Sement məhlulu üçün dəyişdirilmiş selüloz efirinin mexaniki xüsusiyyətləri

Su-sement nisbəti 0,45, əhəng-qum nisbəti 1:2,5 və müxtəlif özlülükləri 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% və 1,0% olan selüloz efiri ilə dəyişdirilmiş sement məhlulu hazırlanmışdır. .Sement məhlulunun mexaniki xassələrinin ölçülməsi və mikroskopik morfologiyasının müşahidəsi ilə HEMC-nin modifikasiya olunmuş sement məhlulunun sıxılma, əyilmə və birləşmə möhkəmliyinə təsiri öyrənilmişdir.Tədqiqatın nəticələri göstərir ki: HEMC tərkibinin artması ilə modifikasiya edilmiş məhlulun müxtəlif yaşlarda sıxılma gücü davamlı olaraq azalır, azalma diapazonu isə azalır və yumşaq olmağa meyllidir;eyni məzmunlu selüloz efiri əlavə edildikdə, müxtəlif özlülüklərə malik sellüloza efiri dəyişdirilmiş məhlulun sıxılma gücü: HEMC20HEMC10>HEMC5.

Açar sözlər:sellüloza efiri;sement harç;təzyiq gücü;əyilmə gücü;bağ gücü

1. Giriş

Bu mərhələdə dünyada məhlula illik tələbat 200 milyon tonu ötür və sənaye tələbatı hələ də artmaqdadır.Hal-hazırda ənənəvi sement məhlulunda qanaxma, təbəqələşmə, böyük qurutma büzülməsi, zəif keçirmə qabiliyyəti, aşağı dartılma möhkəmliyi və su itkisi səbəbindən natamam nəmlənmə kimi qüsurlar mövcuddur ki, bu da həlli çətin olan, tikinti qüsurlarına səbəb olmaqla yanaşı, həm də aparıcı qüsurlara malikdir. sərtləşməyə Məhlulun çatlaması, tozlaşması, tökülməsi və boşalması kimi hadisələr baş verir.

Ticarət məhlulu üçün ən çox istifadə edilən əlavələrdən biri olan sellüloza efiri su tutma, qalınlaşdırma və gecikdirmə funksiyalarına malikdir və sement məhlulunun iş qabiliyyəti, su tutma qabiliyyəti, yapışma qabiliyyəti və bərkitmə müddəti kimi fiziki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. , məsələn, sementin əhəmiyyətli dərəcədə artması.Harçın dartılmaya davamlılığı azalacaq, lakin sement məhlulunun sıxılma gücü, əyilmə gücü və elastik modulu azalacaq.Zhang Yishun və başqaları metilselüloz efirinin və hidroksipropil metilselüloz efirinin məhlulun xassələrinə təsirini öyrənmişlər.Nəticələr göstərdi ki: hər iki selüloz efiri məhlulun su saxlama qabiliyyətini yaxşılaşdıra bilir, əyilmə gücü və sıxılma gücü müxtəlif dərəcələrdə azalır, məhlulun bükülmə nisbəti və bağlanma gücü isə müxtəlif dərəcələrdə artır və məhlulun büzülmə qabiliyyəti təkmilləşdirilsin.AJenni, R.Zurbriggen və s. müasir sınaq və analiz üsullarından istifadə edərək sellüloza efiri modifikasiya olunmuş nazik qatlı yapışdırıcı məhlul sistemində müxtəlif materialların qarşılıqlı təsirini öyrənmiş, məhlulun səthinə yaxın sellüloza efiri və Ca(OH) əmələ gəldiyini müşahidə etmişlər. .2, sement əsaslı materiallarda selüloz efirlərinin miqrasiyasını göstərir.

Bu yazıda sıxılma müqaviməti, əyilmə müqaviməti, bağlanma və SEM mikroskopik görünüşü kimi məhlulların sınaq üsullarından istifadə edərək, müxtəlif yaşlarda selüloz efir sement məhlulunun sıxılma müqaviməti, əyilmə müqaviməti və bağlanma gücü kimi mexaniki xüsusiyyətlərə təsiri öyrənilir, və izah olunur.onun fəaliyyət mexanizmi.

2. Xammal və sınaq üsulları

2.1 Xammal

2.1.1 Sement

Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. tərəfindən istehsal olunan adi laurat sement, model P 042.5 (GB175-2007), sıxlığı 3,25 q/sm-dir.³ və xüsusi səth sahəsi 4200 sm-dir²/g.

