Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլ ցելյուլոզային HPMC-ի ազդեցությունը մեքենաների պայթեցման շաղախի հատկությունների վրա

Արդյունաբերության շարունակական առաջընթացով և տեխնոլոգիաների կատարելագործմամբ, օտարերկրյա շաղախների սրսկիչ մեքենաների ներդրման և կատարելագործման միջոցով, վերջին տարիներին իմ երկրում մեծապես զարգացել է մեխանիկական ցողման և սվաղման տեխնոլոգիան: Մեխանիկական ցողման շաղախը տարբերվում է սովորական շաղախից, որը պահանջում է ջրի պահպանման բարձր կատարողականություն, հարմար հեղուկություն և որոշակի հակակախվածություն: Սովորաբար շաղախին ավելացնում են հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզա, որից ամենաշատը կիրառվում է ցելյուլոզային Եթերը (HPMC): Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային HPMC-ի հիմնական գործառույթներն են հավանգում. Այնուամենայնիվ, HPMC-ի թերությունները չեն կարող անտեսվել: HPMC-ն ունի օդափոխիչ ազդեցություն, որն ավելի շատ ներքին թերություններ կառաջացնի և լրջորեն կնվազեցնի շաղախի մեխանիկական հատկությունները: Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd.-ն ուսումնասիրել է HPMC-ի ազդեցությունը ջրի պահպանման արագության, խտության, օդի պարունակության և շաղախի մեխանիկական հատկությունների վրա մակրոսկոպիկ տեսանկյունից և ուսումնասիրել է հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզային HPMC-ի ազդեցությունը շաղախի L կառուցվածքի վրա։ մանրադիտակային կողմը. .

1. Թեստ

1.1 Հումք

Ցեմենտ. առևտրային հասանելի P.0 42.5 ցեմենտ, նրա 28d ճկման և սեղմման ուժերը համապատասխանաբար 6.9 և 48.2 ՄՊա են; ավազ՝ Չենդե նուրբ գետի ավազ, 40-100 ցանց; Ցելյուլոզային եթեր. արտադրված է Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային եթեր, սպիտակ փոշի, անվանական մածուցիկություն 40, 100, 150, 200 Pa-s; ջուր՝ մաքուր ծորակից:

1.2 Փորձարկման մեթոդ

Համաձայն JGJ/T 105-2011 «Մեխանիկական ցողման և սվաղման շինարարական կանոնակարգի», շաղախի հետևողականությունը 80-120 մմ է, իսկ ջրի պահպանման գործակիցը 90%-ից ավելի է: Այս փորձի ժամանակ կրաքարի-ավազի հարաբերակցությունը սահմանվել է 1:5, հետևողականությունը վերահսկվել է (93+2) մմ, իսկ բջջանյութի եթերը խառնվել է արտաքինից, և խառնման քանակությունը հիմնվել է ցեմենտի զանգվածի վրա: Շաղախի հիմնական հատկությունները, ինչպիսիք են թաց խտությունը, օդի պարունակությունը, ջրի պահպանումը և հետևողականությունը, փորձարկվում են JGJ 70-2009 «Շենքի շաղախի հիմնական հատկությունների փորձարկման մեթոդները» հղումով, և օդի պարունակությունը փորձարկվում և հաշվարկվում է ըստ խտության: մեթոդ. Փորձանմուշների պատրաստման, ճկման և սեղմման ուժի փորձարկումներն իրականացվել են ըստ GB/T 17671-1999 «Ցեմենտային հավանգ ավազի ամրության փորձարկման մեթոդներ (ISO մեթոդ)»: Թրթուրների տրամագիծը չափվել է սնդիկի ծակոտկենաչափությամբ: Սնդիկի ծակոտկենաչափի մոդելը եղել է AUTOPORE 9500, իսկ չափման միջակայքը՝ 5,5 նմ-360 մկմ: Ընդհանուր առմամբ իրականացվել է թեստերի 4 հավաքածու։ Ցեմենտ-ավազ հարաբերակցությունը եղել է 1:5, HPMC-ի մածուցիկությունը՝ 100 Pa-s, իսկ դեղաչափը՝ 0, 0,1%, 0,2%, 0,3% (համապատասխանաբար՝ A, B, C, D):

