Цемент эритмеси үчүн модификацияланган целлюлоза эфиринин механикалык касиеттери

Суу-цементтин катышы 0,45, акиташ-кум катышы 1:2,5 жана 0%, 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8% жана 1,0% түрдүү илешкектүүлүктөгү целлюлоза эфири менен модификацияланган цемент эритмеси даярдалды. .Цемент эритмесинин механикалык касиеттерин өлчөө жана микроскопиялык морфологияга байкоо жүргүзүү жолу менен HEMCтин модификацияланган цемент эритмесинин кысуу бекемдигине, ийилүүгө жана байланыш бекемдигине тийгизген таасири изилденген.Изилдөөнүн натыйжалары көрсөткөндөй: HEMC курамынын көбөйүшү менен ар кандай курактагы модификацияланган эритменин кысуу күчү үзгүлтүксүз төмөндөйт, ал эми төмөндөө диапазону азаят жана жумшак болууга ыктайт;бирдей мазмундагы целлюлоза эфири кошулганда, ар кандай илешкектүүлүктөгү целлюлоза эфиринин модификацияланган эритмесинин кысуу күчү: HEMC20HEMC10>HEMC5.

Негизги сөздөр:целлюлоза эфири;цемент аралашмасы;кысуу күчү;ийкемдүүлүк;байланыш күчү

1 Киришүү

Бул этапта, дүйнөдө миномет үчүн жылдык суроо-талап 200 миллион тоннадан ашат, ал эми өнөр жай суроо-талап дагы эле өсүп жатат.Азыркы учурда салттуу цемент эритмесинде кан агуу, катмарлануу, кургаганда чоң кичирейүү, начар өткөрбөөчүлүк, аз тартылуу бекемдиги, сууну жоготуудан улам толук эмес гидратация сыяктуу кемчиликтери бар, аларды чечүү кыйын, курулуш кемчиликтерин гана пайда кылбастан, ошондой эле алып келет. катууланууга Минометтун жарылуу, майдалануу, төгүү, көңдөй болуп кетүү сыяктуу кубулуштары пайда болот.

Коммерциялык эритме үчүн эң көп колдонулган аралашмалардын бири катары целлюлоза эфири сууну кармап туруу, коюулантуу жана кечиктирүү функцияларына ээ жана цемент эритмесинин иштөө жөндөмдүүлүгү, сууну кармап туруу, бириктирүү жөндөмдүүлүгү жана бекемдөө убактысы сыяктуу физикалык касиеттерин жакшыртуу үчүн колдонулушу мүмкүн. , цементти бир кыйла кебейтуу сыяктуу.Эритменин чыңалууга бекемдиги азаят, бирок цемент эритмесинин кысуу, ийилүү жана ийкемдүүлүк модулу төмөндөйт.Чжан Ыйшун жана башкалар метил целлюлоза эфиринин жана гидроксипропил метил целлюлоза эфиринин эритмелердин касиеттерине тийгизген таасирин изилдешкен.Натыйжалар көрсөттү: эки целлюлоза эфири эритменин сууну кармап туруусун жакшыртат, ийилүүчү жана кысуу күчү ар кандай даражада төмөндөйт, ал эми эритменин бүктөлүү катышы жана бириктирүү күчү ар кандай даражада жогорулайт, ал эми минометтин кичирейүү көрсөткүчү болот. жакшыртылсын.AJenni, R.Zurbriggen, ж. .2, цемент негизиндеги материалдарда целлюлоза эфирлеринин миграциясын көрсөтүү менен.

Бул макалада, кысуу туруктуулугу, ийилүүгө каршылык, байланыш жана SEM микроскопиялык көрүнүшү сыяктуу минометти сыноо ыкмаларын колдонуу менен, целлюлоза эфир цементинин эритмесинин ар кандай курактагы кысуу, ийилүүгө каршылык жана байланыш бекемдиги сыяктуу механикалык касиеттерге тийгизген таасири изилденет. жана ал түшүндүрүлөт.анын иш-аракетинин механизми.

2. Чийки заттар жана сыноо ыкмалары

2.1 Чийки заттар

2.1.1 Цемент

Wuhan Huaxin Cement Co., Ltd. тарабынан өндүрүлгөн кадимки лаурат цементи, модели P 042,5 (GB175-2007), тыгыздыгы 3,25 г/см.³ жана белгилүү бир бетинин аянты 4200 см²/г.