2.1.2 Hidroksipropil metilselüloz efiri

Thehidroksietil metilselüloz efiriAmerika Birləşmiş Ştatlarının Hercules Qrupu tərəfindən istehsal olunan 2% məhlulda 50000MPa/s, 100000MPa/s və 200000MPa/s özlülüklərə malikdir.°C və aşağıdakı abbreviaturalar HEMC5, HEMC10 və HEMC20-dir.

2.2 Test üsulu

a.Modifikasiya edilmiş məhlulun sıxılma gücü

Yaşıl gövdə nümunələrinin sıxılma gücü Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd şirkətinin TYE-300 sıxılma gücü maşını ilə sınaqdan keçirilmişdir. Yükləmə sürəti 0,5 kN/s-dir.Sıxılma gücü testi GB/T17671-1999 “Sement Harçının Güc Testi Metoduna (ISO Method)” uyğun olaraq həyata keçirilir.

Tərifinə görə, yaşıl cismin sıxılma gücünü hesablamaq üçün formula:

Rc=F/S

Harada Rc—sıxılma gücü, MPa;

F—nümunəyə təsir edən nasazlıq yükü, kN;

S—təzyiq sahəsi, m².

Tərifinə görə, yaşıl gövdənin əyilmə gücünü hesablamaq üçün düstur:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

Düsturda Rf—əyilmə gücü, MPa;

P—nümunəyə təsir edən nasazlıq yükü, kN;

L—dayaq silindrlərinin mərkəzləri arasındakı məsafə, yəni 10 sm;

b, h—hər ikisi 4 sm olan sınaq gövdəsinin en kəsiyinin eni və hündürlüyü.

b.Modifikasiya edilmiş sement məhlulunun dartılmaya davamlılığı

Yapışqan gücünü ölçmək üçün ZQS6-2000 Yapışqan Kərpic Yapışqan Gücü Detektorundan istifadə edin və dartılma sürəti 2 mm/dəqdir.Bağlama gücü testi JC/T985-2005 “Torpaq üçün sement əsaslı özünü hamarlayan məhlul”a uyğun olaraq həyata keçirilmişdir.

Tərifinə görə, yaşıl bədənin bağlanma gücünü hesablamaq üçün düstur:

P=F/S

Formulda P—dartma bağlanma gücü, MPa;

F—maksimum uğursuzluq yükü, N;

S—yapışdırma sahəsi, mm².

3. Nəticələr və müzakirə

3.1 Sıxılma gücü

Müxtəlif yaşlarda müxtəlif özlülüklərə malik iki növ sellüloza efiri ilə modifikasiya olunmuş məhlulların sıxılma gücündən belə görünür ki, HEMC tərkibinin artması ilə müxtəlif yaşlarda (3d, 7d və 28d) sellüloza efiri ilə modifikasiya olunmuş məhlulların sıxılma müqaviməti azalmışdır. əhəmiyyətli dərəcədə.Əhəmiyyətli dərəcədə azaldı və tədricən sabitləşdi: HEMC-nin tərkibi 0,4% -dən az olduqda, boş nümunə ilə müqayisədə sıxılma gücü əhəmiyyətli dərəcədə azaldı;HEMC-nin tərkibi 0,4% ~ 1,0% olduqda, sıxılma gücünün azalması tendensiyası yavaşladı.Sellüloza efirinin tərkibi 0,8%-dən çox olduqda, 7d və 28d yaşlarının sıxılma gücü 3d yaşdakı boş nümunədən aşağı olur, dəyişdirilmiş məhlulun 3d sıxılma gücü isə demək olar ki, sıfırdır və nümunə yüngülcə sıxılır Dərhal əzilir, içi pudralıdır, sıxlığı isə çox azdır.

Eyni HEMC-nin müxtəlif yaşlarda dəyişdirilmiş məhlulun sıxılma gücünə təsiri də fərqlidir, bu da göstərir ki, HEMC tərkibinin artması ilə 28d sıxılma müqaviməti 7d və 3d ilə müqayisədə daha çox azalır.Bu onu göstərir ki, HEMC-nin gecikdirici təsiri yaşın artması ilə həmişə mövcud olmuşdur və HEMC-nin gecikdirici təsiri sistemdəki suyun azalması və ya nəmləndirmə reaksiyasının gedişi ilə təsirlənməmişdir, nəticədə sıxılma müqaviməti artmışdır. dəyişdirilmiş məhlulun HEMC ilə qarışdırılmış havan nümunələri olmadan olduğundan xeyli kiçik olması.

Müxtəlif yaşlarda selüloz efiri ilə modifikasiya olunmuş məhlulun sıxılma müqavimətinin dəyişmə əyrisindən görünür ki, eyni miqdarda sellüloza efiri əlavə edildikdə, müxtəlif özlülüklərə malik sellüloza efiri ilə modifikasiya olunmuş məhlulun sıxılma müqaviməti: HEMC20HEMC10>HEMC5.Çünki yüksək polimerləşmə dərəcəsinə malik HEMC məhlulun sıxılma müqavimətinin azalmasına aşağı polimerləşmə dərəcəsinə malik HEMC ilə müqayisədə daha çox təsir göstərir, lakin HEMC ilə qarışdırılmış modifikasiya edilmiş məhlulun sıxılma müqaviməti HEMC ilə müqayisədə xeyli aşağıdır. HEMC olmayan boş məhlul.

Aşağıdakı üç amil dəyişdirilmiş məhlulun sıxılma müqavimətinin azalmasına səbəb olur: bir tərəfdən, suda həll olunan HEMC makromolekulyar şəbəkə strukturu sement hissəciklərini, CSH gelini, kalsium oksidini, kalsium alüminat hidratını və digər hissəcikləri və susuzluğu əhatə etdiyinə görə. hissəciklər Səthdə, xüsusən sementin hidratasiyasının ilkin mərhələsində kalsium alüminat hidrat və HEMC arasında adsorbsiya kalsium alüminatın hidratasiya reaksiyasını ləngidir, nəticədə sıxılma gücü əhəmiyyətli dərəcədə azalır.Daimi məhlulun gecikdirici təsiri göz qabağındadır, bu onu göstərir ki, HEMC20-nin tərkibi 0,8%~1%-ə çatdıqda, dəyişdirilmiş məhlul nümunəsinin 3d gücü sıfıra bərabərdir;digər tərəfdən, hidratlanmış HEMC məhlulu daha yüksək özlülüyə malikdir və məhlulun qarışdırma prosesi zamanı çoxlu sayda hava qabarcıqları əmələ gətirmək üçün hava ilə qarışdırıla bilər, nəticədə bərkimiş məhlulda çoxlu boşluqlar yaranır. , və nümunənin sıxılma gücü HEMC tərkibinin artması və onun polimerləşmə dərəcəsinin artması ilə davamlı olaraq azalır;Harç sistemi yalnız məhlulun elastikliyini artırır və sərt dəstək rolunu oynaya bilməz, buna görə də sıxılma gücü azalır.

3.2 Bükülmə gücü

Müxtəlif yaşlarda iki fərqli özlülüklü selüloz efiri ilə modifikasiya olunmuş məhlulun əyilmə gücündən məlum olur ki, modifikasiya edilmiş məhlulun sıxılma gücündə olduğu kimi, HEMC tərkibinin artması ilə selüloz efiri ilə modifikasiya olunmuş məhlulun əyilmə müqaviməti də tədricən azalır.

Müxtəlif yaşlarda selüloz efiri ilə dəyişdirilmiş məhlulun əyilmə müqavimətinin dəyişmə əyrisindən belə görünür ki, sellüloza efirinin tərkibi eyni olduqda, HEMC20 modifikasiya edilmiş məhlul nümunəsinin əyilmə müqaviməti HEMC10 modifikasiya edilmiş məhlul nümunəsindən bir qədər aşağı olur. HEMC-nin tərkibi 0.4% ~ 0.8% olduqda, ikisinin 28d əyilmə gücü dəyişmə əyriləri demək olar ki, üst-üstə düşür.

Müxtəlif yaşlarda selüloz efirli modifikasiya edilmiş məhlulun əyilmə müqavimətinin dəyişmə əyrisindən onu da görmək olar ki, modifikasiya edilmiş məhlulun əyilmə müqavimətinin dəyişməsi: HEMC5

3.3 Bağlama gücü

Müxtəlif yaşlarda üç sellüloza efiri ilə modifikasiya olunmuş məhlulun birləşmə möhkəmliyinin dəyişmə əyrilərindən görünür ki, modifikasiya olunmuş məhlulun birləşmə möhkəmliyi HEMC tərkibinin artması ilə artır və tədricən sabit olmağa meyllidir.Yaşın uzanması ilə dəyişdirilmiş məhlulun bağlanma gücü də artan tendensiya göstərmişdir.

Üç selüloz efiri ilə modifikasiya olunmuş məhlulun 28 günlük bağlanma gücü dəyişmə əyrilərindən görünür ki, dəyişdirilmiş məhlulun bağlanma gücü HEMC tərkibinin artması ilə artır və tədricən sabit olmağa meyllidir.Eyni zamanda sellüloza efirinin polimerləşmə dərəcəsinin artması ilə modifikasiya edilmiş məhlulun birləşmə möhkəmliyinin dəyişməsi belə olur: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Bu, yüksək HEMC tərkibli modifikasiya edilmiş məhlula çoxlu sayda məsamələrin daxil olması ilə əlaqədardır ki, bu da bərkimiş cismin məsaməliliyinin artmasına, strukturun sıxlığının azalmasına və bağlanma gücünün yavaş artmasına səbəb olur. ;dartılma sınağında, qırılma dəyişdirilmiş məhlulda baş verdi İçəridə, dəyişdirilmiş məhlul və substrat arasında təmas səthində heç bir qırıq yoxdur, bu, dəyişdirilmiş məhlul ilə substrat arasındakı əlaqə möhkəmliyinin bərkimiş məhluldan daha böyük olduğunu göstərir. dəyişdirilmiş məhlul.Bununla belə, HEMC-nin miqdarı az olduqda (0% ~ 0,4%) suda həll olunan HEMC molekulları hidratlanmış sement hissəciklərini örtə və sara bilər və sement hissəcikləri arasında polimer film meydana gətirə bilər ki, bu da sementin elastikliyini və elastikliyini artırır. dəyişdirilmiş havan.Plastiklik və HEMC-nin əla su tutma qabiliyyətinə görə, dəyişdirilmiş məhlul hidratasiya reaksiyası üçün kifayət qədər suya malikdir, bu da sement möhkəmliyinin inkişafını təmin edir və dəyişdirilmiş sement məhlulunun bağlanma gücü xətti olaraq artır.

3.4 SEM

Sellüloza efiri ilə modifikasiya olunmuş məhluldan əvvəl və sonra SEM müqayisəli görüntülərindən görünür ki, dəyişdirilməmiş məhlulda kristal dənələri arasında boşluqlar nisbətən böyükdür və az miqdarda kristallar əmələ gəlir.Dəyişdirilmiş məhlulda kristallar tam böyüyür, selüloz efirinin daxil edilməsi məhlulun su tutma qabiliyyətini yaxşılaşdırır, sement tam nəmlənir və nəmləndirici məhsullar göz qabağındadır.

Bunun səbəbi, sellüloza efirinin əla dispersiyaya və su tutma qabiliyyətinə malik olan xüsusi efirləşdirmə prosesi ilə işlənməsidir.Uzun müddət ərzində su tədricən boşaldılır, qurutma və buxarlanma nəticəsində kapilyar məsamələrdən yalnız az miqdarda su çıxır və dəyişdirilmiş sement məhlulunun möhkəmliyini təmin etmək üçün suyun çox hissəsi sementlə nəmlənir.

4 Nəticə

a.HEMC-nin tərkibi artdıqca, dəyişdirilmiş məhlulun müxtəlif yaşlarda sıxılma gücü davamlı olaraq azalır və azalma diapazonu azalır və düz olmağa meyllidir;sellüloz efirinin tərkibi 0,8%-dən çox olduqda, 7d və 28d 3d yaşlı boş nümunənin sıxılma gücü boş nümunədən aşağı olur, modifikasiya edilmiş məhlulun 3d yaşlı sıxılma gücü isə demək olar ki, sıfırdır.Nümunə yüngül basdıqda qırılır, içi isə aşağı sıxlıqda toz halına gəlir.

b.Eyni miqdarda sellüloza efiri əlavə edildikdə, müxtəlif özlülüklərə malik sellüloza efiri dəyişdirilmiş məhlulun sıxılma gücü aşağıdakı kimi dəyişir: HEMC20HEMC10>HEMC5.

c.Selüloz efiri ilə dəyişdirilmiş məhlulun əyilmə gücü HEMC tərkibinin artması ilə tədricən azalır.Modifikasiya edilmiş məhlulun əyilmə müqavimətinin dəyişməsi: HEMC5

d.Dəyişdirilmiş məhlulun yapışma gücü HEMC tərkibinin artması ilə artır və tədricən sabit olmağa meyllidir.Eyni zamanda sellüloza efirinin polimerləşmə dərəcəsinin artması ilə modifikasiya edilmiş məhlulun birləşmə möhkəmliyinin dəyişməsi belə olur: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

e.Sellüloza efiri sement məhluluna qarışdırıldıqdan sonra kristal tam böyüyür, kristal dənələri arasında məsamələr kiçilir və sement tam nəmlənir ki, bu da sement məhlulunun sıxılma, əyilmə və birləşmə möhkəmliyini təmin edir.