Уплыў гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ на ўласцівасці раствора для дробеструйнай апрацоўкі

У сувязі з бесперапынным прагрэсам галіны і ўдасканаленнем тэхналогій, укараненнем і ўдасканаленнем замежных машын для распылення раствора, тэхналогія механічнага напылення і тынкоўкі атрымала значнае развіццё ў маёй краіне за апошнія гады. Раствор для механічнага распылення адрозніваецца ад звычайнага раствора, які патрабуе высокай характарыстыкі ўтрымання вады, адпаведнай цякучасці і пэўных характарыстык супраць прасядання. Звычайна ў раствор дадаюць гидроксипропилметилцеллюлозу, з якіх найбольш шырока выкарыстоўваецца эфір цэлюлозы (HPMC). Асноўныя функцыі гідраксіпрапілметылцэлюлозы HPMC у ступцы: згушчэнне і глейкасць, рэгуляванне рэалогіі і выдатная здольнасць утрымліваць ваду. Аднак нельга не адзначыць і недахопы HPMC. HPMC валодае паветраўцягваючым эфектам, што прывядзе да большай колькасці ўнутраных дэфектаў і сур'ёзна пагоршыць механічныя ўласцівасці раствора. Кампанія Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. вывучала ўплыў ГПМЦ на хуткасць утрымання вады, шчыльнасць, утрыманне паветра і механічныя ўласцівасці раствора з макраскапічнага пункту гледжання, а таксама вывучала ўплыў гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ на L-структуру раствора з мікраскапічны аспект. .

1. Тэст

1.1 Сыравіна

Цэмент: камерцыйна даступны цэмент P.0 42,5, яго трываласць на выгіб і сціск 28d складае 6,9 і 48,2 МПа адпаведна; пясок: дробны рачны пясок Chengde, 40-100 меш; Эфір цэлюлозы: вырабляецца кампаніяй Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Эфір гідраксіпрапілметылцэлюлозы, белы парашок, намінальная глейкасць 40, 100, 150, 200 Па-с; вада: чыстая вада з крана.

1.2 Метад выпрабаванняў

У адпаведнасці з JGJ/T 105-2011 «Будаўнічыя нормы для механічнага напылення і тынкоўкі», кансістэнцыя раствора складае 80-120 мм, а паказчык водаўтрымання больш за 90%. У гэтым эксперыменце суадносіны вапны і пяску было ўстаноўлена роўным 1:5, кансістэнцыя кантралявалася на ўзроўні (93+2) мм, і эфір цэлюлозы быў дамешаны звонку, і колькасць сумесі была заснавана на масе цэменту. Асноўныя ўласцівасці раствора, такія як вільготная шчыльнасць, утрыманне паветра, утрыманне вады і кансістэнцыя, выпрабоўваюцца ў адпаведнасці з JGJ 70-2009 «Метады выпрабаванняў асноўных уласцівасцей будаўнічага раствора», а ўтрыманне паветра выпрабоўваецца і разлічваецца ў адпаведнасці з шчыльнасцю. метад. Падрыхтоўка, выпрабаванні на трываласць на выгіб і сціск узораў праводзіліся ў адпаведнасці з GB/T 17671-1999 «Метады выпрабаванняў на трываласць цэментавага раствора з пяском (метад ISO)». Дыяметр лічынак вымяралі метадам ртутнай паразіметрыі. Мадэль ртутнага паразіметра - AUTOPORE 9500, а дыяпазон вымярэнняў - 5,5 нм-360 мкм. Усяго было праведзена 4 серыі выпрабаванняў. Суадносіны цэменту і пяску складала 1:5, глейкасць ГПМЦ была 100 Па-с, а дазоўка 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (лічбы A, B, C, D адпаведна).

2. Вынікі і аналіз

2.1 Уплыў HPMC на каэфіцыент водаўтрымання цэментавага раствора

Водаўтрыманне адносіцца да здольнасці раствора ўтрымліваць ваду. Даданне эфіру цэлюлозы ў будаўнічы раствор з машынным распыленнем можа эфектыўна ўтрымліваць ваду, зніжаць хуткасць крывацёку і адпавядаць патрабаванням поўнай гідратацыі матэрыялаў на аснове цэменту. Уплыў HPMC на ўтрыманне вады ў растворы.

