இயந்திர வெடிப்பு மோர்டாரின் பண்புகளின் மீது ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பில் மெத்தில் செல்லுலோஸ் (HPMC) ஏற்படுத்தும் விளைவு

தொழில்துறையின் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றம் மற்றும் தொழில்நுட்ப மேம்பாடு காரணமாக, வெளிநாட்டு சாந்து தெளிக்கும் இயந்திரங்களின் அறிமுகம் மற்றும் மேம்பாட்டின் மூலம், சமீப ஆண்டுகளில் என் நாட்டில் இயந்திரமுறை தெளித்தல் மற்றும் பூச்சுத் தொழில்நுட்பம் பெரிதும் வளர்ச்சி அடைந்துள்ளது. இயந்திரமுறை தெளிப்புச் சாந்து என்பது சாதாரண சாந்திலிருந்து வேறுபட்டது; இதற்கு அதிக நீர் தக்கவைப்புத் திறன், பொருத்தமான பாய்வுத்தன்மை மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட சரிவு-எதிர்ப்புத் திறன் தேவைப்படுகிறது. பொதுவாக, சாந்தில் ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் சேர்க்கப்படுகிறது, அவற்றில் செல்லுலோஸ் ஈதர் (HPMC) மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சாந்தில் ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் HPMC-யின் முக்கிய செயல்பாடுகள்: அடர்த்தியாக்குதல் மற்றும் பாகுத்தன்மையை அதிகரித்தல், பாய்வியல் பண்புகளைச் சரிசெய்தல், மற்றும் சிறந்த நீர் தக்கவைப்புத் திறன் ஆகும். இருப்பினும், HPMC-யின் குறைபாடுகளைப் புறக்கணிக்க முடியாது. HPMC-க்கு காற்றை உள்ளிழுக்கும் தன்மை உள்ளது, இது அதிக உள் குறைபாடுகளை ஏற்படுத்தி, சாந்தின் இயந்திரப் பண்புகளைக் கடுமையாகக் குறைக்கும். ஷான்டாங் சென்பாங் ஃபைன் கெமிக்கல் கோ., லிமிடெட் நிறுவனம், காரையின் நீர் தக்கவைப்பு விகிதம், அடர்த்தி, காற்று உள்ளடக்கம் மற்றும் இயந்திரப் பண்புகள் ஆகியவற்றின் மீது HPMC ஏற்படுத்தும் தாக்கத்தை பருநிலைக் கண்ணோட்டத்திலும், காரையின் L வடிவ அமைப்பின் மீது ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் (HPMC) ஏற்படுத்தும் தாக்கத்தை நுண்நிலைக் கண்ணோட்டத்திலும் ஆய்வு செய்தது.

1. சோதனை

1.1 மூலப்பொருட்கள்

சிமெண்ட்: வணிகரீதியாகக் கிடைக்கும் P.0 42.5 சிமெண்ட், இதன் 28d வளைவு மற்றும் அமுக்க வலிமைகள் முறையே 6.9 மற்றும் 48.2 MPa ஆகும்; மணல்: செங்டே நுண்ணிய ஆற்று மணல், 40-100 மெஷ்; செல்லுலோஸ் ஈதர்: ஷான்டாங் சென்பாங் ஃபைன் கெமிக்கல் கோ., லிமிடெட் நிறுவனத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் ஈதர், வெள்ளைப் பொடி, பெயரளவு பாகுத்தன்மை 40, 100, 150, 200 Pa-s; நீர்: சுத்தமான குழாய் நீர்.

