Հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզի (HPMC) բարելավող ազդեցությունը ցեմենտի վրա

Վերջին տարիներին, արտաքին պատերի մեկուսացման տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացման, ցելյուլոզայի արտադրության տեխնոլոգիայի շարունակական առաջընթացի և HPMC-ի գերազանց բնութագրերի շնորհիվ, HPMC-ն լայնորեն կիրառվում է շինարարության ոլորտում։

HPMC-ի և ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի գործողության մեխանիզմը ավելի մանրամասն ուսումնասիրելու համար այս հոդվածը կենտրոնանում է ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի կպչուն հատկությունների վրա HPMC-ի բարելավման ազդեցության վրա։

մակարդման ժամանակ

Բետոնի կարծրացման ժամանակը հիմնականում կապված է ցեմենտի կարծրացման ժամանակի հետ, և ագրեգատը քիչ ազդեցություն ունի, ուստի շաղախի կարծրացման ժամանակը կարող է օգտագործվել ջրի տակ չդիմացող բետոնե խառնուրդի կարծրացման ժամանակի վրա HPMC-ի ազդեցությունը ուսումնասիրելու համար, քանի որ շաղախի կարծրացման ժամանակը կախված է ջրից։ Հետևաբար, HPMC-ի ազդեցությունը շաղախի կարծրացման ժամանակի վրա գնահատելու համար անհրաժեշտ է ֆիքսել շաղախի ջուր-ցեմենտ հարաբերակցությունը և շաղախի շաղախի հարաբերակցությունը։

Փորձի համաձայն, HPMC-ի ավելացումը զգալի դանդաղեցնող ազդեցություն ունի շաղախի խառնուրդի վրա, և շաղախի կարծրացման ժամանակը հաջորդաբար երկարանում է HPMC-ի պարունակության աճին զուգընթաց: Նույն HPMC պարունակության դեպքում ջրի տակ ձուլված շաղախն ավելի արագ է, քան օդում ձևավորված շաղախը: Միջին ձուլված շաղախի կարծրացման ժամանակն ավելի երկար է: Ջրում չափվելիս, համեմատած դատարկ նմուշի հետ, HPMC-ի հետ խառնված շաղախի կարծրացման ժամանակը սկզբնական կարծրացման համար ուշանում է 6-18 ժամով և վերջնական կարծրացման համար՝ 6-22 ժամով: Հետևաբար, HPMC-ն պետք է օգտագործվի արագացուցիչների հետ համատեղ:

HPMC-ն բարձրամոլեկուլային պոլիմեր է՝ մակրոմոլեկուլային գծային կառուցվածքով և ֆունկցիոնալ խմբի վրա հիդրօքսիլային խմբով, որը կարող է ջրածնային կապեր առաջացնել խառնող ջրի մոլեկուլների հետ և մեծացնել խառնող ջրի մածուցիկությունը: HPMC-ի երկար մոլեկուլային շղթաները կձգեն միմյանց, ինչի հետևանքով HPMC մոլեկուլները կխճճվեն միմյանց հետ՝ ձևավորելով ցանցային կառուցվածք, փաթաթելով ցեմենտը և խառնող ջուրը: Քանի որ HPMC-ն ձևավորում է թաղանթի նման ցանցային կառուցվածք և փաթաթում է ցեմենտը, այն արդյունավետորեն կկանխի ջրի գոլորշիացումը շաղախի մեջ և կխոչընդոտի կամ կդանդաղեցնի ցեմենտի հիդրատացիայի արագությունը:

Արյունահոսություն

Շաղախի արյունահոսության երևույթը նման է բետոնի արյունահոսության երևույթին, որը առաջացնում է ագրեգատի լուրջ նստվածք, ինչը հանգեցնում է շաղախի վերին շերտի ջուր-ցեմենտ հարաբերակցության աճի, ինչը վաղ փուլում առաջացնում է շաղախի վերին շերտի մեծ պլաստիկ կծկում և նույնիսկ ճաքերի առաջացում, իսկ շաղախի մակերեսային շերտի ամրությունը համեմատաբար թույլ է։

