השפעת הידרוקסיפרופיל מתיל תאית HPMC על המאפיינים של טיט פיצוץ במכונה

עם ההתקדמות המתמשכת של התעשייה ושיפור הטכנולוגיה, באמצעות כניסתה ושיפור של מכונות ריסוס טיט זרות, התפתחה מאוד טכנולוגיית הריסוס והטיח המכאניות בארצי בשנים האחרונות. טיט ריסוס מכני שונה מטיט רגיל, הדורש ביצועים גבוהים של אחזקת מים, נזילות מתאימה וביצועים מסוימים נגד צניחת. בדרך כלל מוסיפים לטיט הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז, שמתוכם אתר תאית (HPMC) הוא הנפוץ ביותר. התפקידים העיקריים של hydroxypropyl methylcellulose HPMC בטיט הם: עיבוי וצמיגות, התאמת rheology ויכולת אחזקת מים מצוינת. עם זאת, לא ניתן להתעלם מהחסרונות של HPMC. ל- HPMC יש אפקט סחף אוויר, אשר יגרום ליותר פגמים פנימיים ויפחית ברצינות את התכונות המכניות של טיט. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd חקרה את השפעת HPMC על קצב החזקת מים, צפיפות, תכולת אוויר ותכונות מכניות של טיט מההיבט המקרוסקופי, וחקרה את השפעת הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז HPMC על מבנה L של המרגמה. ההיבט המיקרוסקופי. .

1. מבחן

1.1 חומרי גלם

מלט: צמנט P.0 42.5 זמין מסחרית, חוזק הכיפוף והדחיסה שלו 28d הם 6.9 ו-48.2 MPa בהתאמה; חול: חול נהר עדין של צ'נגדה, 40-100 רשת; אתר תאית: מיוצר על ידי Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Hydroxypropyl methylcellulose ether, אבקה לבנה, צמיגות נומינלית 40, 100, 150, 200 Pa-s; מים: מי ברז נקיים.

1.2 שיטת בדיקה

על פי JGJ/T 105-2011 "תקנות בנייה לריסוס מכני וסיוד", עקביות המרגמה היא 80-120 מ"מ, ושיעור החזקת המים גדול מ-90%. בניסוי זה, יחס הגיר-חול נקבע על 1:5, העקביות נשלטה על (93+2) מ"מ, והאתר התאית מעורבב חיצונית, וכמות הערבוב התבססה על מסת המלט. התכונות הבסיסיות של טיט כגון צפיפות רטובה, תכולת אוויר, שימור מים ועקביות נבדקות בהתייחס ל-JGJ 70-2009 "שיטות בדיקה למאפיינים בסיסיים של טיט בניין", ותכולת האוויר נבדקת ומחושבת לפי הצפיפות. שִׁיטָה. בדיקות ההכנה, הכפיפה וחוזק הלחיצה של הדגימות בוצעו על פי GB/T 17671-1999 "שיטות לבדיקת החוזק של חול מלט מלט (ISO Method)". קוטר הזחלים נמדד על ידי פורוזימטריה כספית. הדגם של נקבוביות כספית היה AUTOPORE 9500, וטווח המדידה היה 5.5 ננומטר-360 מיקרומטר. בסך הכל בוצעו 4 סטים של בדיקות. יחס המלט-חול היה 1:5, הצמיגות של HPMC הייתה 100 Pa-s, והמינון 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (המספרים הם A, B, C, D בהתאמה).

2. תוצאות וניתוח

2.1 השפעת HPMC על קצב החזקת המים של טיט מלט

החזקת מים מתייחסת ליכולת של טיט להחזיק מים. בטיט מרוסס במכונה, הוספת אתר תאית יכולה לשמור ביעילות על מים, להפחית את קצב הדימום ולעמוד בדרישות של הידרציה מלאה של חומרים מבוססי צמנט. השפעת HPMC על החזקת מים של טיט.

