మెషిన్ బ్లాస్టింగ్ మోర్టార్ యొక్క లక్షణాలపై హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HPMC) ప్రభావం

పరిశ్రమ యొక్క నిరంతర పురోగతి మరియు సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క అభివృద్ధి కారణంగా, విదేశీ మోర్టార్ స్ప్రేయింగ్ యంత్రాల పరిచయం మరియు మెరుగుదల ద్వారా, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో మన దేశంలో మెకానికల్ స్ప్రేయింగ్ మరియు ప్లాస్టరింగ్ టెక్నాలజీ బాగా అభివృద్ధి చెందింది. మెకానికల్ స్ప్రేయింగ్ మోర్టార్ సాధారణ మోర్టార్‌కు భిన్నంగా ఉంటుంది, దీనికి అధిక నీటి నిలుపుదల సామర్థ్యం, ​​తగిన ద్రవత్వం మరియు కొంత కుంగిపోకుండా ఉండే సామర్థ్యం అవసరం. సాధారణంగా, మోర్టార్‌కు హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్‌ను కలుపుతారు, దీనిలో సెల్యులోజ్ ఈథర్ (HPMC) అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. మోర్టార్‌లో హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ HPMC యొక్క ప్రధాన విధులు: చిక్కబరచడం మరియు జిగురును పెంచడం, రియాలజీని సర్దుబాటు చేయడం, మరియు అద్భుతమైన నీటి నిలుపుదల సామర్థ్యం. అయితే, HPMC యొక్క లోపాలను విస్మరించలేము. HPMC గాలిని చేర్చుకునే ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది మరిన్ని అంతర్గత లోపాలకు కారణమవుతుంది మరియు మోర్టార్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను తీవ్రంగా తగ్గిస్తుంది. షాన్డాంగ్ చెన్బాంగ్ ఫైన్ కెమికల్ కో., లిమిటెడ్. సంస్థ, మోర్టార్ యొక్క నీటి నిలుపుదల రేటు, సాంద్రత, గాలి పరిమాణం మరియు యాంత్రిక లక్షణాలపై HPMC ప్రభావాన్ని స్థూల దృష్టితో అధ్యయనం చేసింది, మరియు మోర్టార్ యొక్క L నిర్మాణంపై హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్సెల్యులోజ్ HPMC ప్రభావాన్ని సూక్ష్మ దృష్టితో అధ్యయనం చేసింది.

1. పరీక్ష

1.1 ముడి పదార్థాలు

సిమెంట్: వాణిజ్యపరంగా లభించే P.O 42.5 సిమెంట్, దీని 28 రోజుల వంగుదల మరియు సంపీడన బలాలు వరుసగా 6.9 మరియు 48.2 MPa; ఇసుక: చెంగ్డే సన్నని నదీ ఇసుక, 40-100 మెష్; సెల్యులోజ్ ఈథర్: షాన్‌డాంగ్ చెన్‌బాంగ్ ఫైన్ కెమికల్ కో., లిమిటెడ్ వారిచే ఉత్పత్తి చేయబడిన హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ఈథర్, తెల్లటి పొడి, నామమాత్రపు స్నిగ్ధత 40, 100, 150, 200 Pa-s; నీరు: శుభ్రమైన కుళాయి నీరు.