Երբ դեղաչափը 0.5%-ից բարձր է, գործնականում արյունահոսության երևույթ չկա: Դա պայմանավորված է նրանով, որ երբ HPMC-ն խառնվում է շաղախի մեջ, HPMC-ն ունի թաղանթագոյացնող և ցանցային կառուցվածք, և մակրոմոլեկուլների երկար շղթայի վրա հիդրօքսիլային խմբերի ադսորբցիան ​​շաղախի մեջ ցեմենտին և խառնող ջրին ստիպում է ֆլոկուլյացիա առաջացնել՝ ապահովելով շաղախի կայուն կառուցվածքը: Շաղախին HPMC ավելացնելուց հետո կձևավորվեն բազմաթիվ անկախ փոքրիկ օդային պղպջակներ: Այս օդային պղպջակները հավասարաչափ կբաշխվեն շաղախի մեջ և կխոչընդոտեն ագրեգատի նստեցմանը: HPMC-ի տեխնիկական կատարողականությունը մեծ ազդեցություն ունի ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի վրա, և այն հաճախ օգտագործվում է նոր ցեմենտի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութեր պատրաստելու համար, ինչպիսիք են չոր փոշու շաղախը և պոլիմերային շաղախը, որպեսզի այն ունենա լավ ջուր և պլաստիկություն:

Շաղախի ջրի պահանջարկը

Երբ HPMC-ի քանակը փոքր է, այն մեծ ազդեցություն ունի շաղախի ջրի պահանջարկի վրա: Թարմ շաղախի ընդարձակման աստիճանը գրեթե նույնը պահպանելու դեպքում, HPMC-ի պարունակությունը և շաղախի ջրի պահանջարկը որոշակի ժամանակահատվածում փոխվում են գծային հարաբերությամբ, և շաղախի ջրի պահանջարկը նախ նվազում է, ապա ակնհայտորեն աճում: Երբ HPMC-ի քանակը 0.025%-ից պակաս է, քանակի ավելացման հետ մեկտեղ շաղախի ջրի պահանջարկը նվազում է նույն ընդարձակման աստիճանի դեպքում, ինչը ցույց է տալիս, որ երբ HPMC-ի քանակը փոքր է, այն ջուրը նվազեցնող ազդեցություն ունի շաղախի վրա, իսկ HPMC-ն ունի օդը կլանող ազդեցություն: Շաղախում կան մեծ թվով փոքրիկ անկախ օդային պղպջակներ, և այդ օդային պղպջակները գործում են որպես քսանյութ՝ շաղախի հեղուկությունը բարելավելու համար: Երբ դեղաչափը 0.025%-ից մեծ է, շաղախի ջրի պահանջարկը մեծանում է դեղաչափի ավելացման հետ մեկտեղ: Սա պայմանավորված է նրանով, որ HPMC-ի ցանցային կառուցվածքն ավելի ամբողջական է, և երկար մոլեկուլային շղթայի վրա գտնվող փոսիկների միջև եղած բացը կրճատվում է, ինչը ձգողականության և կպչունության ազդեցություն ունի և նվազեցնում է շաղախի հեղուկությունը։ Հետևաբար, այն պայմանով, որ ընդարձակման աստիճանը հիմնականում նույնն է, շաղախը ցույց է տալիս ջրի պահանջարկի աճ։

01. Դիսպերսիոն դիմադրության փորձարկում.

Հակադիսպերսիոնությունը կարևոր տեխնիկական ցուցանիշ է հակադիսպերսիոն նյութի որակը չափելու համար: HPMC-ն ջրում լուծվող պոլիմերային միացություն է, որը հայտնի է նաև որպես ջրում լուծվող խեժ կամ ջրում լուծվող պոլիմեր: Այն մեծացնում է խառնուրդի խտությունը՝ մեծացնելով խառնող ջրի մածուցիկությունը: Այն հիդրոֆիլ պոլիմերային նյութ է, որը կարող է լուծվել ջրում՝ առաջացնելով լուծույթ կամ դիսպերսիա:

Փորձերը ցույց են տալիս, որ երբ նավթալինի վրա հիմնված բարձր արդյունավետության սուպերպլաստիֆիկատորի քանակը մեծանում է, սուպերպլաստիֆիկատորի ավելացումը կնվազեցնի թարմ խառնված ցեմենտային շաղախի ցրման դիմադրությունը։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ նավթալինի վրա հիմնված բարձր արդյունավետության ջրի նվազեցնողը մակերևութային ակտիվ նյութ է։ Երբ ջրի նվազեցնողը ավելացվում է շաղախին, ջրի նվազեցնողը կուղղորդվի ցեմենտի մասնիկների մակերեսին՝ ցեմենտի մասնիկների մակերեսին նույն լիցքը հաղորդելու համար։ Այս էլեկտրական վանողականությունը հանգեցնում է ցեմենտի մասնիկների ձևավորմանը։ Ցեմենտի ֆլոկուլյացիոն կառուցվածքը քանդվում է, և կառուցվածքում փաթաթված ջուրը ազատվում է, ինչը հանգեցնում է ցեմենտի մի մասի կորստի։ Միևնույն ժամանակ, պարզվել է, որ HPMC պարունակության աճին զուգընթաց թարմ ցեմենտային շաղախի ցրման դիմադրությունը ավելի ու ավելի է լավանում։

02. Բետոնի ամրության բնութագրերը.

