Hydroksipropyylimetyyliselluloosan HPMC:n vaikutus koneräjäytyslaastin ominaisuuksiin

Alan jatkuvan kehityksen ja tekniikan parantamisen myötä ulkomaisten laastinruiskutuskoneiden käyttöönoton ja parantamisen myötä mekaanista ruiskutus- ja rappaustekniikkaa on kehitetty maassani suuresti viime vuosina. Mekaaninen ruiskulaasti eroaa tavallisesta laastista, joka vaatii korkeaa vedenpidätyskykyä, sopivaa juoksevuutta ja tiettyä painumisenestokykyä. Yleensä laastiin lisätään hydroksipropyylimetyyliselluloosaa, josta eniten käytetty on selluloosaeetteri (HPMC). Hydroksipropyylimetyyliselluloosan HPMC:n päätehtävät laastissa ovat: sakeutus ja viskositeetti, reologian säätäminen ja erinomainen vedenpidätyskyky. HPMC:n puutteita ei kuitenkaan voida jättää huomiotta. HPMC:llä on ilmaa sitova vaikutus, joka aiheuttaa enemmän sisäisiä vikoja ja heikentää vakavasti laastin mekaanisia ominaisuuksia. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. tutki HPMC:n vaikutusta laastin vedenpidätysnopeuteen, tiheyteen, ilmapitoisuuteen ja mekaanisiin ominaisuuksiin makroskooppisesta näkökulmasta sekä hydroksipropyylimetyyliselluloosan HPMC:n vaikutusta laastin L-rakenteeseen. mikroskooppinen puoli. .

1. Testaa

1.1 Raaka-aineet

Sementti: kaupallisesti saatavilla P.0 42.5 sementti, sen 28d taivutus- ja puristuslujuudet ovat vastaavasti 6.9 ja 48.2 MPa; hiekka: Chengde hieno jokihiekka, 40-100 mesh; selluloosaeetteri: valmistaja Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. Hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetteri, valkoinen jauhe, nimellisviskositeetti 40, 100, 150, 200 Pa-s; vesi: puhdas vesijohtovesi.

1.2 Testausmenetelmä

JGJ/T 105-2011 "Mekaanisen ruiskutuksen ja rappauksen rakennusmääräykset" mukaan laastin sakeus on 80-120 mm ja vedenpidätyskyky yli 90 %. Tässä kokeessa kalkki-hiekkasuhteeksi asetettiin 1:5, sakeutta säädettiin (93+2) mm ja selluloosaeetteriä sekoitettiin ulkoisesti ja sekoitusmäärä perustui sementtimassaan. Laastin perusominaisuudet, kuten märkätiheys, ilmapitoisuus, vedenpidätyskyky ja sakeus testataan viitaten JGJ 70-2009 "Rakennuslaastin perusominaisuuksien testausmenetelmät" ja ilmapitoisuus testataan ja lasketaan tiheyden mukaan. menetelmä. Näytteiden valmistelu-, taivutus- ja puristuslujuuskokeet suoritettiin GB/T 17671-1999 "Menetelmät sementtilaastihiekan lujuuden testaamiseen (ISO-menetelmä)" mukaisesti. Toukkien halkaisija mitattiin elohopeaporosimetrialla. Elohopeahuokoisuusmittarin malli oli AUTOPORE 9500 ja mittausalue oli 5,5 nm-360 μm. Yhteensä suoritettiin 4 testisarjaa. Sementti-hiekkasuhde oli 1:5, HPMC:n viskositeetti oli 100 Pa-s ja annostus 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (luvut ovat vastaavasti A, B, C, D).

2. Tulokset ja analyysi

2.1 HPMC:n vaikutus sementtilaastin vedenpidätysnopeuteen

Vedenpidätyskyky viittaa laastin kykyyn pitää vettä. Koneella ruiskutetussa laastissa selluloosaeetterin lisääminen voi tehokkaasti pidättää vettä, vähentää vuotonopeutta ja täyttää sementtipohjaisten materiaalien täyden hydratoinnin vaatimukset. HPMC:n vaikutus laastin vedenpidätykseen.