1.2 சோதனை முறை

JGJ/T 105-2011 “இயந்திர தெளிப்பு மற்றும் பூச்சுக்கான கட்டுமான விதிமுறைகள்”-இன் படி, சாந்தின் அடர்த்தி 80-120 மி.மீ ஆகவும், நீர் தக்கவைப்பு விகிதம் 90%-க்கும் அதிகமாகவும் இருக்க வேண்டும். இந்தச் சோதனையில், சுண்ணாம்பு-மணல் விகிதம் 1:5 என அமைக்கப்பட்டது, அடர்த்தி (93+2) மி.மீ ஆகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது, மற்றும் செல்லுலோஸ் ஈதர் வெளிப்புறமாகக் கலக்கப்பட்டது, மேலும் கலவையின் அளவு சிமெண்ட் நிறையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. சாந்தின் ஈர அடர்த்தி, காற்று உள்ளடக்கம், நீர் தக்கவைப்பு மற்றும் அடர்த்தி போன்ற அடிப்படைப் பண்புகள் JGJ 70-2009 “கட்டிட சாந்தின் அடிப்படைப் பண்புகளுக்கான சோதனை முறைகள்”-ஐக் கொண்டு சோதிக்கப்பட்டன, மேலும் காற்று உள்ளடக்கம் அடர்த்தி முறையின்படி சோதிக்கப்பட்டு கணக்கிடப்பட்டது. மாதிரிகளின் தயாரிப்பு, வளைவு மற்றும் அமுக்க வலிமை சோதனைகள் GB/T 17671-1999 “சிமெண்ட் சாந்து மணலின் வலிமையைச் சோதிப்பதற்கான முறைகள் (ISO முறை)”-இன் படி மேற்கொள்ளப்பட்டன. புழுக்களின் விட்டம் பாதரச போரோசிமெட்ரி மூலம் அளவிடப்பட்டது. பாதரச போரோசிமீட்டரின் மாடல் ஆட்டோபோர் 9500 (AUTOPORE 9500) ஆகும், மற்றும் அதன் அளவீட்டு வரம்பு 5.5 நானோமீட்டர் முதல் 360 மைக்ரோமீட்டர் வரை இருந்தது. மொத்தம் 4 சோதனைக் குழுக்கள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. சிமெண்ட்-மணல் விகிதம் 1:5 ஆகவும், HPMC-யின் பாகுத்தன்மை 100 பாஸ்கல்-வினாடி (Pa-s) ஆகவும், மற்றும் அதன் அளவு 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (முறையே எண்கள் A, B, C, D) ஆகவும் இருந்தன.

2. முடிவுகள் மற்றும் பகுப்பாய்வு

2.1 சிமென்ட் சாந்தின் நீர் தக்கவைப்பு விகிதத்தில் HPMC-யின் விளைவு

நீர் தக்கவைப்பு என்பது சாந்து நீரைத் தக்கவைத்துக் கொள்ளும் திறனைக் குறிக்கிறது. இயந்திரம் மூலம் தெளிக்கப்படும் சாந்தில், செல்லுலோஸ் ஈதரைச் சேர்ப்பதன் மூலம் நீரைத் திறம்படத் தக்கவைத்து, நீர்க்கசிவு விகிதத்தைக் குறைத்து, சிமென்ட் சார்ந்த பொருட்களின் முழுமையான நீரேற்றத்திற்கான தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும். சாந்தின் நீர் தக்கவைப்பில் HPMC-யின் விளைவு.

HPMC-யின் அளவு அதிகரிக்கும்போது, ​​காரையின் நீர் தக்கவைப்பு விகிதம் படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது. 100, 150 மற்றும் 200 Pa.s பாகுத்தன்மை கொண்ட ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் ஈதரின் வளைவுகள் அடிப்படையில் ஒரே மாதிரியாக உள்ளன. இதன் அளவு 0.05%-0.15% ஆக இருக்கும்போது, ​​நீர் தக்கவைப்பு விகிதம் நேர்கோட்டில் அதிகரிக்கிறது, மேலும் இதன் அளவு 0.15% ஆக இருக்கும்போது, ​​நீர் தக்கவைப்பு விகிதம் 93%-க்கும் அதிகமாக உள்ளது. இதன் அளவு 0.20%-ஐத் தாண்டும்போது, ​​நீர் தக்கவைப்பு விகிதத்தின் அதிகரிக்கும் போக்கு தட்டையாகிறது, இது HPMC-யின் அளவு நிறைவு நிலைக்கு அருகில் இருப்பதைக் குறிக்கிறது. 40 Pa.s பாகுத்தன்மை கொண்ட HPMC-யின் அளவு, நீர் தக்கவைப்பு விகிதத்தில் ஏற்படுத்தும் தாக்க வளைவு ஏறக்குறைய ஒரு நேர்கோடாக உள்ளது. இதன் அளவு 0.15%-ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​காரையின் நீர் தக்கவைப்பு விகிதம், அதே அளவு பாகுத்தன்மை கொண்ட மற்ற மூன்று வகையான HPMC-களை விட கணிசமாகக் குறைவாக உள்ளது. செல்லுலோஸ் ஈதரின் நீர் தக்கவைப்பு பொறிமுறையானது, செல்லுலோஸ் ஈதர் மூலக்கூறில் உள்ள ஹைட்ராக்சில் குழுவும், ஈதர் பிணைப்பில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் அணுவும் நீர் மூலக்கூறுடன் இணைந்து ஒரு ஹைட்ரஜன் பிணைப்பை உருவாக்குகின்றன, இதனால் கட்டற்ற நீர் பிணைக்கப்பட்ட நீராக மாறி, ஒரு நல்ல நீர் தக்கவைப்பு விளைவை ஏற்படுத்துகிறது என்று பொதுவாக நம்பப்படுகிறது. மேலும், நீர் மூலக்கூறுகளுக்கும் செல்லுலோஸ் ஈதர் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கும் இடையேயான பரவல், நீர் மூலக்கூறுகளை செல்லுலோஸ் ஈதர் பெருமூலக்கூறு சங்கிலிகளின் உட்புறத்திற்குள் நுழைய அனுமதித்து, வலுவான பிணைப்பு விசைகளுக்கு உட்படுத்துகிறது, இதன் மூலம் சிமென்ட் கூழின் நீர் தக்கவைப்பை மேம்படுத்துகிறது என்றும் நம்பப்படுகிறது. சிறந்த நீர் தக்கவைப்பு, சாந்தை ஒருபடித்தானதாகவும், எளிதில் பிரியாததாகவும் வைத்திருக்க உதவுகிறது, மேலும் நல்ல கலவை செயல்திறனைப் பெற வழிவகுக்கிறது. அதே நேரத்தில், இது இயந்திர தேய்மானத்தைக் குறைத்து, சாந்து தெளிக்கும் இயந்திரத்தின் ஆயுளை அதிகரிக்கிறது.