עם העלייה בתכולת HPMC, קצב החזקת המים של טיט עולה בהדרגה. הקימורים של אתר הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה עם צמיגות של 100, 150 ו-200 Pa.s הם בעצם זהים. כאשר התכולה היא 0.05%-0.15%, שיעור החזקת המים עולה באופן ליניארי, וכאשר התכולה היא 0.15%, שיעור החזקת המים גדול מ-93%. ; כאשר כמות הגריסים עולה על 0.20%, מגמת העלייה של קצב החזקת המים הופכת שטוחה, מה שמעיד על כך שכמות ה-HPMC קרובה לרוויה. עקומת ההשפעה של כמות HPMC עם צמיגות של 40 Pa.s על קצב החזקת המים היא בערך קו ישר. כאשר הכמות גדולה מ-0.15%, שיעור החזקת המים של הטיט נמוך משמעותית מזה של שלושת סוגי ה-HPMC האחרים עם אותה כמות של צמיגות. נהוג להאמין שמנגנון החזקת המים של אתר תאית הוא: קבוצת ההידרוקסיל על מולקולת האתר התאית ואטום החמצן על קשר האתר יתחברו למולקולת המים כדי ליצור קשר מימן, כך שהמים החופשיים יהפכו למים קשורים. , ובכך משחק אפקט אצירת מים טוב; כמו כן, מאמינים שההתפשטות בין מולקולות מים לשרשראות מולקולריות אתר תאית מאפשרת למולקולות מים להיכנס לחלקן הפנימי של השרשראות המקרומולקולריות של אתר תאית ולהיות כפופות לכוחות קשירה חזקים, ובכך לשפר את החזקת המים של תמיסת צמנט. אחזקת מים מצוינת יכולה לשמור על המרגמה הומוגנית, לא קלה להפרדה, ולהשיג ביצועי ערבוב טובים, תוך הפחתת בלאי מכני והגדלת חיי מכונת ריסוס המרגמה.

2.2 ההשפעה של הידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז HPMC על הצפיפות ותכולת האוויר של טיט מלט

כאשר כמות HPMC היא 0-0.20%, צפיפות המרגמה יורדת בחדות עם העלייה בכמות HPMC, מ-2050 ק"ג/מ"ק לכ-1650 ק"ג/מ"ק, הנמוך בכ-20%; כאשר כמות HPMC עולה על 0.20%, הצפיפות יורדת. ברוגע. השוואה בין 4 סוגי HPMC עם צמיגות שונות, ככל שהצמיגות גבוהה יותר, כך צפיפות המרגמה נמוכה יותר; עקומות הצפיפות של המרגמות עם צמיגות מעורבות של 150 ו-200 Pa.s HPMC חופפות בעצם, מה שמצביע על כך שככל שהצמיגות של HPMC ממשיכה לעלות, הצפיפות כבר לא יורדת.

חוק השינוי של תכולת האוויר של טיט מנוגד לשינוי הצפיפות של טיט. כאשר התוכן של hydroxypropyl methylcellulose HPMC הוא 0-0.20%, עם עליית תכולת HPMC, תכולת האוויר של טיט עולה כמעט באופן ליניארי; תכולת ה-HPMC עולה על לאחר 0.20%, תכולת האוויר כמעט ולא משתנה, מה שמעיד על כך שהשפעת סחף האוויר של המרגמה קרובה לרוויה. השפעת סחף האוויר של HPMC עם צמיגות של 150 ו-200 Pa.s גדולה מזו של HPMC עם צמיגות של 40 ו-100 Pa.s.

השפעת סחף האוויר של אתר תאית נקבעת בעיקר על ידי המבנה המולקולרי שלו. לאתר התאית יש גם קבוצות הידרופיליות (הידרוקסיל, אתר) וגם קבוצות הידרופוביות (מתיל, טבעת גלוקוז), והוא פעיל שטח. , יש פעילות פני השטח, ובכך יש אפקט סחף אוויר. מצד אחד, הגז המוכנס יכול לשמש כמיסב כדורי במרגמה, לשפר את ביצועי העבודה של המרגמה, להגדיל את הנפח ולהגדיל את התפוקה, דבר המועיל ליצרן. אך מצד שני, אפקט סחף האוויר מגביר את תכולת האוויר של המרגמה ואת הנקבוביות לאחר התקשות, וכתוצאה מכך להגדלת הנקבוביות המזיקות ולהפחתת התכונות המכניות מאוד. למרות של-HPMC יש אפקט סחף אוויר מסוים, הוא אינו יכול להחליף את חומר סחף האוויר. בנוסף, כאשר נעשה שימוש ב-HPMC ובחומר סוחף אוויר בו-זמנית, חומר סחף האוויר עלול להיכשל.

2.3 השפעת HPMC על התכונות המכניות של טיט מלט

כאשר כמות HPMC היא רק 0.05%, חוזק הכיפוף של המרגמה יורד משמעותית, הנמוך בכ-25% מזה של הדגימה הריקה ללא הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה HPMC, וחוזק הלחיצה יכול להגיע רק ל-65% מהדגימה הריקה - 80%. כאשר כמות HPMC עולה על 0.20%, הירידה בחוזק הכיפוף וחוזק הלחיצה של המרגמה אינה ברורה. לצמיגות של HPMC יש השפעה מועטה על התכונות המכניות של טיט. HPMC מציגה הרבה בועות אוויר זעירות, והשפעת סחף האוויר על המרגמה מגבירה את הנקבוביות הפנימית ואת הנקבוביות המזיקות של המרגמה, וכתוצאה מכך ירידה משמעותית בחוזק הלחיצה ובחוזק הכיפוף. סיבה נוספת לירידה בחוזק המרגמה היא השפעת החזקת המים של אתר תאית, השומר על מים בטיט המוקשה, ויחס המים-קושר הגדול מביא לירידה בחוזק בלוק הבדיקה. עבור טיט בנייה מכני, למרות שאתר תאית יכול להגביר משמעותית את קצב החזקת המים של טיט ולשפר את יכולת העבודה שלו, אם המינון גדול מדי, זה ישפיע באופן רציני על התכונות המכניות של טיט, ולכן יש לשקול את הקשר בין השניים בצורה סבירה.

עם העלייה בתכולת הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה HPMC, יחס הקיפול של המרגמה הראה מגמת עלייה כוללת, שהייתה בעצם קשר ליניארי. הסיבה לכך היא שהאתר התאית המוסף מכניס מספר רב של בועות אוויר, מה שגורם ליותר פגמים בתוך המרגמה, וחוזק הלחיצה של טיט הוורד המנחה יורד בחדות, אם כי גם חוזק הכיפוף יורד במידה מסוימת; אבל אתר התאית יכול לשפר את הגמישות של המרגמה, זה מועיל לחוזק הכפיפה, מה שגורם לקצב הירידה להאט. בהתחשב באופן מקיף, ההשפעה המשולבת של השניים מובילה לעלייה ביחס הקיפול.

2.4 השפעת HPMC על קוטר L של המרגמה

מעקומת התפלגות גודל הנקבוביות, נתוני התפלגות גודל הנקבוביות ופרמטרים סטטיסטיים שונים של דגימות AD, ניתן לראות כי ל-HPMC יש השפעה רבה על מבנה הנקבוביות של טיט צמנט:

(1) לאחר הוספת HPMC, גודל הנקבוביות של טיט צמנט גדל באופן משמעותי. על עקומת חלוקת גודל הנקבוביות, שטח התמונה זז ימינה, וערך הנקבוביות המתאים לערך השיא הופך גדול יותר. לאחר הוספת HPMC, קוטר הנקבוביות החציוני של טיט המלט גדול משמעותית מזה של הדגימה הריקה, וקוטר הנקבוביות החציוני של הדגימה עם מינון של 0.3% גדל ב-2 סדרי גודל בהשוואה לדגימה הריקה.

(2) חלקו את הנקבוביות בבטון לארבעה סוגים, כלומר נקבוביות לא מזיקות (≤20 ננומטר), נקבוביות פחות מזיקות (20-100 ננומטר), נקבוביות מזיקות (100-200 ננומטר) ונקבוביות מזיקות רבות (≥200 ננומטר). ניתן לראות מטבלה 1 שמספר החורים הבלתי מזיקים או החורים הפחות מזיקים פוחת משמעותית לאחר הוספת HPMC, ומספר החורים המזיקים או החורים המזיקים יותר גדל. הנקבוביות הבלתי מזיקות או הנקבוביות הפחות מזיקות של הדגימות שאינן מעורבבות עם HPMC הן כ-49.4%. לאחר הוספת HPMC, הנקבוביות הבלתי מזיקות או הנקבוביות הפחות מזיקות מצטמצמות באופן משמעותי. אם ניקח לדוגמא את המינון של 0.1%, הנקבוביות הבלתי מזיקות או הנקבוביות הפחות מזיקות מצטמצמות בכ-45%. %, מספר החורים המזיקים הגדולים מ-10um גדל בכפי 9.

(3) קוטר הנקבוביות החציוני, קוטר הנקבוביות הממוצע, נפח הנקבוביות הספציפי ושטח הפנים הספציפי אינם פועלים לפי כלל שינוי קפדני מאוד עם עליית תכולת ההידרוקסיפרופיל מתיל צלולוז HPMC, אשר עשוי להיות קשור לבחירת המדגם בבדיקת הזרקת כספית. קשור לפיזור גדול. אבל בסך הכל, קוטר הנקבוביות החציוני, קוטר הנקבוביות הממוצע ונפח הנקבוביות הספציפי של המדגם המעורבב עם HPMC נוטים לעלות בהשוואה לדגימה הריקה, בעוד ששטח הפנים הספציפי יורד.