2.1.2 Гидроксипропил метилцеллюлоза эфири

Theгидроксиэтил метил целлюлоза эфириАмерика Кошмо Штаттарынын Hercules Group тарабынан өндүрүлгөн илешкектүүлүгү 50000МПа/с, 100000МПа/с жана 200000МПа/с 2% эритмеде 25°C жана төмөнкү аббревиатуралар HEMC5, HEMC10 жана HEMC20.

2.2 Сыноо ыкмасы

а.Модификацияланган эритменин кысуу күчү

Жашыл дене үлгүлөрүнүн кысуу күчү Wuxi Jianyi Instrument Co., Ltd компаниясынын TYE-300 кысуу күчү машинасы менен сыналган. Жүктөө ылдамдыгы 0,5 кН/с.Кысуу күчүн сыноо GB/T17671-1999 "Цемент эритмесинин бекемдигин сыноо ыкмасы (ISO методу)" ылайык жүргүзүлөт.

Аныктама боюнча, жашыл дененин кысуу күчүн эсептөө формуласы:

Rc=F/S

Кайда Rc—кысуу күчү, МПа;

F—үлгүгө таасир этүүчү бузулуу жүгү, кН;

S—басым аянты, м².

Аныктама боюнча, жашыл дененин ийилүүчү күчүн эсептөө формуласы:

Rf= (3P× L)/(2b× h²) =0,234×P

Формулада Rf—ийилүү күчү, МПа;

P—үлгүгө таасир этүүчү бузулуу жүгү, кН;

L—колдоо цилиндр борборлорунун ортосундагы аралык, башкача айтканда, 10 см;

б, ч—сыналуучу органдын кесилишинин туурасы жана бийиктиги, экөө тең 4 см.

б.Модификацияланган цемент эритмесинин чыңалууга бекемдиги

Жабышкак күчүн өлчөө үчүн ZQS6-2000 чаптама кирпичтин жабышчаак күчү детекторун колдонуңуз жана тартылуу ылдамдыгы 2 мм/мин.Байланыштыруу күчүн сыноо JC/T985-2005 "Жер үчүн цементтин негизиндеги өзүн-өзү тегиздөөчү эритмеге" ылайык жүргүзүлгөн.

Аныктама боюнча, жашыл дененин байланыш күчүн эсептөө формуласы:

P=F/S

Формулада П—чыңалуунун бекемдиги, МПа;

F—максималдуу бузулуу жүгү, N;

S—бириктирүү аянты, мм².

3. Жыйынтыктар жана талкуу

3.1 Кысуу күчү

Ар кандай курактагы ар кандай илешкектүүлүктөгү эки түрдөгү целлюлоза эфири менен модификацияланган эритмелердин кысуу бекемдигинен HEMC курамынын көбөйүшү менен ар кандай курактагы (3d, 7d жана 28d) целлюлоза эфири менен модификацияланган эритмелердин кысуу бекемдиги азайгандыгын көрүүгө болот. олуттуу.Олуттуу азайган жана бара-бара турукташтырылган: HEMC мазмуну 0,4% дан аз болгондо, бош үлгүгө салыштырмалуу кысуу күчү кыйла төмөндөгөн;HEMC мазмуну 0,4% ~ 1,0% болгондо, кысуу күчүн азайтуу тенденциясы басаңдаган.Целлюлоза эфиринин курамы 0,8% дан жогору болгондо, 7d жана 28d жашындагы кысуу күчү 3d жашындагы бош үлгүгө караганда төмөн, ал эми модификацияланган 3d эритмесинин кысуу күчү дээрлик нөлгө барабар жана үлгү болуп саналат. жеңил басылган Заматта майдаланган, ичи порошок, тыгыздыгы өтө төмөн.

Бир эле ЭМБнын ар кандай курактагы модификацияланган эритменин кысуу бекемдигине тийгизген таасири да ар түрдүү, бул 7d жана 3d караганда HEMC курамынын көбөйүшү менен 28d кысуу күчү азаят.Бул HEMCтин басаңдатуучу таасири дайыма жаштын өсүшү менен болгондугун, ал эми HEMCтин басаңдатуучу таасири системадагы суунун азайышы же гидратация реакциясынын жүрүшүнө таасир этпегендигин, натыйжада кысуу күчүнүн өсүшүнө алып келгендигин көрсөтөт. HEMC менен аралаштырылган минометтун үлгүлөрү болбогондон алда канча кичине болгон.