З павелічэннем утрымання HPMC хуткасць водаўтрымання раствора паступова павялічваецца. Крывыя эфіру гидроксипропилметилцеллюлозы з глейкасцю 100, 150 і 200 Па.с у асноўным аднолькавыя. Калі ўтрыманне складае 0,05% -0,15%, хуткасць затрымкі вады ўзрастае лінейна, а калі ўтрыманне складае 0,15%, хуткасць затрымкі вады перавышае 93%. ; Калі колькасць крупы перавышае 0,20%, тэндэнцыя павелічэння хуткасці ўтрымання вады становіцца роўнай, што сведчыць аб тым, што колькасць HPMC блізкая да насычэння. Крывая ўплыву колькасці ГПМЦ з глейкасцю 40 Па.с на хуткасць утрымання вады прыкладна прамая. Калі колькасць складае больш за 0,15%, каэфіцыент утрымання вады растворам значна ніжэйшы, чым у трох іншых відаў НРМС з такой жа велічынёй глейкасці. Звычайна лічыцца, што механізм утрымання вады ў эфіры цэлюлозы наступны: гідраксільная група на малекуле эфіру цэлюлозы і атам кіслароду на эфірнай сувязі будуць асацыявацца з малекулай вады, утвараючы вадародную сувязь, так што свабодная вада становіцца звязанай вадой , такім чынам, гуляючы добры эфект затрымкі вады; Лічыцца таксама, што ўзаемадыфузія паміж малекуламі вады і малекулярнымі ланцужкамі эфіру цэлюлозы дазваляе малекулам вады пранікаць унутр макрамалекулярных ланцужкоў эфіру цэлюлозы і падвяргацца моцным сілам звязвання, тым самым паляпшаючы ўтрыманне вады ў цэментавым растворы. Выдатнае ўтрыманне вады можа падтрымліваць раствор аднастайным, яго няпроста аддзяляць і атрымліваць добрую прадукцыйнасць змешвання, адначасова памяншаючы механічны знос і павялічваючы тэрмін службы машыны для распылення раствора.

2.2 Уплыў гидроксипропилметилцеллюлозы HPMC на шчыльнасць і ўтрыманне паветра ў цэментавым растворы

Калі колькасць HPMC складае 0-0,20%, шчыльнасць раствора рэзка памяншаецца з павелічэннем колькасці HPMC, з 2050 кг/м3 прыкладна да 1650 кг/м3, што прыкладна на 20% ніжэй; калі колькасць HPMC перавышае 0,20%, шчыльнасць памяншаецца. у спакоі. Параўноўваючы 4 віды HPMC з рознай глейкасцю, чым вышэй глейкасць, тым ніжэй шчыльнасць раствора; крывыя шчыльнасці будаўнічых раствораў са змешанай глейкасцю 150 і 200 Па.с ГПМЦ у асноўным перакрываюцца, што паказвае на тое, што, калі глейкасць ГПМЦ працягвае павялічвацца, шчыльнасць больш не памяншаецца.

Закон змены ўтрымання паветра ў растворы супрацьлеглы змене шчыльнасці раствора. Калі ўтрыманне гидроксипропилметилцеллюлозы HPMC складае 0-0,20%, з павелічэннем утрымання HPMC ўтрыманне паветра ў растворы павялічваецца амаль лінейна; утрыманне HPMC перавышае пасля 0,20% утрыманне паветра практычна не змяняецца, што сведчыць аб тым, што паветраўцягваючы эфект раствора блізкі да насычэння. Паветраўцягваючы эфект ГПМЦ з глейкасцю 150 і 200 Па.с большы, чым у ГПМЦ з глейкасцю 40 і 100 Па.с.

Паветраўцягваючы эфект эфіру цэлюлозы ў асноўным вызначаецца яго малекулярнай структурай. Эфір цэлюлозы мае як гідрафільныя групы (гідраксіл, эфір), так і гідрафобныя групы (метыл, кальцо глюкозы), і з'яўляецца павярхоўна-актыўным рэчывам. , валодае павярхоўнай актыўнасцю, такім чынам, аказваючы воздуховвлекательное дзеянне. З аднаго боку, уведзены газ можа дзейнічаць як шарыкападшыпнік у растворы, паляпшаючы працоўныя характарыстыкі раствора, павялічваючы аб'ём і павялічваючы выхад, што выгадна для вытворцы. Але з іншага боку, паветраўцягваючы эфект павялічвае ўтрыманне паветра ў растворы і сітаватасць пасля зацвярдзення, што прыводзіць да павелічэння шкодных пор і значнага зніжэння механічных уласцівасцяў. Нягледзячы на ​​тое, што ГПМЦ валодае пэўным паветраўцягваючым эфектам, ён не можа замяніць паветраўцягваючы агент. Акрамя таго, калі НРМС і паветраўцягваючы агент выкарыстоўваюцца адначасова, паветраўцягваючы агент можа выйсці з ладу.