2.2 சிமென்ட் சாந்தின் அடர்த்தி மற்றும் காற்று உள்ளடக்கத்தின் மீது ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் (HPMC) ஏற்படுத்தும் விளைவு

HPMC-யின் அளவு 0-0.20% ஆக இருக்கும்போது, ​​அதன் அளவு அதிகரிப்பதால் காரையின் அடர்த்தி 2050 kg/m³-லிருந்து சுமார் 1650 kg/m³ ஆகக் கடுமையாகக் குறைகிறது, இது சுமார் 20% குறைவாகும்; HPMC-யின் அளவு 0.20%-ஐத் தாண்டும்போது, ​​அடர்த்தி மேலும் குறைகிறது. வெவ்வேறு பாகுத்தன்மை கொண்ட 4 வகையான HPMC-களை ஒப்பிடும்போது, ​​பாகுத்தன்மை அதிகரிக்க அதிகரிக்க, காரையின் அடர்த்தி குறைகிறது; 150 மற்றும் 200 Pa.s கலப்பு பாகுத்தன்மை கொண்ட HPMC-களைக் கொண்ட காரைகளின் அடர்த்தி வளைவுகள் அடிப்படையில் ஒன்றுடன் ஒன்று பொருந்துகின்றன, இது HPMC-யின் பாகுத்தன்மை தொடர்ந்து அதிகரிக்கும்போது, ​​அடர்த்தி மேலும் குறைவதில்லை என்பதைக் காட்டுகிறது.

சாந்தின் காற்று உள்ளடக்கத்தின் மாற்ற விதி, சாந்தின் அடர்த்தியின் மாற்றத்திற்கு நேர்மாறானது. ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் (HPMC) உள்ளடக்கம் 0-0.20% ஆக இருக்கும்போது, ​​HPMC உள்ளடக்கம் அதிகரிப்பதால், சாந்தின் காற்று உள்ளடக்கம் ஏறக்குறைய நேர்கோட்டில் அதிகரிக்கிறது; HPMC உள்ளடக்கம் 0.20%-ஐத் தாண்டிய பிறகு, காற்று உள்ளடக்கம் பெரிய அளவில் மாறுவதில்லை, இது சாந்தின் காற்று உட்புகும் விளைவு நிறைவு நிலைக்கு அருகில் இருப்பதைக் குறிக்கிறது. 150 மற்றும் 200 Pa.s பாகுத்தன்மை கொண்ட HPMC-யின் காற்று உட்புகும் விளைவு, 40 மற்றும் 100 Pa.s பாகுத்தன்மை கொண்ட HPMC-யை விட அதிகமாக உள்ளது.

