تأثير الهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC على خواص ملاط ​​التفجير الآلي

مع التقدم المستمر للصناعة وتحسين التكنولوجيا، من خلال إدخال وتحسين آلات رش الملاط الأجنبية، تم تطوير تكنولوجيا الرش والتجصيص الميكانيكية بشكل كبير في بلدي في السنوات الأخيرة. يختلف ملاط ​​الرش الميكانيكي عن الملاط العادي، فهو يتطلب أداءً عاليًا في الاحتفاظ بالماء وسيولة مناسبة وأداء معين ضد الترهل. عادة، يتم إضافة هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز إلى الملاط، والذي يعتبر إيثر السليلوز (HPMC) هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. الوظائف الرئيسية لهيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز HPMC في الملاط هي: السماكة واللزوجة، وضبط الريولوجيا، وقدرة ممتازة على الاحتفاظ بالمياه. ومع ذلك، لا يمكن تجاهل أوجه القصور في HPMC. HPMC له تأثير حبس الهواء، والذي سوف يسبب المزيد من العيوب الداخلية ويقلل بشكل خطير من الخواص الميكانيكية للملاط. قامت شركة Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. بدراسة تأثير HPMC على معدل احتباس الماء والكثافة ومحتوى الهواء والخواص الميكانيكية للملاط من الجانب العياني، ودرست تأثير هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز HPMC على البنية L للملاط من الجانب المجهري. .

1. الاختبار

1.1 المواد الخام

الأسمنت: الأسمنت المتوفر تجاريًا P.0 42.5، تبلغ قوة الانحناء والضغط 28d 6.9 و48.2 ميجا باسكال على التوالي؛ الرمال: رمل نهر تشنغده الناعم، 40-100 شبكة؛ إيثر السليلوز: من إنتاج شركة Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز، مسحوق أبيض، لزوجة اسمية 40، 100، 150، 200 باسكال-ثانية؛ الماء: ماء الصنبور النظيف.

1.2 طريقة الاختبار

وفقًا لـ JGJ/T 105-2011 "لوائح البناء الخاصة بالرش والتجصيص الميكانيكي"، يبلغ قوام الملاط 80-120 مم، ومعدل احتباس الماء أكبر من 90%. في هذه التجربة تم ضبط نسبة الجير إلى الرمل بنسبة 1:5، وتم التحكم في القوام عند (93+2) ملم، وتم خلط أثير السليلوز خارجياً، وتم تحديد كمية الخلط على أساس كتلة الأسمنت. يتم اختبار الخصائص الأساسية للملاط مثل الكثافة الرطبة، ومحتوى الهواء، واحتباس الماء، والاتساق بالرجوع إلى JGJ 70-2009 "طرق اختبار الخصائص الأساسية لملاط البناء"، ويتم اختبار محتوى الهواء وحسابه وفقًا للكثافة. طريقة. تم إجراء اختبارات التحضير والانثناء والضغط للعينات طبقاً للمواصفة GB/T 17671-1999 "طرق اختبار قوة ملاط ​​رمل الأسمنت (طريقة ISO)". تم قياس قطر اليرقات بواسطة قياس مسامية الزئبق. كان نموذج مقياس المسامية الزئبقية هو AUTOPORE 9500، وكان نطاق القياس 5.5 نانومتر - 360 ميكرومتر. تم إجراء ما مجموعه 4 مجموعات من الاختبارات. كانت نسبة الأسمنت والرمل 1:5، وكانت لزوجة HPMC 100 Pa-s، والجرعة 0، 0.1%، 0.2%، 0.3% (الأرقام هي A، B، C، D على التوالي).

2. النتائج والتحليل

2.1 تأثير HPMC على معدل احتباس الماء في ملاط ​​الأسمنت

يشير احتباس الماء إلى قدرة الملاط على الاحتفاظ بالمياه. في الملاط الذي يتم رشه آليًا، يمكن أن تؤدي إضافة إيثر السليلوز إلى الاحتفاظ بالمياه بشكل فعال، وتقليل معدل النزيف، وتلبية متطلبات الترطيب الكامل للمواد القائمة على الأسمنت. تأثير HPMC على احتباس الماء في الملاط.

