Өнеркәсіптің үздіксіз дамуымен және технологияның жетілдірілуімен, шетелдік ерітінді бүрку машиналарын енгізу және жетілдіру арқылы соңғы жылдары менің елімде механикалық бүрку және сылақ технологиясы айтарлықтай дамыды. Механикалық бүрку ерітіндісі кәдімгі ерітіндіден ерекшеленеді, ол жоғары су ұстау өнімділігін, қолайлы сұйықтықты және белгілі бір салбырауға қарсы өнімділікті қажет етеді. Әдетте ерітіндіге гидроксипропил метилцеллюлоза қосылады, оның ішінде целлюлоза эфирі (HPMC) ең кең таралған болып табылады. Гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC ерітіндісіндегі негізгі функциялары: қоюландыру және тұтқырлық, реологияны реттеу және тамаша су ұстау қабілеті. Дегенмен, HPMC кемшіліктерін елемеуге болмайды. HPMC ауа өткізгіш әсерге ие, бұл ішкі ақауларды көбейтеді және ерітіндінің механикалық қасиеттерін айтарлықтай төмендетеді. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. HPMC ерітіндінің суды ұстау жылдамдығына, тығыздығына, ауа құрамына және механикалық қасиеттеріне макроскопиялық тұрғыдан HPMC әсерін зерттеді, ал гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC ерітіндінің L құрылымына микроскопиялық тұрғыдан әсерін зерттеді.
1. Сынақ
1.1 Шикізат
Цемент: сатылымда P.0 42.5 цементі, оның 28d иілу және қысу беріктігі сәйкесінше 6.9 және 48.2 МПа; құм: Чендэ ұсақ өзен құмы, 40-100 тор; целлюлоза эфирі: Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. компаниясы шығарған. Гидроксипропил метилцеллюлоза эфирі, ақ ұнтақ, номиналды тұтқырлығы 40, 100, 150, 200 Па-с; су: таза ағын су.
1.2 Сынақ әдісі
JGJ/T 105-2011 «Механикалық бүрку және сылауға арналған құрылыс ережелеріне» сәйкес, ерітіндінің консистенциясы 80-120 мм, ал суды ұстау деңгейі 90%-дан асады. Бұл тәжірибеде әк-құм қатынасы 1:5 қатынасында орнатылды, консистенция (93+2) мм деңгейінде бақыланды, ал целлюлоза эфирі сырттан араластырылды, ал араластыру мөлшері цемент массасына негізделді. Ерітіндінің ылғалды тығыздығы, ауа мөлшері, суды ұстау және консистенция сияқты негізгі қасиеттері JGJ 70-2009 «Ғимарат ерітіндісінің негізгі қасиеттерін сынау әдістеріне» сілтеме жасай отырып тексерілді, ал ауа мөлшері тығыздық әдісіне сәйкес тексеріліп, есептелді. Үлгілерді дайындау, иілу және қысу беріктігіне сынақтар GB/T 17671-1999 «Цемент ерітіндісі құмының беріктігін сынау әдістері (ISO әдісі)» бойынша жүргізілді. Дернәсілдердің диаметрі сынап кеуектілігімен өлшенді. Сынап кеуекті өлшегішінің моделі AUTOPORE 9500 болды, ал өлшеу диапазоны 5,5 нм-360 мкм болды. Барлығы 4 сынақ жиынтығы жүргізілді. Цемент-құм қатынасы 1:5, HPMC тұтқырлығы 100 Па-с, ал дозасы 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% болды (сандар сәйкесінше A, B, C, D).
2. Нәтижелер және талдау
2.1 HPMC цемент ерітіндісінің суды ұстап тұру жылдамдығына әсері
Суды ұстап тұру ерітіндінің суды ұстап тұру қабілетін білдіреді. Машинамен шашыратылатын ерітіндіге целлюлоза эфирін қосу суды тиімді ұстап тұруға, қан кету жылдамдығын азайтуға және цемент негізіндегі материалдарды толық гидратациялау талаптарын қанағаттандыруға мүмкіндік береді. HPMC ерітіндінің суды ұстап тұруына әсері.
HPMC мөлшерінің артуымен ерітіндінің суды ұстау жылдамдығы біртіндеп артады. Тұтқырлығы 100, 150 және 200 Па.с болатын гидроксипропил метилцеллюлоза эфирінің қисықтары негізінен бірдей. Құрамы 0,05%-0,15% болғанда, суды ұстау жылдамдығы сызықтық түрде артады, ал құрамы 0,15% болғанда, суды ұстау жылдамдығы 93%-дан жоғары болады. ; Ұнтақ мөлшері 0,20%-дан асқанда, суды ұстау жылдамдығының арту үрдісі тегіс болады, бұл HPMC мөлшерінің қанығуға жақын екенін көрсетеді. Тұтқырлығы 40 Па.с болатын HPMC мөлшерінің суды ұстау жылдамдығына әсер ету қисығы шамамен түзу сызықты болады. Мөлшері 0,15%-дан жоғары болғанда, ерітіндінің суды ұстау жылдамдығы бірдей тұтқырлығы бар басқа үш HPMC түріне қарағанда айтарлықтай төмен. Целлюлоза эфирінің суды ұстап тұру механизмі жалпы алғанда келесідей деп есептеледі: целлюлоза эфир молекуласындағы гидроксил тобы және эфир байланысындағы оттегі атомы су молекуласымен байланысып, сутектік байланыс түзеді, осылайша бос су байланысқан суға айналады, осылайша суды ұстап тұру жақсы әсер етеді; Сондай-ақ, су молекулалары мен целлюлоза эфирінің молекулалық тізбектері арасындағы өзара диффузия су молекулаларының целлюлоза эфирінің макромолекулалық тізбектерінің ішіне енуіне және күшті байланыстырушы күштерге ұшырауына мүмкіндік береді, осылайша цемент ерітіндісінің суды ұстап тұруын жақсартады деп есептеледі. Тамаша суды ұстап тұру ерітіндіні біртекті, бөлуді жеңілдетпей, жақсы араластыру өнімділігіне қол жеткізе алады, сонымен қатар механикалық тозуды азайтып, ерітінді бүрку машинасының қызмет ету мерзімін ұзартады.
2.2 Гидроксипропил метилцеллюлозасы HPMC цемент ерітіндісінің тығыздығы мен ауа құрамына әсері
HPMC мөлшері 0-0,20% болғанда, HPMC мөлшерінің артуымен ерітіндінің тығыздығы күрт төмендейді, 2050 кг/м3-тен шамамен 1650 кг/м3-ке дейін, бұл шамамен 20%-ға төмен; HPMC мөлшері 0,20%-дан асқанда, тығыздық азаяды. Тыныштық жағдайында. Әртүрлі тұтқырлығы бар HPMC-нің 4 түрін салыстырсақ, тұтқырлығы неғұрлым жоғары болса, ерітіндінің тығыздығы соғұрлым төмен болады; аралас тұтқырлығы 150 және 200 Па.с HPMC бар ерітінділердің тығыздық қисықтары негізінен қабаттасады, бұл HPMC тұтқырлығы артуды жалғастырған сайын тығыздықтың төмендемейтінін көрсетеді.
Ерітіндідегі ауа құрамының өзгеру заңы ерітінді тығыздығының өзгеруіне қарама-қарсы. Гидроксипропил метилцеллюлозасы HPMC мөлшері 0-0,20% болғанда, HPMC мөлшерінің артуымен ерітіндідегі ауа құрамы сызықтық түрде артады; HPMC мөлшері 0,20%-дан асады. Ауа құрамы әрең өзгереді, бұл ерітіндінің ауа сіңіру әсері қанығуға жақын екенін көрсетеді. Тұтқырлығы 150 және 200 Па.с HPMC-нің ауа сіңіру әсері тұтқырлығы 40 және 100 Па.с HPMC-ге қарағанда жоғары.
Целлюлоза эфирінің ауа өткізгіш әсері негізінен оның молекулалық құрылымымен анықталады. Целлюлоза эфирінің гидрофильді топтары (гидроксил, эфир) және гидрофобты топтары (метил, глюкоза сақинасы) бар және беттік белсенді зат болып табылады. , беттік белсенділікке ие, сондықтан ауа өткізгіш әсер етеді. Бір жағынан, енгізілген газ ерітіндіде шар тәрізді мойынтірек ретінде әрекет ете алады, ерітіндінің жұмыс өнімділігін жақсартады, көлемін арттырады және шығаруды арттырады, бұл өндіруші үшін пайдалы. Бірақ екінші жағынан, ауа өткізгіш әсер ерітіндінің ауа құрамын және қатаюдан кейінгі кеуектілікті арттырады, бұл зиянды тесіктердің ұлғаюына және механикалық қасиеттердің айтарлықтай төмендеуіне әкеледі. HPMC белгілі бір ауа өткізгіш әсерге ие болғанымен, ол ауа өткізгіш агентті алмастыра алмайды. Сонымен қатар, HPMC және ауа өткізгіш агент бір уақытта қолданылған кезде, ауа өткізгіш агент істен шығуы мүмкін.
2.3 HPMC цемент ерітіндісінің механикалық қасиеттеріне әсері
HPMC мөлшері тек 0,05% болғанда, ерітіндінің иілу беріктігі айтарлықтай төмендейді, бұл гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC жоқ бос үлгіге қарағанда шамамен 25%-ға төмен, ал сығылу беріктігі бос үлгінің -80%-ының тек 65%-ына жетуі мүмкін. HPMC мөлшері 0,20%-дан асқанда, ерітіндінің иілу беріктігі мен сығылу беріктігінің төмендеуі айқын емес. HPMC тұтқырлығы ерітіндінің механикалық қасиеттеріне аз әсер етеді. HPMC көптеген ұсақ ауа көпіршіктерін енгізеді, ал ерітіндіге ауа кіргізу әсері ерітіндінің ішкі кеуектілігін және зиянды тесіктерін арттырады, нәтижесінде сығылу беріктігі мен иілу беріктігінің айтарлықтай төмендеуіне әкеледі. Ерітінді беріктігінің төмендеуінің тағы бір себебі - целлюлоза эфирінің суды ұстап тұру әсері, ол қатайтылған ерітіндіде суды сақтайды, ал су-байланыстырушы қатынасының үлкен болуы сынақ блогының беріктігінің төмендеуіне әкеледі. Механикалық құрылыс ерітіндісі үшін целлюлоза эфирі ерітіндінің суды ұстап тұру жылдамдығын айтарлықтай арттырып, оның жұмысқа қабілеттілігін жақсарта алса да, егер дозасы тым үлкен болса, бұл ерітіндінің механикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етеді, сондықтан екеуінің арасындағы байланысты ақылға қонымды түрде бағалау керек.
Гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC құрамының артуымен ерітіндінің бүктелу коэффициенті жалпы өсу үрдісін көрсетті, бұл негізінен сызықтық қатынас болды. Себебі қосылған целлюлоза эфирі көптеген ауа көпіршіктерін енгізеді, бұл ерітіндінің ішінде көбірек ақаулар тудырады, ал бағыттаушы раушан ерітіндісінің қысу беріктігі күрт төмендейді, дегенмен иілу беріктігі де белгілі бір дәрежеде төмендейді; бірақ целлюлоза эфирі ерітіндінің икемділігін жақсарта алады, бұл иілу беріктігіне пайдалы, бұл төмендеу жылдамдығын баяулатады. Жан-жақты қарастырсақ, екеуінің біріккен әсері бүктелу коэффициентінің артуына әкеледі.
2.4 HPMC ерітіндісінің L диаметріне әсері
Тесіктер өлшемінің таралу қисығынан, тесіктер өлшемінің таралу деректерінен және AD үлгілерінің әртүрлі статистикалық параметрлерінен HPMC цемент ерітіндісінің тесіктер құрылымына үлкен әсер ететінін көруге болады:
(1) HPMC қосқаннан кейін цемент ерітіндісінің кеуек өлшемі айтарлықтай артады. Кеуек өлшемінің таралу қисығында кескіннің ауданы оңға қарай жылжиды, ал шың мәніне сәйкес келетін кеуек мәні үлкенірек болады. HPMC қосқаннан кейін цемент ерітіндісінің орташа кеуек диаметрі бос үлгінің диаметрінен айтарлықтай үлкен болады, ал 0,3% дозасы бар үлгінің орташа кеуек диаметрі бос үлгімен салыстырғанда 2 есеге артады.
(2) Бетондағы кеуектерді төрт түрге бөліңіз, атап айтқанда зиянсыз кеуектер (≤20 нм), зияндылығы аз кеуектер (20-100 нм), зиянды кеуектер (100-200 нм) және көптеген зиянды кеуектер (≥200 нм). 1-кестеден HPMC қосқаннан кейін зиянсыз тесіктер немесе аз зиянды тесіктер саны айтарлықтай азаятынын, ал зиянды тесіктер немесе көп зиянды тесіктер саны артатынын көруге болады. HPMC қоспаған үлгілердің зиянсыз кеуектері немесе аз зиянды тесіктері шамамен 49,4% құрайды. HPMC қосқаннан кейін зиянсыз кеуектер немесе аз зиянды тесіктер айтарлықтай азаяды. Мысал ретінде 0,1% дозасын алсақ, зиянсыз кеуектер немесе аз зиянды тесіктер шамамен 45%-ға азаяды, ал 10 мкм-ден үлкен зиянды тесіктер саны шамамен 9 есеге артады.
(3) Гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC құрамының артуымен ортаңғы тесік диаметрі, орташа тесік диаметрі, меншікті тесік көлемі және меншікті бет ауданы өте қатаң өзгеріс ережесіне бағынбайды, бұл сынапты бүрку сынағында үлгіні таңдаумен байланысты болуы мүмкін, бұл үлкен дисперсияға байланысты. Бірақ тұтастай алғанда, HPMC араласқан үлгінің орташа тесік диаметрі, орташа тесік диаметрі және меншікті тесік көлемі бос үлгімен салыстырғанда артады, ал меншікті бет ауданы азаяды.
Жарияланған уақыты: 03.04.2023