1.2 పరీక్షా విధానం

JGJ/T 105-2011 “యాంత్రిక స్ప్రేయింగ్ మరియు ప్లాస్టరింగ్ కోసం నిర్మాణ నిబంధనలు” ప్రకారం, మోర్టార్ యొక్క మందం 80-120 మి.మీ., మరియు నీటి నిలుపుదల రేటు 90% కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి. ఈ ప్రయోగంలో, సున్నం-ఇసుక నిష్పత్తిని 1:5 గా నిర్ణయించారు, మందాన్ని (93+2) మి.మీ. వద్ద నియంత్రించారు, మరియు సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ను బయట నుండి కలిపారు, మరియు ఈ మిశ్రమం యొక్క పరిమాణం సిమెంట్ ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉంది. JGJ 70-2009 “భవన మోర్టార్ యొక్క ప్రాథమిక లక్షణాల పరీక్షా పద్ధతులు”ను సూచనగా తీసుకుని, తడి సాంద్రత, గాలి పరిమాణం, నీటి నిలుపుదల, మరియు మందం వంటి మోర్టార్ యొక్క ప్రాథమిక లక్షణాలను పరీక్షించారు, మరియు సాంద్రత పద్ధతి ప్రకారం గాలి పరిమాణాన్ని పరీక్షించి, లెక్కించారు. GB/T 17671-1999 “సిమెంట్ మోర్టార్ ఇసుక బలాన్ని పరీక్షించే పద్ధతులు (ISO పద్ధతి)” ప్రకారం నమూనాల తయారీ, వంగుడు మరియు సంపీడన బల పరీక్షలు నిర్వహించబడ్డాయి. లార్వా వ్యాసాన్ని మెర్క్యురీ పోరోసిమెట్రీ ద్వారా కొలిచారు. మెర్క్యురీ పోరోసిమీటర్ మోడల్ ఆటోపోర్ 9500, మరియు కొలత పరిధి 5.5 nm-360 μm. మొత్తం 4 సెట్ల పరీక్షలు నిర్వహించబడ్డాయి. సిమెంట్-ఇసుక నిష్పత్తి 1:5, HPMC యొక్క స్నిగ్ధత 100 Pa-s, మరియు మోతాదు 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (సంఖ్యలు వరుసగా A, B, C, D).

2. ఫలితాలు మరియు విశ్లేషణ

2.1 సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క నీటి నిలుపుదల రేటుపై HPMC ప్రభావం

నీటి నిలుపుదల అనేది మోర్టార్ నీటిని నిలుపుకునే సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. మెషిన్ స్ప్రేడ్ మోర్టార్‌లో, సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ను జోడించడం ద్వారా నీటిని సమర్థవంతంగా నిలుపుకోవచ్చు, బ్లీడింగ్ రేటును తగ్గించవచ్చు మరియు సిమెంట్ ఆధారిత పదార్థాల పూర్తి హైడ్రేషన్ అవసరాలను తీర్చవచ్చు. మోర్టార్ యొక్క నీటి నిలుపుదలపై HPMC ప్రభావం.

HPMC పరిమాణం పెరిగే కొద్దీ, మోర్టార్ యొక్క నీటి నిలుపుదల రేటు క్రమంగా పెరుగుతుంది. 100, 150 మరియు 200 Pa.s స్నిగ్ధతలు గల హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క వక్రరేఖలు ప్రాథమికంగా ఒకే విధంగా ఉంటాయి. పరిమాణం 0.05%-0.15% ఉన్నప్పుడు, నీటి నిలుపుదల రేటు సరళంగా పెరుగుతుంది, మరియు పరిమాణం 0.15% ఉన్నప్పుడు, నీటి నిలుపుదల రేటు 93% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ; గ్రిట్స్ పరిమాణం 0.20% దాటినప్పుడు, నీటి నిలుపుదల రేటు పెరుగుదల ధోరణి సమతలంగా మారుతుంది, ఇది HPMC పరిమాణం సంతృప్త స్థాయికి దగ్గరగా ఉందని సూచిస్తుంది. 40 Pa.s స్నిగ్ధత గల HPMC పరిమాణం యొక్క ప్రభావ వక్రరేఖ నీటి నిలుపుదల రేటుపై సుమారుగా ఒక సరళ రేఖగా ఉంటుంది. పరిమాణం 0.15% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, మోర్టార్ యొక్క నీటి నిలుపుదల రేటు, అదే స్నిగ్ధత పరిమాణం గల ఇతర మూడు రకాల HPMC ల కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది. సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క నీటి నిలుపుదల యంత్రాంగం ఈ విధంగా ఉంటుందని సాధారణంగా నమ్ముతారు: సెల్యులోజ్ ఈథర్ అణువుపై ఉన్న హైడ్రాక్సిల్ సమూహం మరియు ఈథర్ బంధంలోని ఆక్సిజన్ పరమాణువు నీటి అణువుతో కలిసి హైడ్రోజన్ బంధాన్ని ఏర్పరుస్తాయి, తద్వారా స్వేచ్ఛా నీరు బంధిత నీరుగా మారి మంచి నీటి నిలుపుదల ప్రభావాన్ని చూపుతుంది; నీటి అణువులు మరియు సెల్యులోజ్ ఈథర్ అణు గొలుసుల మధ్య జరిగే అంతరవ్యాప్తి, నీటి అణువులను సెల్యులోజ్ ఈథర్ స్థూల అణు గొలుసుల లోపలికి ప్రవేశించి బలమైన బంధన శక్తులకు లోనయ్యేలా చేస్తుందని, తద్వారా సిమెంట్ స్లర్రీ యొక్క నీటి నిలుపుదలని మెరుగుపరుస్తుందని కూడా నమ్ముతారు. అద్భుతమైన నీటి నిలుపుదల మోర్టార్‌ను సజాతీయంగా, సులభంగా విడిపోకుండా ఉంచుతుంది మరియు మంచి మిక్సింగ్ పనితీరును అందిస్తుంది, అదే సమయంలో యాంత్రిక అరుగుదలను తగ్గించి మోర్టార్ స్ప్రేయింగ్ యంత్రం యొక్క జీవితకాలాన్ని పెంచుతుంది.