HPMC-pitoisuuden kasvaessa laastin vedenpidätyskyky kasvaa vähitellen. Hydroksipropyylimetyyliselluloosaeetterin käyrät viskositeetilla 100, 150 ja 200 Pa.s ovat periaatteessa samat. Kun pitoisuus on 0,05 % - 0,15 %, vedenpidätysnopeus kasvaa lineaarisesti ja kun pitoisuus on 0,15 %, vedenpidätysaste on suurempi kuin 93 %. ; Kun rakeiden määrä ylittää 0,20 %, vedenpidätysasteen nousutrendi tasaantuu, mikä osoittaa, että HPMC:n määrä on lähellä kyllästymistä. HPMC:n määrän, jonka viskositeetti on 40 Pa.s, vaikutuskäyrä vedenpidätysnopeuteen on suunnilleen suora. Kun määrä on suurempi kuin 0,15 %, laastin vedenpidätysaste on huomattavasti pienempi kuin kolmen muun HPMC-tyypin, joilla on sama viskositeetti. Yleisesti uskotaan, että selluloosaeetterin vedenpidätysmekanismi on seuraava: selluloosaeetterimolekyylin hydroksyyliryhmä ja eetterisidoksen happiatomi yhdistyvät vesimolekyyliin muodostaen vetysidoksen, jolloin vapaasta vedestä tulee sitoutunutta vettä. , mikä toistaa hyvän vedenpidätysvaikutuksen; Uskotaan myös, että vesimolekyylien ja selluloosaeetterimolekyyliketjujen välinen diffuusio mahdollistaa vesimolekyylien pääsyn selluloosaeetterin makromolekyyliketjujen sisäpuolelle ja voimakkaiden sitomisvoimien kohteeksi, mikä parantaa sementtilietteen vedenpidätyskykyä. Erinomainen vedenpidätyskyky voi pitää laastin homogeenisena, sitä ei ole helppo erottaa ja saavuttaa hyvän sekoituskyvyn, samalla kun se vähentää mekaanista kulumista ja pidentää laastin ruiskutuskoneen käyttöikää.

2.2 Hydroksipropyylimetyyliselluloosan HPMC:n vaikutus sementtilaastin tiheyteen ja ilmapitoisuuteen

Kun HPMC:n määrä on 0-0,20 %, laastin tiheys pienenee jyrkästi HPMC:n määrän kasvaessa, 2050 kg/m3:sta noin 1650 kg/m3:iin, mikä on noin 20 % pienempi; kun HPMC:n määrä ylittää 0,20 %, tiheys pienenee. rauhassa. Vertaamalla neljää eri viskositeetilla omaavaa HPMC:tä, mitä korkeampi viskositeetti, sitä pienempi on laastin tiheys; laastien tiheyskäyrät, joiden sekoitettu viskositeetti on 150 ja 200 Pa.s HPMC, menevät periaatteessa päällekkäin, mikä osoittaa, että kun HPMC:n viskositeetti jatkaa kasvamistaan, tiheys ei enää laske.

Laastin ilmapitoisuuden muutoslaki on päinvastainen kuin laastin tiheyden muutos. Kun hydroksipropyylimetyyliselluloosan HPMC-pitoisuus on 0-0,20 % HPMC-pitoisuuden kasvaessa, laastin ilmapitoisuus kasvaa lähes lineaarisesti; HPMC-pitoisuus ylittää 0,20 % jälkeen ilmapitoisuus ei juuri muutu, mikä viittaa siihen, että laastin ilmaa sitova vaikutus on lähellä kyllästymistä. HPMC:n, jonka viskositeetti on 150 ja 200 Pa.s, ilmaa sitova vaikutus on suurempi kuin HPMC:n, jonka viskositeetti on 40 ja 100 Pa.s.

Selluloosaeetterin ilmaa kuljettava vaikutus määräytyy pääasiassa sen molekyylirakenteen perusteella. Selluloosaeetterissä on sekä hydrofiilisiä ryhmiä (hydroksyyli, eetteri) että hydrofobisia ryhmiä (metyyli, glukoosirengas), ja se on pinta-aktiivinen aine. , on pinta-aktiivista, joten sillä on ilmaa kuljettava vaikutus. Yhtäältä syötetty kaasu voi toimia laastin kuulalaakerina, parantaa laastin toimintakykyä, lisätä tilavuutta ja lisätä tehoa, mikä on hyödyllistä valmistajalle. Mutta toisaalta ilmaa kuljettava vaikutus lisää laastin ilmapitoisuutta ja huokoisuutta kovettumisen jälkeen, mikä lisää haitallisia huokosia ja heikentää huomattavasti mekaanisia ominaisuuksia. Vaikka HPMC:llä on tietty ilmaa kuljettava vaikutus, se ei voi korvata ilmaa kuljettavaa ainetta. Lisäksi, kun HPMC:tä ja ilmaa kuljettavaa ainetta käytetään samanaikaisesti, ilmaa kuljettava aine voi epäonnistua.