செல்லுலோஸ் ஈதரின் காற்று உட்புகுத்தும் விளைவு முக்கியமாக அதன் மூலக்கூறு அமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. செல்லுலோஸ் ஈதரில் நீர் ஈர்க்கும் குழுக்கள் (ஹைட்ராக்சில், ஈதர்) மற்றும் நீர் விலக்கும் குழுக்கள் (மெத்தில், குளுக்கோஸ் வளையம்) ஆகிய இரண்டும் உள்ளன, மேலும் இது ஒரு சர்பாக்டன்ட் ஆகும். இது மேற்பரப்புச் செயல்பாட்டைக் கொண்டிருப்பதால், காற்று உட்புகுத்தும் விளைவைக் கொண்டுள்ளது. ஒருபுறம், உள்ளே செலுத்தப்படும் வாயுவானது சாந்தில் ஒரு பந்து தாங்கியாகச் செயல்பட்டு, சாந்தின் வேலைத்திறனை மேம்படுத்தி, அதன் கொள்ளளவை அதிகரித்து, உற்பத்தியை அதிகரிக்க முடியும், இது உற்பத்தியாளருக்குப் பயனளிக்கிறது. ஆனால் மறுபுறம், காற்று உட்புகுத்தும் விளைவானது, சாந்து கெட்டியான பிறகு அதன் காற்று உள்ளடக்கத்தையும் நுண்துளைகளையும் அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக தீங்கு விளைவிக்கும் நுண்துளைகள் அதிகரித்து, இயந்திரவியல் பண்புகள் பெருமளவில் குறைகின்றன. HPMC-க்கு ஒரு குறிப்பிட்ட காற்று உட்புகுத்தும் விளைவு இருந்தாலும், அது காற்று உட்புகுத்தும் காரணிக்கு மாற்றாக அமையாது. மேலும், HPMC மற்றும் காற்று உட்புகுத்தும் காரணி ஒரே நேரத்தில் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​காற்று உட்புகுத்தும் காரணி செயலிழக்கக்கூடும்.

2.3 சிமென்ட் சாந்தின் இயந்திரவியல் பண்புகளின் மீது HPMC-யின் விளைவு

HPMC-யின் அளவு 0.05% ஆக இருக்கும்போது, ​​காரையின் வளைவு வலிமை கணிசமாகக் குறைகிறது. இது ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் (HPMC) இல்லாத வெற்று மாதிரியை விட சுமார் 25% குறைவாகும். மேலும், அதன் அமுக்க வலிமை வெற்று மாதிரியின் 80%-இல் 65%-ஐ மட்டுமே எட்டுகிறது. HPMC-யின் அளவு 0.20%-ஐத் தாண்டும்போது, ​​காரையின் வளைவு வலிமை மற்றும் அமுக்க வலிமையில் ஏற்படும் குறைவு அவ்வளவு தெளிவாக இல்லை. HPMC-யின் பாகுத்தன்மை காரையின் இயந்திரப் பண்புகளில் சிறிய தாக்கத்தையே ஏற்படுத்துகிறது. HPMC ஏராளமான நுண்ணிய காற்றுக் குமிழ்களை உருவாக்குகிறது. காரையின் மீது காற்று உட்புகும் விளைவு, அதன் உள் நுண்துளைகளையும் தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகளையும் அதிகரிக்கிறது. இதன் விளைவாக, அமுக்க வலிமை மற்றும் வளைவு வலிமையில் குறிப்பிடத்தக்க குறைவு ஏற்படுகிறது. காரையின் வலிமை குறைவதற்கான மற்றொரு காரணம், செல்லுலோஸ் ஈதரின் நீர் தக்கவைப்பு விளைவு ஆகும். இது கடினப்படுத்தப்பட்ட காரையில் நீரைத் தக்கவைத்து, அதிக நீர்-பிணைப்பான் விகிதத்தை ஏற்படுத்துகிறது. இது சோதனைத் தொகுதியின் வலிமைக் குறைவுக்கு வழிவகுக்கிறது. இயந்திரவியல் கட்டுமான சாந்தைப் பொறுத்தவரை, செல்லுலோஸ் ஈதர் சாந்தின் நீர் தக்கவைப்பு விகிதத்தை கணிசமாக அதிகரித்து அதன் வேலைத்திறனை மேம்படுத்தினாலும், அதன் அளவு மிக அதிகமாக இருந்தால், அது சாந்தின் இயந்திரவியல் பண்புகளை கடுமையாகப் பாதிக்கும். எனவே, இவ்விரண்டிற்கும் இடையிலான தொடர்பை நியாயமான முறையில் சீர்தூக்கிப் பார்க்க வேண்டும்.