2.2 సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క సాంద్రత మరియు గాలి పరిమాణంపై హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HPMC) యొక్క ప్రభావం

HPMC పరిమాణం 0-0.20% ఉన్నప్పుడు, దాని పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ మోర్టార్ సాంద్రత 2050 kg/m³ నుండి సుమారు 1650 kg/m³కి, అంటే దాదాపు 20% వరకు వేగంగా తగ్గుతుంది; HPMC పరిమాణం 0.20% దాటినప్పుడు, సాంద్రత స్థిరంగా తగ్గుతుంది. విభిన్న స్నిగ్ధతలు కలిగిన 4 రకాల HPMCలను పోల్చి చూస్తే, స్నిగ్ధత పెరిగేకొద్దీ మోర్టార్ సాంద్రత తగ్గుతుంది; 150 మరియు 200 Pa.s మిశ్రమ స్నిగ్ధతలు గల HPMCలతో కూడిన మోర్టార్ల సాంద్రత వక్రతలు ప్రాథమికంగా ఒకదానిపై ఒకటి అతివ్యాప్తి చెందుతాయి, ఇది HPMC స్నిగ్ధత నిరంతరం పెరిగేకొద్దీ సాంద్రత ఇకపై తగ్గదని సూచిస్తుంది.

మోర్టార్‌లోని గాలి పరిమాణంలో మార్పు నియమం, మోర్టార్ సాంద్రతలో మార్పుకు వ్యతిరేకంగా ఉంటుంది. హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HPMC) పరిమాణం 0-0.20% ఉన్నప్పుడు, HPMC పరిమాణం పెరిగే కొద్దీ, మోర్టార్‌లోని గాలి పరిమాణం దాదాపు సరళంగా పెరుగుతుంది; HPMC పరిమాణం 0.20% దాటిన తర్వాత, గాలి పరిమాణంలో పెద్దగా మార్పు ఉండదు, ఇది మోర్టార్ యొక్క గాలిని చేర్చుకునే ప్రభావం సంతృప్త స్థాయికి దగ్గరగా ఉందని సూచిస్తుంది. 40 మరియు 100 Pa.s స్నిగ్ధత కలిగిన HPMCతో పోలిస్తే, 150 మరియు 200 Pa.s స్నిగ్ధత కలిగిన HPMC యొక్క గాలిని చేర్చుకునే ప్రభావం ఎక్కువగా ఉంటుంది.

సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క గాలిని చేర్చే ప్రభావం ప్రధానంగా దాని అణు నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లో జలాకర్షణీయ సమూహాలు (హైడ్రాక్సిల్, ఈథర్) మరియు జలవికర్షణీయ సమూహాలు (మిథైల్, గ్లూకోజ్ రింగ్) రెండూ ఉంటాయి, మరియు ఇది ఒక సర్ఫ్యాక్టెంట్. దీనికి ఉపరితల క్రియాశీలత ఉండటం వల్ల, గాలిని చేర్చే ప్రభావం ఉంటుంది. ఒకవైపు, ప్రవేశపెట్టిన వాయువు మోర్టార్‌లో బాల్ బేరింగ్‌లా పనిచేసి, మోర్టార్ యొక్క పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది, పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది మరియు ఉత్పత్తిని అధికం చేస్తుంది, ఇది తయారీదారుకు ప్రయోజనకరం. కానీ మరోవైపు, గాలిని చేర్చే ప్రభావం గట్టిపడిన తర్వాత మోర్టార్‌లోని గాలి శాతాన్ని మరియు రంధ్రాలను పెంచుతుంది, దీని ఫలితంగా హానికరమైన రంధ్రాలు పెరిగి యాంత్రిక లక్షణాలు బాగా తగ్గిపోతాయి. HPMCకి కొంత గాలిని చేర్చే ప్రభావం ఉన్నప్పటికీ, అది గాలిని చేర్చే ఏజెంట్‌కు ప్రత్యామ్నాయం కాలేదు. అంతేకాకుండా, HPMC మరియు గాలిని చేర్చే ఏజెంట్‌ను ఒకే సమయంలో ఉపయోగించినప్పుడు, గాలిని చేర్చే ఏజెంట్ విఫలం కావచ్చు.

2.3 సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలపై HPMC ప్రభావం

HPMC పరిమాణం కేవలం 0.05% ఉన్నప్పుడు, మోర్టార్ యొక్క వంగుడు బలం గణనీయంగా తగ్గుతుంది, ఇది హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HPMC) లేని ఖాళీ నమూనా కంటే సుమారు 25% తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు సంపీడన బలం ఖాళీ నమూనా యొక్క 65-80%కి మాత్రమే చేరుకోగలదు. HPMC పరిమాణం 0.20% మించినప్పుడు, మోర్టార్ యొక్క వంగుడు బలం మరియు సంపీడన బలంలో తగ్గుదల స్పష్టంగా కనిపించదు. HPMC యొక్క స్నిగ్ధత మోర్టార్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలపై తక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. HPMC చాలా చిన్న గాలి బుడగలను ప్రవేశపెడుతుంది, మరియు మోర్టార్‌పై ఈ గాలిని చేర్చే ప్రభావం దాని అంతర్గత సచ్ఛిద్రతను మరియు హానికరమైన రంధ్రాలను పెంచుతుంది, ఫలితంగా సంపీడన బలం మరియు వంగుడు బలం గణనీయంగా తగ్గుతాయి. మోర్టార్ బలం తగ్గడానికి మరొక కారణం సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క నీటిని నిలుపుకునే ప్రభావం, ఇది గట్టిపడిన మోర్టార్‌లో నీటిని నిలుపుతుంది, మరియు అధిక నీరు-బైండర్ నిష్పత్తి పరీక్ష బ్లాక్ బలం తగ్గడానికి దారితీస్తుంది. యాంత్రిక నిర్మాణ మోర్టార్ విషయంలో, సెల్యులోజ్ ఈథర్ మోర్టార్ యొక్క నీటి నిలుపుదల రేటును గణనీయంగా పెంచి, దాని పనితనాన్ని మెరుగుపరచగలిగినప్పటికీ, దాని మోతాదు మరీ ఎక్కువగా ఉంటే, అది మోర్టార్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను తీవ్రంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, ఈ రెండింటి మధ్య సంబంధాన్ని హేతుబద్ధంగా బేరీజు వేసుకోవాలి.

హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HPMC) పరిమాణం పెరగడంతో, మోర్టార్ యొక్క మడత నిష్పత్తి మొత్తం మీద పెరుగుతున్న ధోరణిని చూపించింది, ఇది ప్రాథమికంగా ఒక సరళ సంబంధం. దీనికి కారణం, కలిపిన సెల్యులోజ్ ఈథర్ పెద్ద సంఖ్యలో గాలి బుడగలను ప్రవేశపెడుతుంది, ఇది మోర్టార్ లోపల మరిన్ని లోపాలకు కారణమవుతుంది, మరియు గైడ్ రోజ్ మోర్టార్ యొక్క సంపీడన బలం తీవ్రంగా తగ్గుతుంది, వంగుడు బలం కూడా కొంతవరకు తగ్గుతుంది; కానీ సెల్యులోజ్ ఈథర్ మోర్టార్ యొక్క వశ్యతను మెరుగుపరుస్తుంది, ఇది వంగుడు బలానికి ప్రయోజనకరంగా ఉండి, తగ్గుదల రేటును నెమ్మదింపజేస్తుంది. సమగ్రంగా పరిశీలిస్తే, ఈ రెండింటి మిశ్రమ ప్రభావం మడత నిష్పత్తిలో పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది.