Целлюлоза эфири менен модификацияланган эритменин ар кандай курактагы кысуу бекемдигинин өзгөрүү ийри сызыгынан көрүнүп тургандай, целлюлоза эфирин бирдей өлчөмдө кошкондо ар кандай илешкектүүлүктөгү целлюлоза эфири менен модификацияланган эритменин кысуу бекемдиги: HEMC20HEMC10>HEMC5.Себеби, полимеризациянын жогорку даражасы бар HEMC эритменин кысуу күчүн төмөндөтүүгө азыраак полимеризацияланган HEMCге караганда көбүрөөк таасир этет, бирок HEMC менен аралашкан модификацияланган эритменин кысуу күчү бир топ төмөн. HEMC жок бош миномет.

Төмөнкү үч фактор модификацияланган эритменин кысуу күчүн төмөндөтүүгө алып келет: бир жагынан, анткени сууда эрүүчү HEMC макромолекулярдык тармак түзүмү цементтин бөлүкчөлөрүн, CSH гелин, кальций оксиди, кальций алюминат гидратын жана башка бөлүкчөлөрдү жана гидратсыз бөлүкчөлөр Бетинде, өзгөчө цемент гидратациясынын алгачкы этабында кальций алюминат гидраты менен HEMC ортосундагы адсорбция кальций алюминатынын гидратация реакциясын жайлатат, натыйжада кысуу күчү бир кыйла төмөндөйт.HEMC20 мазмуну 0,8% ~ 1% жеткенде, өзгөртүлгөн миномет үлгүсүнүн 3d күчү нөлгө барабар экенин көрсөтүп турат, туруктуу минометтин басаңдатуучу таасири айкын көрүнүп турат;экинчи жагынан, гидратталган HEMC эритмеси жогорку илешкектүүлүккө ээ жана эритмени аралаштыруу процессинде ал аба менен аралашып, көп сандагы аба көбүкчөлөрүн пайда кылат, натыйжада катууланган эритмеде көп сандагы боштуктар пайда болот. , жана үлгүнүн кысуу күчү HEMC мазмуну жана анын полимерлөө даражасын жогорулатуу менен үзгүлтүксүз төмөндөйт;Миномет системасы эритменин ийкемдүүлүгүн гана жогорулатат жана катуу таяныч ролун аткара албайт, ошондуктан кысуу күчү азаят.

3.2 Ийилүү күчү

Ар кандай курактагы эки түрдүү илешкектүүлүктөгү целлюлоза эфири менен модификацияланган эритмелердин ийилүү күчүнөн, модификацияланган эритменин кысуу бекемдигинин өзгөрүшүнө окшош, целлюлоза эфиринин модификацияланган эритмесинин ийилүү күчү HEMC мазмунунун көбөйүшү менен акырындык менен төмөндөй турганын көрүүгө болот.

Ар кандай курактагы целлюлоза эфири менен модификацияланган эритменин ийилүү бекемдигинин өзгөрүү ийри сызыгынан көрүнүп тургандай, целлюлоза эфиринин курамы бирдей болгондо, HEMC20 модификацияланган эритме үлгүсүнүн ийилүү күчү HEMC10 модификацияланган эритме үлгүсүнөн бир аз төмөн болот, ал эми HEMC мазмуну 0,4% ~ 0,8% болгондо, экөөнүн 28d ийилүүчү күчүн өзгөртүү ийри сызыктары дээрлик дал келет.

Ар кандай курактагы целлюлоза эфири менен модификацияланган эритменин ийилүү бекемдигинин өзгөрүү ийри сызыгынан, ошондой эле модификацияланган эритменин ийилүү бекемдигинин өзгөрүүсүн көрүүгө болот: HEMC5

3.3 Байланыш бекемдиги

Ар кандай курактагы үч целлюлоза эфири менен модификацияланган эритмелердин байланыш бекемдигинин вариациялык ийри сызыктарынан көрүүгө болот, модификацияланган эритменин байланыш бекемдиги HEMC курамынын көбөйүшү менен жогорулайт жана акырындык менен туруктуулукка ээ болот.Жаштын узартылышы менен модификацияланган эритменин байланыш күчү да өсүү тенденциясын көрсөттү.