مع زيادة محتوى HPMC، يزيد معدل احتباس الماء في الملاط تدريجيًا. إن منحنيات إيثر هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز ذات اللزوجة 100 و150 و200 باسكال هي نفسها في الأساس. عندما يكون المحتوى 0.05%-0.15%، يزيد معدل احتباس الماء خطيًا، وعندما يكون المحتوى 0.15%، يكون معدل احتباس الماء أكبر من 93%. ; عندما تتجاوز كمية الحبيبات 0.20%، يصبح الاتجاه المتزايد لمعدل احتباس الماء ثابتًا، مما يشير إلى أن كمية HPMC قريبة من التشبع. منحنى التأثير لكمية HPMC بلزوجة 40 Pa.s على معدل احتباس الماء هو خط مستقيم تقريبًا. عندما تكون الكمية أكبر من 0.15%، فإن معدل احتباس الماء للملاط يكون أقل بكثير من الأنواع الثلاثة الأخرى من HPMC بنفس القدر من اللزوجة. من المعتقد عمومًا أن آلية احتباس الماء في إيثر السليلوز هي: مجموعة الهيدروكسيل الموجودة في جزيء إيثر السليلوز وذرة الأكسجين الموجودة في رابطة الأثير سوف ترتبط بجزيء الماء لتكوين رابطة هيدروجينية، بحيث يصبح الماء الحر ماءً مقيدًا وبالتالي يلعب تأثيرًا جيدًا على احتباس الماء؛ ويعتقد أيضًا أن الانتشار المتبادل بين جزيئات الماء والسلاسل الجزيئية لإيثر السليلوز يسمح لجزيئات الماء بالدخول إلى داخل السلاسل الجزيئية لإيثر السليلوز وتخضع لقوى ربط قوية، وبالتالي تحسين احتباس الماء في ملاط ​​الأسمنت. احتباس الماء الممتاز يمكن أن يحافظ على تجانس الملاط، وليس من السهل فصله، والحصول على أداء خلط جيد، مع تقليل التآكل الميكانيكي وزيادة عمر آلة رش الملاط.

2.2 تأثير هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز HPMC على كثافة ومحتوى الهواء في الملاط الأسمنتي

عندما تكون كمية HPMC 0-0.20%، تنخفض كثافة الملاط بشكل حاد مع زيادة كمية HPMC، من 2050 كجم/م3 إلى حوالي 1650 كجم/م3، وهو أقل بحوالي 20%؛ عندما تتجاوز كمية HPMC 0.20%، تنخفض الكثافة. في هدوء. مقارنة الأنواع الأربعة من HPMC ذات اللزوجة المختلفة، كلما زادت اللزوجة، انخفضت كثافة الملاط؛ تتداخل منحنيات الكثافة للملاط ذات اللزوجة المختلطة البالغة 150 و200 Pa.s HPMC بشكل أساسي، مما يشير إلى أنه مع استمرار زيادة لزوجة HPMC، لم تعد الكثافة تنخفض.

قانون التغير في محتوى الهواء في الملاط يتعارض مع تغير كثافة الملاط. عندما يكون محتوى هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز HPMC 0-0.20%، مع زيادة محتوى HPMC، فإن محتوى الهواء للملاط يزيد بشكل خطي تقريبًا؛ يتجاوز محتوى HPMC بعد 0.20%، بالكاد يتغير محتوى الهواء، مما يشير إلى أن تأثير احتجاز الهواء للملاط قريب من التشبع. إن تأثير حبس الهواء لـ HPMC بلزوجة 150 و200 Pa.s أكبر من تأثير HPMC بلزوجة 40 و100 Pa.s.

يتم تحديد تأثير الهواء لإثير السليلوز بشكل أساسي من خلال تركيبه الجزيئي. يحتوي إيثر السليلوز على مجموعات محبة للماء (هيدروكسيل، إيثر) ومجموعات كارهة للماء (ميثيل، حلقة الجلوكوز)، وهو مادة خافضة للتوتر السطحي. ، له نشاط سطحي، وبالتالي له تأثير حبس الهواء. من ناحية، يمكن أن يعمل الغاز المدخل كمحمل كروي في الملاط، مما يحسن أداء العمل للملاط، ويزيد الحجم، ويزيد الإنتاج، وهو أمر مفيد للشركة المصنعة. ولكن من ناحية أخرى، فإن تأثير حبس الهواء يزيد من محتوى الهواء في الملاط والمسامية بعد التصلب، مما يؤدي إلى زيادة المسام الضارة وتقليل الخواص الميكانيكية بشكل كبير. على الرغم من أن HPMC له تأثير معين على احتجاز الهواء، إلا أنه لا يمكن أن يحل محل عامل احتجاز الهواء. بالإضافة إلى ذلك، عند استخدام HPMC وعامل احتجاز الهواء في نفس الوقت، فقد يفشل عامل احتجاز الهواء.