2.4 మోర్టార్ యొక్క L వ్యాసంపై HPMC ప్రభావం

AD నమూనాల యొక్క రంధ్ర పరిమాణ పంపిణీ వక్రరేఖ, రంధ్ర పరిమాణ పంపిణీ డేటా మరియు వివిధ గణాంక పారామితుల నుండి, సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క రంధ్ర నిర్మాణంపై HPMC గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుందని చూడవచ్చు:

(1) HPMC ని జోడించిన తర్వాత, సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క రంధ్రాల పరిమాణం గణనీయంగా పెరుగుతుంది. రంధ్రాల పరిమాణ పంపిణీ వక్రరేఖపై, చిత్రం యొక్క ప్రాంతం కుడివైపుకు కదులుతుంది మరియు శిఖర విలువకు అనుగుణంగా ఉండే రంధ్రాల విలువ పెద్దదిగా మారుతుంది. HPMC ని జోడించిన తర్వాత, సిమెంట్ మోర్టార్ యొక్క మధ్యస్థ రంధ్రాల వ్యాసం ఖాళీ నమూనా కంటే గణనీయంగా పెద్దదిగా ఉంటుంది మరియు 0.3% మోతాదు ఉన్న నమూనా యొక్క మధ్యస్థ రంధ్రాల వ్యాసం ఖాళీ నమూనాతో పోలిస్తే 2 పరిమాణ క్రమాలతో పెరిగింది.

(2) కాంక్రీటులోని రంధ్రాలను నాలుగు రకాలుగా విభజించండి, అవి హానిచేయని రంధ్రాలు (≤20 nm), తక్కువ హానికరమైన రంధ్రాలు (20-100 nm), హానికరమైన రంధ్రాలు (100-200 nm) మరియు చాలా హానికరమైన రంధ్రాలు (≥200 nm). పట్టిక 1 నుండి గమనించినట్లయితే, HPMC కలిపిన తర్వాత హానిచేయని రంధ్రాలు లేదా తక్కువ హానికరమైన రంధ్రాల సంఖ్య గణనీయంగా తగ్గింది మరియు హానికరమైన రంధ్రాలు లేదా ఎక్కువ హానికరమైన రంధ్రాల సంఖ్య పెరిగింది. HPMC కలపని నమూనాలలో హానిచేయని రంధ్రాలు లేదా తక్కువ హానికరమైన రంధ్రాలు సుమారు 49.4% ఉన్నాయి. HPMC కలిపిన తర్వాత, హానిచేయని రంధ్రాలు లేదా తక్కువ హానికరమైన రంధ్రాలు గణనీయంగా తగ్గాయి. ఉదాహరణకు 0.1% మోతాదు తీసుకుంటే, హానిచేయని రంధ్రాలు లేదా తక్కువ హానికరమైన రంధ్రాలు సుమారు 45% తగ్గాయి, 10um కంటే పెద్ద హానికరమైన రంధ్రాల సంఖ్య సుమారు 9 రెట్లు పెరిగింది.

(3) హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HPMC) పరిమాణం పెరగడంతో మధ్యస్థ రంధ్ర వ్యాసం, సగటు రంధ్ర వ్యాసం, నిర్దిష్ట రంధ్ర ఘనపరిమాణం మరియు నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం చాలా కఠినమైన మార్పు నియమాన్ని అనుసరించవు, ఇది మెర్క్యురీ ఇంజెక్షన్ పరీక్షలో నమూనా ఎంపికకు సంబంధించినది కావచ్చు. పెద్ద వ్యాప్తికి సంబంధించినది. కానీ మొత్తంగా, ఖాళీ నమూనాతో పోలిస్తే HPMC కలిపిన నమూనా యొక్క మధ్యస్థ రంధ్ర వ్యాసం, సగటు రంధ్ర వ్యాసం మరియు నిర్దిష్ట రంధ్ర ఘనపరిమాణం పెరిగే ధోరణిని చూపుతాయి, అయితే నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం తగ్గుతుంది.