલ્યુલોઝ ઈથર પરમાણુ પરનો હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ અને ઈથર બોન્ડ પરનો ઓક્સિજન અણુ પાણીના પરમાણુ સાથે જોડાઈને હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવશે, જેથી મુક્ત પાણી બંધાયેલ પાણી બની જાય, આમ સારી પાણી જાળવી રાખવાની અસર ભજવશે; એવું પણ માનવામાં આવે છે કે પાણીના અણુઓ અને સેલ્યુલોઝ ઈથર પરમાણુ સાંકળો વચ્ચેનો આંતરપ્રસાર પાણીના અણુઓને સેલ્યુલોઝ ઈથર મેક્રોમોલેક્યુલર સાંકળોના આંતરિક ભાગમાં પ્રવેશવા અને મજબૂત બંધનકર્તા દળોને આધિન થવા દે છે, જેનાથી સિમેન્ટ સ્લરીની પાણી જાળવી રાખવામાં સુધારો થાય છે. ઉત્તમ પાણી જાળવી રાખવાથી મોર્ટાર એકરૂપ રહે છે, તેને અલગ કરવામાં સરળ નથી, અને સારી મિશ્રણ કામગીરી મેળવી શકાય છે, જ્યારે યાંત્રિક ઘસારો ઓછો થાય છે અને મોર્ટાર સ્પ્રે મશીનનું જીવન વધે છે.

૨.૨ સિમેન્ટ મોર્ટારની ઘનતા અને હવાના પ્રમાણ પર હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC ની અસર

જ્યારે HPMC નું પ્રમાણ 0-0.20% હોય છે, ત્યારે HPMC ની માત્રામાં વધારો થવા સાથે મોર્ટારની ઘનતા ઝડપથી ઘટે છે, 2050 kg/m3 થી લગભગ 1650kg/m3 થાય છે, જે લગભગ 20% ઓછી છે; જ્યારે HPMC નું પ્રમાણ 0.20% થી વધી જાય છે, ત્યારે ઘનતા ઓછી થાય છે. શાંતિથી. 4 પ્રકારના HPMC ની વિવિધ સ્નિગ્ધતા સાથે સરખામણી કરીએ તો, સ્નિગ્ધતા જેટલી વધારે હોય છે, મોર્ટારની ઘનતા ઓછી હોય છે; 150 અને 200 Pa.s HPMC ની મિશ્ર સ્નિગ્ધતા સાથે મોર્ટારના ઘનતા વળાંકો મૂળભૂત રીતે ઓવરલેપ થાય છે, જે દર્શાવે છે કે જેમ જેમ HPMC ની સ્નિગ્ધતા વધતી જાય છે, તેમ તેમ ઘનતા ઘટતી નથી.

મોર્ટારના હવાના પ્રમાણનો ફેરફારનો નિયમ મોર્ટારની ઘનતામાં ફેરફારની વિરુદ્ધ છે. જ્યારે હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC નું પ્રમાણ 0-0.20% હોય છે, ત્યારે HPMC નું પ્રમાણ વધવા સાથે, મોર્ટારની હવાનું પ્રમાણ લગભગ રેખીય રીતે વધે છે; HPMC નું પ્રમાણ વધી જાય છે 0.20% પછી, હવાનું પ્રમાણ ભાગ્યે જ બદલાય છે, જે દર્શાવે છે કે મોર્ટારની હવા-પ્રવેશ અસર સંતૃપ્તિની નજીક છે. 150 અને 200 Pa.s ની સ્નિગ્ધતા સાથે HPMC ની હવા-પ્રવેશ અસર 40 અને 100 Pa.s ની સ્નિગ્ધતા સાથે HPMC કરતા વધારે છે.

