השפעת אתר תאית על החזקת מים

שיטת הסימולציה הסביבתית שימשה לחקר השפעתם של אתרי תאית עם דרגות שונות של החלפה והחלפה מולרית על החזקת המים של טיט בתנאים חמים.ניתוח תוצאות הבדיקה באמצעות כלים סטטיסטיים מראה שאתר הידרוקסיאתיל מתיל תאית עם דרגת החלפה נמוכה ודרגת החלפה מולרית גבוהה מראה את החזקת המים הטובה ביותר בטיט.

מילות מפתח: אתר תאית: שימור מים;מרגמה;שיטת הדמיית סביבה;תנאים חמים

בשל יתרונותיו בבקרת איכות, נוחות שימוש ושינוע ושמירה על הסביבה, טיט מעורב יבש נמצא כיום בשימוש נרחב יותר ויותר בבניית מבנים.טיט מעורב יבש משמש לאחר הוספת מים וערבוב באתר הבנייה.למים שני תפקידים עיקריים: האחד הוא להבטיח את ביצועי הבנייה של הטיט, והשני הוא להבטיח את הידרציה של החומר הצמנטי כך שהטיט יוכל להשיג את התכונות הפיזיקליות והמכניות הנדרשות לאחר התקשות.מהשלמת הוספת המים לטיט ועד השלמת הבנייה ועד לקבלת תכונות פיזיות ומכאניות מספיקות, מים חופשיים ינודו לשני כיוונים מלבד לחות המלט: ספיגת שכבת הבסיס ואיוד פני השטח.בתנאים חמים או באור שמש ישיר, הלחות מתאדה במהירות מפני השטח.בתנאים חמים או באור שמש ישיר, חיוני שהטיט ישמור על הלחות במהירות מהמשטח ותצמצם את איבוד המים החופשיים שלו.המפתח להערכת החזקת המים של טיט הוא קביעת שיטת הבדיקה המתאימה.Li Wei et al.חקר את שיטת הבדיקה של החזקת מים בטיט ומצא כי בהשוואה לשיטת סינון ואקום ושיטת נייר סינון, שיטת הדמיית הסביבה יכולה לאפיין ביעילות את החזקת המים של טיט בטמפרטורות סביבה שונות.

אתר תאית הוא חומר שומר המים הנפוץ ביותר במוצרי טיט מעורבבים יבשים.אתרי התאית הנפוצים ביותר בשימוש בטיט מעורב יבש הם hydroxyethyl methyl cellulose ether (HEMC) ואת hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC).קבוצות תחליפים מתאימות הן הידרוקסיאתיל, מתיל והידרוקסיפרופיל, מתיל.דרגת ההחלפה (DS) של אתר תאית מציינת את מידת ההחלפה של קבוצת ההידרוקסיל בכל יחידת אנהידרוגלוקוז, ומידת ההחלפה המולרית (MS) מצביעה על כך שאם הקבוצה המחליפה מכילה קבוצת הידרוקסיל, תגובת ההחלפה ממשיכה ל לבצע את תגובת האetherification מקבוצת ההידרוקסיל החופשית החדשה.תוֹאַר.המבנה הכימי ומידת ההחלפה של אתר תאית הם גורמים חשובים המשפיעים על הובלת הלחות בטיט ועל מבנה המיקרו של טיט.הגדלת המשקל המולקולרי של אתר תאית תגביר את החזקת המים של טיט, ומידת ההחלפה השונה תשפיע גם על החזקת המים של הטיט.

הגורמים העיקריים של סביבת בניית טיט מעורבב יבש כוללים טמפרטורת הסביבה, לחות יחסית, מהירות הרוח וכמות הגשמים.לגבי אקלים חם, ועדת ACI (American Concrete Institute) 305 מגדירה זאת ככל שילוב של גורמים כגון טמפרטורת אטמוספירה גבוהה, לחות יחסית נמוכה ומהירות רוח, אשר פוגעים באיכות או בביצועים של בטון טרי או מוקשה של מזג אוויר מסוג זה.הקיץ במדינה שלי הוא לעתים קרובות עונת השיא לבנייה של פרויקטי בנייה שונים.בנייה באקלים חם עם טמפרטורה גבוהה ולחות נמוכה, במיוחד חלק הטיט שמאחורי הקיר עלול להיחשף לאור שמש, מה שישפיע על ערבוב טרי והתקשות הטיט המעורבב היבש.השפעות משמעותיות על הביצועים כגון יכולת עבודה מופחתת, התייבשות ואובדן כוח.כיצד להבטיח את איכות טיט מעורב יבש בבנייה באקלים חם משך את תשומת הלב והמחקר של טכנאי תעשיית המרגמות ואנשי הבנייה.