2.3 تأثير HPMC على الخواص الميكانيكية لمونة الأسمنت

عندما تكون كمية HPMC 0.05% فقط، تنخفض قوة الانثناء للملاط بشكل ملحوظ، وهي أقل بحوالي 25% من العينة الفارغة بدون هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز HPMC، ويمكن أن تصل قوة الضغط إلى 65% فقط من العينة الفارغة - 80%. عندما تتجاوز كمية HPMC 0.20%، فإن الانخفاض في قوة الانثناء وقوة الضغط للملاط ليس واضحًا. لزوجة HPMC تأثير ضئيل على الخواص الميكانيكية للملاط. يقدم HPMC الكثير من فقاعات الهواء الصغيرة، ويزيد تأثير حبس الهواء على الملاط من المسامية الداخلية والمسام الضارة للملاط، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في قوة الضغط وقوة الانحناء. سبب آخر لانخفاض قوة الملاط هو تأثير احتباس الماء لإيثر السليلوز، الذي يحافظ على الماء في الملاط المتصلب، وتؤدي نسبة رابط الماء الكبيرة إلى انخفاض قوة كتلة الاختبار. بالنسبة لملاط البناء الميكانيكي، على الرغم من أن إيثر السليلوز يمكن أن يزيد بشكل كبير من معدل احتباس الماء للملاط وتحسين قابليته للتشغيل، إذا كانت الجرعة كبيرة جدًا، فإنها ستؤثر بشكل خطير على الخواص الميكانيكية للملاط، لذلك يجب وزن العلاقة بين الاثنين بشكل معقول.

مع زيادة محتوى هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC، أظهرت نسبة الطي للملاط اتجاهًا متزايدًا بشكل عام، والذي كان في الأساس علاقة خطية. وذلك لأن الأثير السليلوز المضاف يقدم عددًا كبيرًا من فقاعات الهواء، مما يسبب المزيد من العيوب داخل الملاط، كما تنخفض قوة الضغط لملاط الورد الموجه بشكل حاد، على الرغم من انخفاض قوة الانثناء أيضًا إلى حد ما؛ لكن إيثر السليولوز يمكن أن يحسن مرونة الملاط، وهو مفيد لقوة الانثناء، مما يجعل معدل الانخفاض يتباطأ. وبالنظر بشكل شامل، فإن التأثير المشترك للاثنين يؤدي إلى زيادة نسبة الطي.

2.4 تأثير HPMC على القطر L للمونة

من منحنى توزيع حجم المسام، وبيانات توزيع حجم المسام والمعلمات الإحصائية المختلفة لعينات AD، يمكن ملاحظة أن HPMC له تأثير كبير على بنية مسام ملاط ​​الأسمنت:

(1) بعد إضافة HPMC، يزداد حجم مسام ملاط ​​الأسمنت بشكل ملحوظ. على منحنى توزيع حجم المسام، تتحرك مساحة الصورة إلى اليمين، وتصبح قيمة المسام المقابلة لقيمة الذروة أكبر. بعد إضافة HPMC، يكون قطر المسام المتوسط ​​لملاط الأسمنت أكبر بكثير من العينة الفارغة، ويتم زيادة قطر المسام المتوسط ​​للعينة بجرعة 0.3% بمقدار أمرين من حيث الحجم مقارنة بالعينة الفارغة.

(2) تقسيم المسام في الخرسانة إلى أربعة أنواع، وهي المسام غير الضارة (≥20 نانومتر)، المسام الأقل ضرراً (20-100 نانومتر)، المسام الضارة (100-200 نانومتر) والمسام الضارة الكثيرة (≥200 نانومتر). يمكن أن نرى من الجدول 1 أن عدد الثقوب الضارة أو الثقوب الأقل ضررًا يقل بشكل كبير بعد إضافة HPMC، ويزداد عدد الثقوب الضارة أو الثقوب الأكثر ضررًا. المسام غير الضارة أو المسام الأقل ضررًا للعينات غير المخلوطة مع HPMC تبلغ حوالي 49.4%. بعد إضافة HPMC، يتم تقليل المسام غير الضارة أو المسام الأقل ضررًا بشكل كبير. بأخذ جرعة 0.1% كمثال، يتم تقليل المسام غير الضارة أو المسام الأقل ضررًا بحوالي 45%. %، زاد عدد الثقوب الضارة الأكبر من 10 ميكرون بنحو 9 مرات.

(3) لا يتبع قطر المسام المتوسط، ومتوسط ​​قطر المسام، وحجم المسام المحدد، ومساحة السطح المحددة قاعدة تغيير صارمة للغاية مع زيادة محتوى HPMC من هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز، والذي قد يكون مرتبطًا باختيار العينة في اختبار حقن الزئبق. المتعلقة بالتشتت الكبير. ولكن على العموم، يميل قطر المسام المتوسط ​​ومتوسط ​​قطر المسام وحجم المسام المحدد للعينة الممزوجة بـ HPMC إلى الزيادة مقارنة بالعينة الفارغة، بينما تنخفض مساحة السطح المحددة.