સેલ્યુલોઝ ઈથરની હવા-પ્રવેશક અસર મુખ્યત્વે તેની પરમાણુ રચના દ્વારા નક્કી થાય છે. સેલ્યુલોઝ ઈથરમાં હાઇડ્રોફિલિક જૂથો (હાઇડ્રોક્સિલ, ઈથર) અને હાઇડ્રોફોબિક જૂથો (મિથાઈલ, ગ્લુકોઝ રિંગ) બંને હોય છે, અને તે એક સર્ફેક્ટન્ટ છે. , સપાટી પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે, આમ હવા-પ્રવેશક અસર ધરાવે છે. એક તરફ, રજૂ કરાયેલ ગેસ મોર્ટારમાં બોલ બેરિંગ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, મોર્ટારની કાર્યકારી કામગીરીમાં સુધારો કરી શકે છે, વોલ્યુમ વધારી શકે છે અને આઉટપુટમાં વધારો કરી શકે છે, જે ઉત્પાદક માટે ફાયદાકારક છે. પરંતુ બીજી બાજુ, હવા-પ્રવેશક અસર મોર્ટારની હવાની સામગ્રી અને સખ્તાઇ પછી છિદ્રાળુતામાં વધારો કરે છે, જેના પરિણામે હાનિકારક છિદ્રોમાં વધારો થાય છે અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ઘણો ઘટાડો થાય છે. જોકે HPMC માં ચોક્કસ હવા-પ્રવેશક અસર હોય છે, તે હવા-પ્રવેશક એજન્ટને બદલી શકતું નથી. વધુમાં, જ્યારે HPMC અને હવા-પ્રવેશક એજન્ટનો ઉપયોગ એક જ સમયે કરવામાં આવે છે, ત્યારે હવા-પ્રવેશક એજન્ટ નિષ્ફળ થઈ શકે છે.

૨.૩ સિમેન્ટ મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર HPMC ની અસર

જ્યારે HPMC નું પ્રમાણ માત્ર 0.05% હોય છે, ત્યારે મોર્ટારની ફ્લેક્સરલ તાકાત નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે, જે હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC વગરના ખાલી નમૂના કરતા લગભગ 25% ઓછી હોય છે, અને સંકુચિત શક્તિ ખાલી નમૂના -80% ના માત્ર 65% સુધી પહોંચી શકે છે. જ્યારે HPMC નું પ્રમાણ 0.20% થી વધી જાય છે, ત્યારે મોર્ટારની ફ્લેક્સરલ તાકાત અને સંકુચિત શક્તિમાં ઘટાડો સ્પષ્ટ નથી. HPMC ની સ્નિગ્ધતા મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મો પર ઓછી અસર કરે છે. HPMC ઘણા નાના હવાના પરપોટા રજૂ કરે છે, અને મોર્ટાર પર હવા-પ્રવેશ અસર મોર્ટારની આંતરિક છિદ્રાળુતા અને હાનિકારક છિદ્રોને વધારે છે, જેના પરિણામે સંકુચિત શક્તિ અને ફ્લેક્સરલ શક્તિમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે. મોર્ટારની શક્તિમાં ઘટાડો થવાનું બીજું કારણ સેલ્યુલોઝ ઈથરની પાણી રીટેન્શન અસર છે, જે કઠણ મોર્ટારમાં પાણી રાખે છે, અને મોટા પાણી-બાઈન્ડર ગુણોત્તર ટેસ્ટ બ્લોકની મજબૂતાઈમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. યાંત્રિક બાંધકામ મોર્ટાર માટે, જોકે સેલ્યુલોઝ ઈથર મોર્ટારના પાણી જાળવી રાખવાના દરમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે અને તેની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે, જો માત્રા ખૂબ મોટી હોય, તો તે મોર્ટારના યાંત્રિક ગુણધર્મોને ગંભીર અસર કરશે, તેથી બંને વચ્ચેના સંબંધનું વાજબી રીતે વજન કરવું જોઈએ.

હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC ની સામગ્રીમાં વધારા સાથે, મોર્ટારના ફોલ્ડિંગ રેશિયોમાં એકંદરે વધારો થતો વલણ જોવા મળ્યો, જે મૂળભૂત રીતે એક રેખીય સંબંધ હતો. આનું કારણ એ છે કે ઉમેરાયેલ સેલ્યુલોઝ ઈથર મોટી સંખ્યામાં હવાના પરપોટા રજૂ કરે છે, જે મોર્ટારની અંદર વધુ ખામીઓનું કારણ બને છે, અને માર્ગદર્શિકા ગુલાબ મોર્ટારની સંકુચિત શક્તિમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે, જોકે ફ્લેક્સરલ તાકાત પણ ચોક્કસ હદ સુધી ઘટે છે; પરંતુ સેલ્યુલોઝ ઈથર મોર્ટારની લવચીકતાને સુધારી શકે છે, તે ફ્લેક્સરલ તાકાત માટે ફાયદાકારક છે, જે ઘટાડા દરને ધીમો પાડે છે. વ્યાપક રીતે ધ્યાનમાં લેતા, બંનેની સંયુક્ત અસર ફોલ્ડિંગ રેશિયોમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે.