במאמר זה, נעשה שימוש בשיטת הסימולציה הסביבתית להערכת החזקת המים של טיט מעורבב עם אתר הידרוקסיאתיל מתיל תאית ואתר הידרוקסיפרופיל מתיל תאית עם דרגות שונות של החלפה והחלפה מולרית ב-45℃, והתוכנה הסטטיסטית משמשת JMP8.02 מנתחת את נתוני הבדיקה כדי לחקור את ההשפעה של אתרי תאית שונים על החזקת המים של טיט בתנאים חמים.

1. חומרי גלם ושיטות בדיקה

1.1 חומרי גלם

Conch P. 042.5 Cement, חול קוורץ 50-100 mesh, hydroxyethyl methylcellulose ether (HEMC) ואת hydroxypropyl methylcellulose ether (HPMC) עם צמיגות של 40000mPa·ס.על מנת להימנע מהשפעת רכיבים אחרים, הבדיקה מאמצת נוסחת טיט פשוטה הכוללת 30% מלט, 0.2% אתר תאית ו-69.8% חול קוורץ, וכמות המים הנוספת היא 19% מסך נוסחת המרגמה.שניהם יחסי מסה.

1.2 שיטת הדמיית סביבה

מכשיר הבדיקה של שיטת הסימולציה הסביבתית משתמש במנורות יוד-טונגסטן, מאווררים ותאי סביבה כדי לדמות טמפרטורה חיצונית, לחות ומהירות רוח וכו', כדי לבדוק את ההבדל באיכות הטיט המעורבב בתנאים שונים, וכן בדוק את החזקת המים של המרגמה.בניסוי זה שופרה שיטת הבדיקה בספרות, והמחשב מחובר למאזן לצורך הקלטה ובדיקה אוטומטית, ובכך מפחית את השגיאה הניסיונית.

הבדיקה בוצעה במעבדה סטנדרטית [טמפרטורה (23±2)°C, לחות יחסית (50±3)%] באמצעות שכבת בסיס לא סופגת (צלחת פלסטיק בקוטר פנימי של 88 מ"מ) בטמפרטורת קרינה של 45°ג. שיטת הבדיקה היא כדלקמן:

(1) כשהמאוורר כבוי, הפעל את מנורת היוד-טונגסטן, והנח את צלחת הפלסטיק במצב קבוע אנכית מתחת למנורת היוד-טונגסטן כדי לחמם מראש למשך שעה אחת;

(2) שקלו את כלי הפלסטיק, לאחר מכן מניחים את המכתש המוקשחת בכלי הפלסטיק, מחליקים לפי העובי הנדרש, ולאחר מכן שוקלים;

(3) החזירו את כלי הפלסטיק למקומו המקורי, והתוכנה שולטת במאזן לשקול אוטומטית אחת ל-5 דקות, והבדיקה מסתיימת לאחר שעה.

2. תוצאות ודיון

תוצאות חישוב של קצב החזקת מים R0 של טיט מעורבב עם אתרי תאית שונים לאחר הקרנה ב-45°C למשך 30 דקות.

נתוני הבדיקה לעיל נותחו באמצעות המוצר JMP8.02 של קבוצת התוכנה הסטטיסטית SAS Company, על מנת לקבל תוצאות ניתוח מהימנות.תהליך הניתוח הוא כדלקמן.

2.1 ניתוח רגרסיה והתאמה

התאמת הדגם בוצעה על ידי ריבועים קטנים סטנדרטיים.ההשוואה בין הערך הנמדד לערך החזוי מציגה את הערכת התאמת הדגם, והיא מוצגת באופן גרפי במלואו.שתי העקומות המקווקו מייצגות את "רווח סמך 95%", והקו האופקי המקווקו מייצג את הערך הממוצע של כל הנתונים.העקומה המקווקו וההצטלבות של קווים אופקיים מקווקוים מציינים ששלב הפסבדו של המודל אופייני.

ערכים ספציפיים לסיכום התאמה ו-ANOVA.בסיכום הראוי, ה-R² הגיע ל-97%, וערך ה-P בניתוח השונות היה הרבה פחות מ-0.05.השילוב של שני התנאים מראה עוד כי התאמת הדגם היא משמעותית.