2.3 Уплыў ГПМЦ на механічныя ўласцівасці цэментавага раствора

Калі колькасць ГПМЦ складае толькі 0,05%, трываласць раствора на выгіб значна зніжаецца, што прыкладна на 25% ніжэй, чым у пустога ўзору без гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ, а трываласць на сціск можа дасягаць толькі 65% ад пустога ўзору - 80 %. Калі колькасць HPMC перавышае 0,20%, зніжэнне трываласці на выгіб і трываласць на сціск раствора не з'яўляецца відавочным. Глейкасць HPMC мала ўплывае на механічныя ўласцівасці раствора. HPMC уводзіць мноства дробных бурбалак паветра, а паветраўцягваючы эфект на раствор павялічвае ўнутраную сітаватасць і шкодныя пары раствора, што прыводзіць да значнага зніжэння трываласці на сціск і трываласць на выгіб. Яшчэ адной прычынай зніжэння трываласці раствора з'яўляецца водаўтрымлівальны эфект эфіру цэлюлозы, які ўтрымлівае ваду ў зацвярдзелым растворы, а вялікае суадносіны вада-звязальнае прыводзіць да зніжэння трываласці тэставага блока. У выпадку з механічным будаўнічым растворам, хоць эфір цэлюлозы можа значна павялічыць каэфіцыент утрымання вады ў растворы і палепшыць яго працаздольнасць, занадта вялікая дазоўка сур'ёзна паўплывае на механічныя ўласцівасці раствора, таму ўзаемасувязь паміж імі павінна быць разумна ўзважана.

З павелічэннем утрымання гідраксіпрапілметылцэлюлозы HPMC каэфіцыент згортвання раствора дэманстраваў агульную тэндэнцыю да павелічэння, якая была ў асноўным лінейнай залежнасцю. Гэта тлумачыцца тым, што дададзены эфір цэлюлозы ўводзіць вялікую колькасць бурбалак паветра, што выклікае больш дэфектаў у растворы, і трываласць на сціск цэлюлознага раствора рэзка зніжаецца, хоць трываласць на выгіб таксама ў пэўнай ступені зніжаецца; але эфір цэлюлозы можа палепшыць гнуткасць раствора, гэта спрыяльна для трываласці на выгіб, што робіць хуткасць зніжэння запавольвацца. Разглядаючы комплексна, сумесны эфект абодвух прыводзіць да павелічэння каэфіцыента згортвання.

2.4 Уплыў HPMC на дыяметр L раствора

З крывой размеркавання пор па памерах, даных размеркавання пор па памерах і розных статыстычных параметраў узораў AD відаць, што ГПМЦ аказвае вялікі ўплыў на структуру пор цэментавага раствора:

(1) Пасля дадання HPMC памер пор цэментавага раствора значна павялічваецца. На крывой размеркавання пор па памерах вобласць выявы перамяшчаецца ўправа, і значэнне пары, якое адпавядае пікавым значэнні, становіцца большым. Пасля дадання ГПМЦ сярэдні дыяметр пор цэментавага раствора значна большы, чым у пустога ўзору, а сярэдні дыяметр пор узору з дазоўкай 0,3% павялічваецца на 2 парадкі ў параўнанні з пустым узорам.

(2) Падзяліце пары ў бетоне на чатыры тыпу, а менавіта бясшкодныя пары (≤20 нм), менш шкодныя пары (20-100 нм), шкодныя пары (100-200 нм) і шмат шкодных пор (≥200 нм). З табліцы 1 відаць, што колькасць бясшкодных або менш шкодных адтулін значна памяншаецца пасля дадання HPMC, а колькасць шкодных або больш шкодных адтулін павялічваецца. Бясшкодныя пары або менш шкодныя пары ўзораў, не змешаных з HPMC, складаюць каля 49,4%. Пасля дадання HPMC бясшкодныя або менш шкодныя пары значна памяншаюцца. Прымаючы ў якасці прыкладу дозу 0,1%, бясшкодныя або менш шкодныя пары памяншаюцца прыкладна на 45%. %, колькасць шкодных адтулін памерам больш за 10 мкм павялічылася прыкладна ў 9 разоў.

(3) Сярэдні дыяметр пор, сярэдні дыяметр пор, удзельны аб'ём пор і ўдзельная плошча паверхні не адпавядаюць вельмі строгаму правілу змены з павелічэннем утрымання гідраксіпрапілметылцэлюлозы ГПМЦ, што можа быць звязана з адборам узораў у тэсце з ін'екцыяй ртуці. звязаны з вялікай дысперсіяй. Але ў цэлым сярэдні дыяметр пор, сярэдні дыяметр пор і ўдзельны аб'ём пор узору, змешанага з HPMC, маюць тэндэнцыю да павелічэння ў параўнанні з пустым узорам, у той час як удзельная плошча паверхні памяншаецца.


Час публікацыі: 3 красавіка 2023 г