૨.૪ મોર્ટારના L વ્યાસ પર HPMC ની અસર

છિદ્ર કદ વિતરણ વળાંક, છિદ્ર કદ વિતરણ ડેટા અને AD નમૂનાઓના વિવિધ આંકડાકીય પરિમાણો પરથી, તે જોઈ શકાય છે કે HPMC સિમેન્ટ મોર્ટારના છિદ્ર માળખા પર મોટો પ્રભાવ ધરાવે છે:

(1) HPMC ઉમેર્યા પછી, સિમેન્ટ મોર્ટારનું છિદ્ર કદ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. છિદ્ર કદ વિતરણ વળાંક પર, છબીનો વિસ્તાર જમણી તરફ ખસે છે, અને ટોચ મૂલ્યને અનુરૂપ છિદ્ર મૂલ્ય મોટું થાય છે. HPMC ઉમેર્યા પછી, સિમેન્ટ મોર્ટારનો મધ્ય છિદ્ર વ્યાસ ખાલી નમૂના કરતા નોંધપાત્ર રીતે મોટો હોય છે, અને 0.3% ડોઝ સાથે નમૂનાનો મધ્ય છિદ્ર વ્યાસ ખાલી નમૂનાની તુલનામાં 2 ક્રમની તીવ્રતાથી વધે છે.

(2) કોંક્રિટમાં છિદ્રોને ચાર પ્રકારમાં વિભાજીત કરો, જેમ કે હાનિકારક છિદ્રો (≤20 nm), ઓછા હાનિકારક છિદ્રો (20-100 nm), હાનિકારક છિદ્રો (100-200 nm) અને ઘણા હાનિકારક છિદ્રો (≥200 nm). કોષ્ટક 1 પરથી જોઈ શકાય છે કે HPMC ઉમેર્યા પછી હાનિકારક છિદ્રો અથવા ઓછા હાનિકારક છિદ્રોની સંખ્યા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થાય છે, અને હાનિકારક છિદ્રો અથવા વધુ હાનિકારક છિદ્રોની સંખ્યા વધે છે. HPMC સાથે મિશ્ર ન કરાયેલા નમૂનાઓના હાનિકારક છિદ્રો અથવા ઓછા હાનિકારક છિદ્રો લગભગ 49.4% છે. HPMC ઉમેર્યા પછી, હાનિકારક છિદ્રો અથવા ઓછા હાનિકારક છિદ્રો નોંધપાત્ર રીતે ઓછા થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે 0.1% ની માત્રા લેતા, હાનિકારક છિદ્રો અથવા ઓછા હાનિકારક છિદ્રો લગભગ 45% ઘટે છે. %, 10um કરતા મોટા હાનિકારક છિદ્રોની સંખ્યામાં લગભગ 9 ગણો વધારો થાય છે.

(૩) હાઇડ્રોક્સીપ્રોપીલ મિથાઈલસેલ્યુલોઝ HPMC સામગ્રીમાં વધારા સાથે મધ્ય છિદ્ર વ્યાસ, સરેરાશ છિદ્ર વ્યાસ, ચોક્કસ છિદ્ર વોલ્યુમ અને ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર ખૂબ જ કડક ફેરફાર નિયમનું પાલન કરતા નથી, જે પારાના ઇન્જેક્શન પરીક્ષણમાં નમૂના પસંદગી સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે. મોટા વિક્ષેપ સાથે સંબંધિત છે. પરંતુ એકંદરે, HPMC સાથે મિશ્રિત નમૂનાનો મધ્ય છિદ્ર વ્યાસ, સરેરાશ છિદ્ર વ્યાસ અને ચોક્કસ છિદ્ર વોલ્યુમ ખાલી નમૂનાની તુલનામાં વધે છે, જ્યારે ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર ઘટે છે.