Үч целлюлоза эфири менен модификацияланган эритмелердин 28 күндүк байланыш күчүн өзгөртүү ийри сызыктарынан көрүүгө болот, модификацияланган эритменин байланыш күчү HEMC мазмунунун көбөйүшү менен жогорулап, акырындык менен туруктуулукка ээ болот.Ошол эле учурда целлюлоза эфиринин полимерлөө даражасынын жогорулашы менен модификацияланган эритменин байланыш бекемдигинин өзгөрүшү: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

Бул жогорку HEMC мазмуну менен модификацияланган эритмеге көп сандагы тешикчелердин киргизилиши менен шартталган, натыйжада катууланган дененин көзөнөктүүлүгү жогорулайт, структуранын тыгыздыгы азаят жана байланыш бекемдигинин жай өсүшүнө алып келет. ;чыңалуу сынагында, сынык модификацияланган эритмеде пайда болду Ичинде, модификацияланган эритме менен субстраттын ортосундагы байланыш бетинде эч кандай сынык жок, бул модификацияланган эритме менен субстраттын ортосундагы байланыш бекемдиги катуулангандан жогору экенин көрсөтүп турат модификацияланган миномет.Бирок, HEMC көлөмү аз болгондо (0% ~ 0,4%), сууда эрүүчү HEMC молекулалары гидратталган цемент бөлүкчөлөрүн жаап, ороп, цемент бөлүкчөлөрүнүн ортосунда полимер пленкасын түзө алат, бул цементтин ийкемдүүлүгүн жана ийкемдүүлүгүн жогорулатат. өзгөртүлгөн миномет.Пластиктиги жана HEMC сууну мыкты кармагандыктан, модификацияланган эритме гидратация реакциясы үчүн жетиштүү сууга ээ, бул цементтин бекемдигинин өнүгүшүн камсыз кылат, ал эми модификацияланган цемент эритмесинин байланыш бекемдиги сызыктуу түрдө жогорулайт.

3.4 SEM

Целлюлоза эфири менен модификацияланган эритмеге чейинки жана андан кийинки SEM салыштыруу сүрөттөрүнөн, модификацияланбаган эритмедеги кристалл бүртүкчөлөрүнүн ортосундагы боштуктар салыштырмалуу чоң жана аз сандагы кристаллдар пайда болгонун көрүүгө болот.Модификацияланган эритмеде кристаллдар толук чоңоёт, целлюлоза эфиринин кошулушу эритменин сууну кармап туруу жөндөмүн жакшыртат, цемент толук гидратталган жана гидраттык продуктылар ачык-айкын болот.

Себеби, целлюлоза эфири эң сонун дисперстүүлүккө жана сууну кармап турууга ээ болгон атайын этерификация процесси менен иштетилген.Суу узак убакыттын ичинде акырындык менен бөлүнүп чыгат, кургатуу жана буулануу натыйжасында капиллярдык тешикчелерден бир аз гана суу чыгып кетет, ал эми суунун көпчүлүк бөлүгү цемент менен гидраттанып, модификацияланган цемент эритмесинин бекемдигин камсыз кылат.

4 Корутунду

а.HEMC мазмуну көбөйгөн сайын, ар кандай курактагы модификацияланган эритменин кысуу бекемдиги тынымсыз төмөндөйт, ал эми кыскартуу диапазону азайып, жалпак болууга умтулат;целлюлоза эфиринин мазмуну 0,8% дан жогору болгондо, 7d жана 28d 3d жаштагы бланк үлгүсүнүн кысуу күчү бош үлгүгө караганда төмөн, ал эми модификацияланган эритменин 3d жаштагы кысуу күчү дээрлик нөлгө барабар.Үлгү жеңил басканда үзүлөт, ичи азыраак тыгыздыктагы порошок болуп саналат.

б.Целлюлоза эфиринин бирдей өлчөмүн кошкондо, ар кандай илешкектүүлүктөгү целлюлоза эфиринин модификацияланган эритмесинин кысуу күчү төмөндөгүдөй өзгөрөт: HEMC20HEMC10>HEMC5.

в.Целлюлоза эфири менен модификацияланган эритменин ийилүүчү күчү HEMC курамынын көбөйүшү менен акырындык менен төмөндөйт.Модификацияланган эритменин ийилүү бекемдигинин өзгөрүүсү: HEMC5

г.Модификацияланган эритменин бириктирүү күчү HEMC курамынын көбөйүшү менен жогорулайт жана акырындык менен туруктуулукка ээ болот.Ошол эле учурда целлюлоза эфиринин полимерлөө даражасынын жогорулашы менен модификацияланган эритменин байланыш бекемдигинин өзгөрүшү: HEMC20>HEMC10>HEMC5.

д.Целлюлоза эфири цемент эритмесине аралашкандан кийин кристалл толук чоңоёт, кристалл бүртүкчөлөрүнүн ортосундагы тешикчелер кичирейет жана цемент толук гидратталган, бул цемент эритмесинин кысуу, ийилүү жана бириктирүү бекемдигин камсыз кылат.