Փորձնական հիմքի նախագծում կիրառվել է HPMC ստորջրյա չդիսպերսիոն բետոնե խառնուրդ, և նախագծային ամրության աստիճանը C25 էր: Հիմնական փորձարկման համաձայն՝ ցեմենտի քանակը 400 կգ է, բարդ սիլիցիումային գոլորշին՝ 25 կգ/մ3, HPMC-ի օպտիմալ քանակը ցեմենտի քանակի 0.6%-ն է, ջուր-ցեմենտ հարաբերակցությունը՝ 0.42, ավազի մակարդակը՝ 40%, իսկ նավթալինի վրա հիմնված բարձր արդյունավետությամբ ջրի նվազեցնող նյութի ելքային հզորությունը՝ 8%: Բետոնե նմուշի միջին 28d ամրությունը օդում կազմում է 42.6 ՄՊա, 60 մմ անկման բարձրությամբ ստորջրյա բետոնի 28d միջին ամրությունը՝ 36.4 ՄՊա, իսկ ջրային բետոնի և օդային բետոնի ամրության հարաբերակցությունը 84.8% է, ազդեցությունն ավելի նշանակալի է:

03. Փորձերը ցույց են տալիս.

(1) HPMC-ի ավելացումը ակնհայտ դանդաղեցնող ազդեցություն ունի շաղախի խառնուրդի վրա: HPMC-ի պարունակության աճին զուգընթաց շաղախի կարծրացման ժամանակը հաջորդաբար երկարացվում է: Նույն HPMC պարունակության դեպքում ջրի տակ ձևավորվող շաղախն ավելի արագ է, քան օդում ձևավորվողը: Միջին ձուլվածքի կարծրացման ժամանակը ավելի երկար է: Այս առանձնահատկությունը օգտակար է ջրի տակ բետոնի պոմպի համար:

(2) Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզայի հետ խառնված թարմ խառնված ցեմենտային շաղախը լավ կպչուն հատկություններ ունի և գրեթե չի արտահոսում։

(3) HPMC-ի քանակը և շաղախի ջրի պահանջարկը նախ նվազեցին, ապա ակնհայտորեն աճեցին։

(4) Ջրի նվազեցնող նյութի ներառումը բարելավում է շաղախի ջրի պահանջարկի ավելացման խնդիրը, սակայն դրա դեղաչափը պետք է խելամտորեն վերահսկվի, հակառակ դեպքում թարմ խառնված ցեմենտային շաղախի ջրի տակ ցրման դիմադրությունը երբեմն կնվազի։

(5) HPMC-ի հետ խառնված ցեմենտային մածուկի նմուշի և դատարկ նմուշի միջև կառուցվածքի տարբերությունը քիչ է, և ջրում և օդում լցված ցեմենտային մածուկի նմուշի կառուցվածքի և խտության տարբերությունը քիչ է։ 28 օր ջրի տակ ձևավորված նմուշը մի փոքր փխրուն է։ Հիմնական պատճառն այն է, որ HPMC-ի ավելացումը զգալիորեն նվազեցնում է ցեմենտի կորուստը և ցրումը ջրում լցնելիս, բայց նաև նվազեցնում է ցեմենտային քարի խտությունը։ Նախագծում, ջրի տակ չցրման էֆեկտն ապահովելու պայմանով, HPMC-ի դեղաչափը պետք է հնարավորինս կրճատվի։

(6) HPMC ջրի տակ չդիսպերսիոն բետոնի խառնուրդի ավելացումը, դեղաչափի վերահսկումը, օգտակար է ամրության համար: Փորձնական նախագիծը ցույց է տալիս, որ ջրային և օդային բետոնի ամրության հարաբերակցությունը կազմում է 84.8%, և ազդեցությունը համեմատաբար նշանակալի է: