Өнөр жайдын тынымсыз өнүгүшү жана технологиянын жакшырышы менен, чет элдик эритме чачуучу машиналарды киргизүү жана өркүндөтүү аркылуу, акыркы жылдары менин өлкөмдө механикалык чачуу жана шыбактоо технологиясы бир топ өнүктү. Механикалык чачуу эритмеси кадимки эритмеден айырмаланып, сууну жогорку деңгээлде кармоо, ылайыктуу суюктук жана белгилүү бир чөгүүгө каршы иштөөнү талап кылат. Адатта, эритмеге гидроксипропил метилцеллюлоза кошулат, анын ичинен целлюлоза эфири (HPMC) эң кеңири колдонулат. Гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC эритмесиндеги негизги функциялары: коюулантуу жана илешкектүүлүк, реологияны жөнгө салуу жана сууну мыкты кармоо жөндөмдүүлүгү. Бирок, HPMC кемчиликтерин этибарга албай коюуга болбойт. HPMC абаны өзүнө тартып турган таасирге ээ, бул ички кемчиликтерди көбөйтөт жана эритменин механикалык касиеттерин олуттуу түрдө төмөндөтөт. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. HPMCнин суунун кармалуу ылдамдыгына, тыгыздыгына, абанын курамына жана эритменин механикалык касиеттерине макроскопиялык жактан тийгизген таасирин изилдеген, ал эми гидроксипропил метилцеллюлоза HPMCнин эритменин L түзүлүшүнө тийгизген таасирин микроскопиялык жактан изилдеген.
1. Сыноо
1.1 Чийки заттар
Цемент: сатыкта бар болгон P.0 42.5 цементи, анын 28d ийилүүчү жана кысуучу бекемдиги тиешелүүлүгүнө жараша 6.9 жана 48.2 МПа; кум: Чендэ майда дарыя куму, 40-100 торчо; целлюлоза эфири: Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. тарабынан өндүрүлгөн. Гидроксипропил метилцеллюлоза эфири, ак порошок, номиналдык илешкектүүлүгү 40, 100, 150, 200 Па-с; суу: таза кран суусу.
1.2 Сыноо ыкмасы
JGJ/T 105-2011 "Механикалык чачыратуу жана шыбактоо боюнча курулуш эрежелерине" ылайык, эритменин консистенциясы 80-120 мм, ал эми сууну кармоо көрсөткүчү 90% дан жогору. Бул экспериментте акиташ-кум катышы 1:5ке коюлуп, консистенция (93+2) ммде көзөмөлдөнүп, целлюлоза эфири сырттан аралаштырылып, аралаштыруунун көлөмү цемент массасына негизделген. Эритменин нымдуу тыгыздыгы, абанын курамы, суунун кармалышы жана консистенциясы сыяктуу негизги касиеттери JGJ 70-2009 "Имарат эритмесинин негизги касиеттерин сыноо ыкмалары" шилтемеси менен текшерилет жана абанын курамы тыгыздык ыкмасына ылайык текшерилет жана эсептелет. Үлгүлөрдү даярдоо, ийүү жана кысуу күчүнүн сыноолору GB/T 17671-1999 "Цемент эритмесинин кумунун бекемдигин текшерүү ыкмалары (ISO ыкмасы)" ылайык жүргүзүлдү. Личинкалардын диаметри сымап порозиметриясы менен өлчөнгөн. Сымап порозиметринин модели AUTOPORE 9500 болгон жана өлчөө диапазону 5,5 нм-360 мкм болгон. Жалпысынан 4 комплект сыноо жүргүзүлдү. Цемент-кум катышы 1:5, HPMC илешкектиги 100 Па-с, ал эми дозасы 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% болгон (сандар тиешелүүлүгүнө жараша A, B, C, D).
2. Жыйынтыктар жана талдоо
2.1 HPMCнин цемент эритмесинин сууну кармоо ылдамдыгына тийгизген таасири
Сууну кармоо эритменин сууну кармап туруу жөндөмүн билдирет. Машина менен чачылган эритмеге целлюлоза эфирин кошуу сууну натыйжалуу кармап, кан агуу ылдамдыгын азайтып, цемент негизиндеги материалдарды толук гидратациялоо талаптарын канааттандыра алат. HPMC эритменин сууну кармап туруусуна тийгизген таасири.
HPMC курамынын көбөйүшү менен, эритменин сууну кармоо ылдамдыгы акырындык менен жогорулайт. 100, 150 жана 200 Па.с илешкектүүлүгү бар гидроксипропил метилцеллюлоза эфиринин ийри сызыктары негизинен бирдей. Курамы 0,05%-0,15% болгондо, сууну кармоо ылдамдыгы сызыктуу жогорулайт, ал эми курамы 0,15% болгондо, сууну кармоо ылдамдыгы 93% дан жогору болот. ; Ботколордун саны 0,20% дан ашканда, сууну кармоо ылдамдыгынын жогорулоо тенденциясы тегиз болуп калат, бул HPMC көлөмүнүн каныккандыкка жакын экенин көрсөтөт. Илешкектүүлүгү 40 Па.с болгон HPMC көлөмүнүн сууну кармоо ылдамдыгына тийгизген таасири ийри сызыгы болжол менен түз сызык. Суммасы 0,15% дан жогору болгондо, эритменин сууну кармоо ылдамдыгы ошол эле илешкектүүлүгү бар башка үч түрдөгү HPMCге караганда бир кыйла төмөн. Целлюлоза эфиринин сууну кармоо механизми төмөнкүдөй деп эсептелет: целлюлоза эфир молекуласындагы гидроксил тобу жана эфир байланышындагы кычкылтек атому суу молекуласы менен биригип, суутек байланышын түзөт, ошентип эркин суу байланышкан сууга айланат, ошентип сууну кармоо жакшы натыйжа берет; ошондой эле суу молекулалары менен целлюлоза эфиринин молекулярдык чынжырларынын ортосундагы өз ара диффузия суу молекулаларынын целлюлоза эфиринин макромолекулярдык чынжырларынын ичине кирип, күчтүү байланыш күчтөрүнө дуушар болушуна мүмкүндүк берет, ошону менен цемент аралашмасынын сууну кармоосун жакшыртат деп эсептелет. Мыкты сууну кармоо эритмени бир тектүү, бөлүү оңой эмес жана жакшы аралаштыруу натыйжалуулугуна жетише алат, ошол эле учурда механикалык эскирүүнү азайтып, эритме чачуучу машинанын иштөө мөөнөтүн узартат.
2.2 Гидроксипропил метилцеллюлоза HPMCнин цемент эритмесинин тыгыздыгына жана абанын курамына тийгизген таасири
HPMCнин көлөмү 0-0,20% болгондо, HPMCнин көлөмүнүн көбөйүшү менен эритменин тыгыздыгы кескин төмөндөйт, 2050 кг/м3тен 1650 кг/м3ке чейин, бул болжол менен 20%га төмөн; HPMCнин көлөмү 0,20%дан ашканда тыгыздык азаят. Тынчтыкта. Ар кандай илешкектүүлүгү бар 4 түрдүү HPMCни салыштырганда, илешкектүүлүк канчалык жогору болсо, эритменин тыгыздыгы ошончолук төмөн болот; аралаш илешкектүүлүгү 150 жана 200 Па.с HPMC болгон эритмелердин тыгыздык ийри сызыктары негизинен бири-бирине дал келет, бул HPMCнин илешкектүүлүгү жогорулай берген сайын, тыгыздык мындан ары төмөндөбөй турганын көрсөтүп турат.
Эритменин аба курамынын өзгөрүү закону эритменин тыгыздыгынын өзгөрүшүнө карама-каршы келет. Гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC курамы 0-0,20% болгондо, HPMC курамынын көбөйүшү менен эритменин аба курамы дээрлик сызыктуу түрдө жогорулайт; HPMC курамы 0,20% дан ашат. 0,20% дан кийин аба курамы дээрлик өзгөрбөйт, бул эритменин абаны өзүнө сиңирүүчү таасири каныккандыкка жакын экенин көрсөтүп турат. Илешкектиги 150 жана 200 Па.с болгон HPMCнин абаны өзүнө сиңирүүчү таасири илешкектиги 40 жана 100 Па.с болгон HPMCге караганда жогору.
Целлюлоза эфиринин абаны өзүнө сиңирүүчү таасири негизинен анын молекулярдык түзүлүшү менен аныкталат. Целлюлоза эфири гидрофилдик топторго (гидроксил, эфир) жана гидрофобдук топторго (метил, глюкоза шакекчеси) ээ жана беттик активдүү зат болуп саналат. , беттик активдүүлүккө ээ, ошондуктан абаны өзүнө сиңирүүчү таасирге ээ. Бир жагынан, киргизилген газ эритмеде шар подшипник катары кызмат кылып, эритменин иштөө көрсөткүчтөрүн жакшыртып, көлөмүн көбөйтүп, чыгарууну көбөйтө алат, бул өндүрүүчү үчүн пайдалуу. Бирок экинчи жагынан, абаны өзүнө сиңирүүчү таасир эритменин аба курамын жана катуулангандан кийинки тешиктүүлүгүн жогорулатат, бул зыяндуу тешикчелердин көбөйүшүнө жана механикалык касиеттердин бир топ төмөндөшүнө алып келет. HPMC белгилүү бир абаны өзүнө сиңирүүчү таасирге ээ болгону менен, ал абаны өзүнө сиңирүүчү агентти алмаштыра албайт. Мындан тышкары, HPMC жана абаны өзүнө сиңирүүчү агент бир эле учурда колдонулганда, абаны өзүнө сиңирүүчү агент иштебей калышы мүмкүн.
2.3 HPMCнин цемент эритмесинин механикалык касиеттерине тийгизген таасири
HPMCнин көлөмү 0,05% гана болгондо, эритменин ийилүү күчү бир топ төмөндөйт, бул гидроксипропил метилцеллюлоза HPMCсиз бош үлгүгө караганда болжол менен 25% төмөн, ал эми кысуу күчү бош үлгүнүн -80% гана 65% га жетиши мүмкүн. HPMCнин көлөмү 0,20% дан ашканда, эритменин ийилүү күчү жана кысуу күчү төмөндөйт. HPMCнин илешкектүүлүгү эритменин механикалык касиеттерине анчалык деле таасир этпейт. HPMC көптөгөн майда аба көбүкчөлөрүн киргизет, ал эми эритмеге аба киргизүү таасири эритменин ички кеуектүүлүгүн жана зыяндуу тешикчелерин жогорулатат, натыйжада кысуу күчү жана ийилүү күчү бир топ төмөндөйт. Эритменин күчүн төмөндөтүүнүн дагы бир себеби - целлюлоза эфиринин сууну кармоо таасири, ал катууланган эритмеде сууну кармап турат, ал эми суу менен байланыштыруучу заттын чоң катышы сыноо блогунун күчүн төмөндөтөт. Механикалык курулуш эритмеси үчүн, целлюлоза эфири эритменин сууну кармоо ылдамдыгын бир топ жогорулатып, анын иштөө жөндөмүн жакшырта алса да, эгерде дозасы өтө чоң болсо, ал эритменин механикалык касиеттерине олуттуу таасир этет, андыктан экөөнүн ортосундагы байланышты акылга сыярлык түрдө баалоо керек.
Гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC курамынын көбөйүшү менен, эритменин бүктөлүү катышы жалпысынан жогорулоо тенденциясын көрсөттү, ал негизинен сызыктуу байланышта болгон. Себеби кошулган целлюлоза эфири көп сандагы аба көбүкчөлөрүн киргизет, бул эритменин ичинде көбүрөөк кемчиликтерди пайда кылат жана жетектөөчү роза эритмесинин кысуу күчү кескин төмөндөйт, бирок ийилүү күчү да белгилүү бир деңгээлде төмөндөйт; бирок целлюлоза эфири эритменин ийкемдүүлүгүн жакшырта алат, бул ийилүү күчүнө пайдалуу, бул төмөндөө ылдамдыгын жайлатат. Комплекстүү карап көрсөк, экөөнүн айкалышкан таасири бүктөлүү катышынын жогорулашына алып келет.
2.4 HPMCнин эритменин L диаметрине тийгизген таасири
Тешикчелердин өлчөмүнүн бөлүштүрүү ийри сызыгынан, тешикчелердин өлчөмүнүн бөлүштүрүү маалыматтарынан жана AD үлгүлөрүнүн ар кандай статистикалык параметрлеринен HPMC цемент эритмесинин тешикчелеринин түзүлүшүнө чоң таасир этерин көрүүгө болот:
(1) HPMC кошулгандан кийин, цемент эритмесинин тешикчелеринин өлчөмү бир кыйла жогорулайт. Тешикчелердин өлчөмүнүн бөлүштүрүү ийри сызыгында сүрөттүн аянты оңго жылат жана чоку маанисине туура келген тешикчелердин мааниси чоңоёт. HPMC кошулгандан кийин, цемент эритмесинин медианалык тешикчелеринин диаметри бош үлгүнүкүнө караганда бир топ чоңураак болот жана 0,3% дозасы бар үлгүнүн медианалык тешикчелеринин диаметри бош үлгүгө салыштырмалуу 2 эсеге көбөйөт.
(2) Бетондогу тешикчелерди төрт түргө бөлүңүз, атап айтканда, зыянсыз тешикчелер (≤20 нм), зыяндуулугу аз тешикчелер (20-100 нм), зыяндуу тешикчелер (100-200 нм) жана көптөгөн зыяндуу тешикчелер (≥200 нм). 1-таблицадан көрүнүп тургандай, HPMC кошулгандан кийин зыянсыз тешиктердин же зыяндуулугу аз тешиктердин саны бир кыйла азайып, ал эми зыяндуу тешиктердин же зыяндуулугу көп тешиктердин саны көбөйөт. HPMC менен аралаштырылбаган үлгүлөрдүн зыянсыз тешикчелери же зыяндуулугу аз тешикчелери болжол менен 49,4% түзөт. HPMC кошулгандан кийин, зыянсыз тешикчелер же зыяндуулугу аз тешикчелер бир кыйла азаят. Мисал катары 0,1% дозасын алсак, зыянсыз тешикчелер же зыяндуулугу аз тешикчелер болжол менен 45% га азаят, ал эми 10 мкмден чоң зыяндуу тешиктердин саны болжол менен 9 эсеге көбөйгөн.
(3) Орточо тешикчелердин диаметри, орточо тешикчелердин диаметри, салыштырмалуу тешикчелердин көлөмү жана салыштырмалуу беттик аянт гидроксипропил метилцеллюлоза HPMC курамынын көбөйүшү менен өтө катуу өзгөрүү эрежесине баш ийбейт, бул сымап сайуу сыноосунда үлгүнү тандоого байланыштуу болушу мүмкүн, бул чоң дисперсияга байланыштуу. Бирок жалпысынан алганда, HPMC менен аралаштырылган үлгүнүн орточо тешикчелердин диаметри, орточо тешикчелердин диаметри жана салыштырмалуу тешикчелердин көлөмү бош үлгүгө салыштырмалуу көбөйөт, ал эми салыштырмалуу беттик аянт азаят.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 3-апрели