2.2 ניתוח גורמים משפיעים

במסגרת ניסוי זה, בתנאי של 30 דקות של הקרנה, גורמי ההשפעה המתאימים הם כדלקמן: במונחים של גורמים בודדים, ערכי ה-p המתקבלים על ידי סוג האתר התאית ודרגת ההחלפה הטוחנית הם כולם פחות מ-0.05 , אשר מראה כי השני האחרון יש השפעה משמעותית על החזקת המים של המרגמה.בכל הנוגע לאינטראקציה, מתוצאות הניסוי של תוצאות ניתוח ההתאמה של השפעת סוג האתר תאית, מידת ההחלפה (Ds) ומידת ההחלפה המולרית (MS) על החזקת המים של טיט, סוג האתר תאית ומידת ההחלפה, לאינטראקציה בין מידת ההחלפה לדרגת ההחלפה המולרית יש השפעה משמעותית על החזקת המים של טיט, מכיוון שערכי ה-p של שניהם פחות מ-0.05.האינטראקציה של גורמים מצביעה על כך שהאינטראקציה של שני גורמים מתוארת בצורה אינטואיטיבית יותר.הצלב מציין שלשניים יש מתאם חזק, וההקבלה מציינת שלשניים יש מתאם חלש.בתרשים האינטראקציה של הגורמים, קח את השטחα כאשר הסוג האנכי ודרגת ההחלפה הצדדית פועלים כדוגמה, שני קטעי הקו מצטלבים, דבר המעיד על כך שהמתאם בין הסוג למידת ההחלפה חזק, ובאזור b שבו הסוג האנכי ודרגת ההחלפה הרוחבית הטוחנות אינטראקציה, שני מקטעי הקו נוטים להיות מקבילים, מה שמעיד על כך שהמתאם בין סוג להחלפה טוחנית חלש.

2.3 תחזית אצירת מים

בהתבסס על מודל ההתאמה, על פי ההשפעה המקיפה של אתרי תאית שונים על החזקת מים של טיט, חזויה של החזקת המים של טיט על ידי תוכנת JMP, ונמצא שילוב הפרמטרים לאגירת המים הטובה ביותר של טיט.תחזית אצירת המים מציגה את השילוב בין אגירת מי המרגמה הטובה ביותר לבין מגמת ההתפתחות שלה, כלומר HEMC עדיף על HPMC בהשוואת סוגים, תחלופה בינונית ונמוכה עדיפה על תחלופה גבוהה ותחלופה בינונית וגבוהה עדיפה על תחלופה נמוכה. בהחלפה טוחנות, אבל אין הבדל משמעותי בין השניים בשילוב זה.לסיכום, אתרים של הידרוקסיאתיל מתיל תאית עם דרגת החלפה נמוכה ודרגת החלפה מולרית גבוהה הראו את החזקת מי המרגמה הטובה ביותר ב-45℃.בשילוב זה, הערך החזוי של החזקת מים שניתן על ידי המערכת הוא 0.611736±0.014244.

3. מסקנה

(1) כגורם יחיד משמעותי, לסוג האתר תאית יש השפעה משמעותית על החזקת המים של טיט, ואתר הידרוקסיאתיל מתיל תאית (HEMC) עדיף על האתר הידרוקסיפרופיל מתיל תאית (HPMC).הוא מראה שההבדל בסוג ההחלפה יוביל להבדל באגירת המים.יחד עם זאת, סוג האתר התאית יוצר אינטראקציה גם עם מידת ההחלפה.

(2) כגורם משמעותי המשפיע על גורם יחיד, מידת ההחלפה המולרית של אתר תאית פוחתת, ואצירת המים של טיט נוטה לרדת.זה מראה שכאשר השרשרת הצדדית של קבוצת תחליפי האתר תאית ממשיכה לעבור תגובת אתריפיקציה עם קבוצת ההידרוקסיל החופשית, זה יוביל גם להבדלים באצירת המים של טיט.

(3) מידת ההחלפה של אתרי תאית עשתה אינטראקציה עם סוג ודרגת ההחלפה הטוחנית.בין מידת ההחלפה לסוג, במקרה של דרגת החלפה נמוכה, אחזקת המים של HEMC טובה יותר מזו של HPMC;במקרה של דרגת החלפה גבוהה, ההבדל בין HEMC ל- HPMC אינו גדול.לאינטראקציה בין מידת ההחלפה וההחלפה הטוחנית, במקרה של דרגת תחלופה נמוכה, החזקת המים בדרגת תחלופה מולרית נמוכה טובה יותר מזו של דרגת תחלופה מולרית גבוהה;ההבדל אינו עצום.

(4) המרגמה מעורבת באתר הידרוקסיאתיל מתיל תאית עם דרגת החלפה נמוכה ודרגת החלפה מולרית גבוהה הראתה את החזקת המים הטובה ביותר בתנאים חמים.עם זאת, כיצד להסביר את ההשפעה של סוג אתר תאית, מידת ההחלפה ודרגת ההחלפה המולרית על שימור המים של טיט, הנושא המכניסטי בהיבט זה עדיין זקוק למחקר נוסף.