2.3 HPMC:n vaikutus sementtilaastin mekaanisiin ominaisuuksiin

Kun HPMC:n määrä on vain 0,05 %, laastin taivutuslujuus laskee merkittävästi, mikä on noin 25 % pienempi kuin nollanäytteellä ilman hydroksipropyylimetyyliselluloosaa HPMC:tä, ja puristuslujuus voi olla vain 65 % nollanäytteestä - 80 %. Kun HPMC:n määrä ylittää 0,20 %, laastin taivutuslujuuden ja puristuslujuuden heikkeneminen ei ole ilmeistä. HPMC:n viskositeetilla on vain vähän vaikutusta laastin mekaanisiin ominaisuuksiin. HPMC tuo mukanaan paljon pieniä ilmakuplia, ja laastin ilmaa kuljettava vaikutus lisää laastin sisäistä huokoisuutta ja haitallisia huokosia, minkä seurauksena puristuslujuus ja taivutuslujuus heikkenevät merkittävästi. Toinen syy laastin lujuuden heikkenemiseen on selluloosaeetterin vettä pidättävä vaikutus, joka pitää veden kovettuneessa laastissa ja suuri vesi-sideainesuhde johtaa koekappaleen lujuuden heikkenemiseen. Vaikka mekaanisen rakennuslaastin tapauksessa selluloosaeetteri voi merkittävästi lisätä laastin vedenpidätyskykyä ja parantaa sen työstettävyyttä, liian suuri annostus vaikuttaa vakavasti laastin mekaanisiin ominaisuuksiin, joten näiden kahden välinen suhde on punnittava kohtuullisesti.

Hydroksipropyylimetyyliselluloosan HPMC:n pitoisuuden kasvaessa laastin taittosuhde osoitti yleistä nousevaa trendiä, joka oli periaatteessa lineaarinen suhde. Tämä johtuu siitä, että lisätty selluloosaeetteri tuo mukanaan suuren määrän ilmakuplia, mikä aiheuttaa enemmän vikoja laastin sisällä, ja ohjausruusulaastin puristuslujuus laskee jyrkästi, vaikka myös taivutuslujuus pienenee jossain määrin; mutta selluloosaeetteri voi parantaa laastin joustavuutta. Se on hyödyllistä taivutuslujuudelle, mikä hidastaa laskunopeutta. Kokonaisvaltaisesti tarkasteltuna näiden kahden yhteisvaikutus johtaa taittosuhteen kasvuun.

2.4 HPMC:n vaikutus laastin L-halkaisijaan

Huokoskoon jakautumiskäyrästä, huokoskokojakaumatiedoista ja AD-näytteiden erilaisista tilastollisista parametreista voidaan nähdä, että HPMC:llä on suuri vaikutus sementtilaastin huokosrakenteeseen:

(1) HPMC:n lisäämisen jälkeen sementtilaastin huokoskoko kasvaa merkittävästi. Huokoskoon jakautumiskäyrällä kuvan pinta-ala siirtyy oikealle ja huippuarvoa vastaava huokosarvo kasvaa. HPMC:n lisäämisen jälkeen sementtilaastin mediaanihuokoshalkaisija on huomattavasti suurempi kuin nollanäytteen, ja näytteen huokosten mediaanihalkaisija 0,3 %:n annoksella kasvaa 2 suuruusluokkaa nollanäytteeseen verrattuna.

(2) Jaa betonin huokoset neljään tyyppiin, jotka ovat vaarattomat huokoset (≤20 nm), vähemmän haitalliset huokoset (20-100 nm), haitalliset huokoset (100-200 nm) ja monet haitalliset huokoset (≥200 nm). Taulukosta 1 voidaan nähdä, että vaarattomien tai vähemmän haitallisten reikien määrä vähenee merkittävästi HPMC:n lisäämisen jälkeen ja haitallisten reikien tai haitallisten reikien määrä lisääntyy. HPMC:hen sekoittamattomien näytteiden vaarattomat tai vähemmän haitalliset huokoset ovat noin 49,4 %. HPMC:n lisäämisen jälkeen vaarattomat tai vähemmän haitalliset huokoset vähenevät merkittävästi. Esimerkkinä 0,1 %:n annostus, vaarattomat tai vähemmän haitalliset huokoset vähenevät noin 45 %. %, yli 10um suurempien haitallisten reikien määrä kasvoi noin 9-kertaiseksi.

(3) Keskimääräinen huokoshalkaisija, keskimääräinen huokoshalkaisija, ominaishuokostilavuus ja ominaispinta-ala eivät noudata kovin tiukkaa muutossääntöä hydroksipropyylimetyyliselluloosan HPMC-pitoisuuden kasvaessa, mikä saattaa liittyä näytteen valintaan elohopean ruiskutustestissä. liittyvät suureen hajaantumiseen. Mutta kaiken kaikkiaan HPMC:hen sekoitetun näytteen mediaanihuokoshalkaisijalla, keskimääräisellä huokoshalkaisijalla ja ominaishuokostilavuudella on taipumus kasvaa verrattuna nollanäytteeseen, kun taas ominaispinta-ala pienenee.


Postitusaika: 03.04.2023