ஹைட்ராக்ஸிப்ரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் (HPMC) உள்ளடக்கத்தின் அதிகரிப்புடன், சாந்தின் மடிப்பு விகிதம் ஒட்டுமொத்தமாக அதிகரிக்கும் போக்கைக் காட்டியது, இது அடிப்படையில் ஒரு நேரியல் உறவாகும். இதற்குக் காரணம், சேர்க்கப்பட்ட செல்லுலோஸ் ஈதர் அதிக எண்ணிக்கையிலான காற்று குமிழ்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது, இது சாந்தின் உள்ளே அதிக குறைபாடுகளை ஏற்படுத்துகிறது, மேலும் வழிகாட்டி ரோஜா சாந்தின் அழுத்த வலிமை கடுமையாகக் குறைகிறது, வளைவு வலிமையும் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு குறைந்தாலும்; செல்லுலோஸ் ஈதர் சாந்தின் நெகிழ்வுத்தன்மையை மேம்படுத்த முடியும், இது வளைவு வலிமைக்கு நன்மை பயக்கும், இது குறைவு விகிதத்தை மெதுவாக்குகிறது. முழுமையாகக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​இவ்விரண்டின் ஒருங்கிணைந்த விளைவு மடிப்பு விகிதத்தின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.

2.4 சாந்தின் L விட்டத்தின் மீது HPMC-யின் விளைவு

AD மாதிரிகளின் துளை அளவுப் பரவல் வளைவு, துளை அளவுப் பரவல் தரவுகள் மற்றும் பல்வேறு புள்ளிவிவர அளவுருக்களிலிருந்து, சிமென்ட் சாந்தின் துளை அமைப்பில் HPMC ஒரு பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது என்பதை அறியலாம்:

(1) HPMC சேர்த்த பிறகு, சிமென்ட் சாந்தின் துளை அளவு கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. துளை அளவு விநியோக வளைவில், படத்தின் பகுதி வலதுபுறம் நகர்கிறது, மேலும் உச்ச மதிப்புக்குரிய துளை மதிப்பு பெரிதாகிறது. HPMC சேர்த்த பிறகு, சிமென்ட் சாந்தின் சராசரி துளை விட்டம் வெற்று மாதிரியை விட கணிசமாகப் பெரியதாக உள்ளது, மேலும் 0.3% அளவு கொண்ட மாதிரியின் சராசரி துளை விட்டம் வெற்று மாதிரியுடன் ஒப்பிடும்போது 2 வரிசை அளவுகளால் அதிகரித்துள்ளது.

(2) கான்கிரீட்டில் உள்ள துளைகளை நான்கு வகைகளாகப் பிரிக்கவும், அதாவது பாதிப்பில்லாத துளைகள் (≤20 nm), குறைந்த தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகள் (20-100 nm), தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகள் (100-200 nm) மற்றும் அதிக தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகள் (≥200 nm). அட்டவணை 1-இலிருந்து, HPMC-ஐச் சேர்த்த பிறகு பாதிப்பில்லாத துளைகள் அல்லது குறைந்த தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகளின் எண்ணிக்கை கணிசமாகக் குறைவதையும், தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகள் அல்லது அதிக தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிப்பதையும் காணலாம். HPMC உடன் கலக்கப்படாத மாதிரிகளின் பாதிப்பில்லாத துளைகள் அல்லது குறைந்த தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகள் சுமார் 49.4% ஆகும். HPMC-ஐச் சேர்த்த பிறகு, பாதிப்பில்லாத துளைகள் அல்லது குறைந்த தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகள் கணிசமாகக் குறைந்துள்ளன. 0.1% அளவை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், பாதிப்பில்லாத துளைகள் அல்லது குறைந்த தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகள் சுமார் 45% குறைந்துள்ளன, 10um-ஐ விட பெரிய தீங்கு விளைவிக்கும் துளைகளின் எண்ணிக்கை சுமார் 9 மடங்கு அதிகரித்துள்ளது.

(3) ஹைட்ராக்ஸிபுரோப்பைல் மெத்தில்செல்லுலோஸ் (HPMC) உள்ளடக்கம் அதிகரிப்பதால், இடைநிலை துளை விட்டம், சராசரி துளை விட்டம், குறிப்பிட்ட துளை அளவு மற்றும் குறிப்பிட்ட மேற்பரப்புப் பரப்பளவு ஆகியவை மிகவும் கண்டிப்பான மாற்ற விதியைப் பின்பற்றுவதில்லை, இது பாதரச ஊசி சோதனையில் மாதிரித் தேர்வு மற்றும் பெரிய பரவலுடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம். ஆனால் ஒட்டுமொத்தமாக, வெற்று மாதிரியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​HPMC உடன் கலக்கப்பட்ட மாதிரியின் இடைநிலை துளை விட்டம், சராசரி துளை விட்டம் மற்றும் குறிப்பிட்ட துளை அளவு ஆகியவை அதிகரிக்க முனைகின்றன, அதே நேரத்தில் குறிப்பிட்ட மேற்பரப்புப் பரப்பளவு குறைகிறது.