2. Արդյունքներ և վերլուծություն

2.1 HPMC-ի ազդեցությունը ցեմենտի շաղախի ջրի պահպանման արագության վրա

Ջրի պահպանումը վերաբերում է շաղախի ջուրը պահելու ունակությանը: Մեքենայով ցողված շաղախի մեջ ցելյուլոզային եթերի ավելացումը կարող է արդյունավետորեն պահպանել ջուրը, նվազեցնել արյունահոսության արագությունը և բավարարել ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի լիարժեք խոնավացման պահանջները: HPMC-ի ազդեցությունը շաղախի ջրի պահպանման վրա:

HPMC-ի պարունակության աճով աստիճանաբար ավելանում է շաղախի ջրի պահպանման գործակիցը: 100, 150 և 200 Պա մածուցիկությամբ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային եթերի կորերը հիմնականում նույնն են: Երբ պարունակությունը կազմում է 0,05%-0,15%, ջրի պահպանման գործակիցը գծային աճում է, իսկ երբ պարունակությունը 0,15% է, ջրի պահպանման գործակիցը 93%-ից մեծ է: ; Երբ ցորենի քանակությունը գերազանցում է 0.20%-ը, ջրի պահպանման մակարդակի աճի միտումը դառնում է հարթ, ինչը ցույց է տալիս, որ HPMC-ի քանակը մոտ է հագեցվածությանը: 40 Պա մածուցիկությամբ HPMC-ի քանակի ազդեցության կորը ջրի պահպանման արագության վրա մոտավորապես ուղիղ գիծ է: Երբ քանակությունը 0,15%-ից ավելի է, շաղախի ջրի պահպանման արագությունը զգալիորեն ցածր է, քան նույն քանակությամբ մածուցիկությամբ HPMC-ի մյուս երեք տեսակների: Ընդհանրապես ենթադրվում է, որ ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման մեխանիզմը հետևյալն է. ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլի հիդրօքսիլ խումբը և եթերային կապի վրա թթվածնի ատոմը կապվելու են ջրի մոլեկուլի հետ՝ ձևավորելով ջրածնային կապ, այնպես որ ազատ ջուրը դառնում է կապված ջուր։ , այդպիսով խաղալով ջրի պահպանման լավ ազդեցություն; Ենթադրվում է նաև, որ ջրի մոլեկուլների և ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլային շղթաների միջև միջտարածումը թույլ է տալիս ջրի մոլեկուլներին մտնել բջջանյութի եթերի մակրոմոլեկուլային շղթաների ներս և ենթարկվել ուժեղ կապող ուժերի՝ դրանով իսկ բարելավելով ցեմենտի ցեխի ջրի պահպանումը: Գերազանց ջրի պահպանումը կարող է պահել հավանգը միատարր, հեշտ չէ առանձնացնել, և ձեռք բերել լավ խառնման արդյունավետություն՝ միաժամանակ նվազեցնելով մեխանիկական մաշվածությունը և մեծացնելով շաղախ ցողող մեքենայի կյանքը:

2.2 Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային HPMC-ի ազդեցությունը ցեմենտի շաղախի խտության և օդի պարունակության վրա

Երբ HPMC-ի քանակը կազմում է 0-0,20%, շաղախի խտությունը կտրուկ նվազում է HPMC-ի քանակի ավելացման հետ՝ 2050 կգ/մ3-ից մինչև մոտ 1650կգ/մ3, ինչը մոտ 20%-ով ցածր է; երբ HPMC-ի քանակը գերազանցում է 0,20%-ը, խտությունը նվազում է։ հանգիստ վիճակում. Համեմատելով HPMC-ի 4 տեսակները տարբեր մածուցիկությամբ, որքան բարձր է մածուցիկությունը, այնքան ցածր է շաղախի խտությունը. 150 և 200 Pa.s HPMC խառը մածուցիկությամբ շաղախների խտության կորերը հիմնականում համընկնում են, ինչը ցույց է տալիս, որ քանի որ HPMC-ի մածուցիկությունը շարունակում է աճել, խտությունն այլևս չի նվազում:

Շաղախի օդի պարունակության փոփոխության օրենքը հակադրվում է շաղախի խտության փոփոխությանը: Երբ հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզային HPMC-ի պարունակությունը կազմում է 0-0,20%, HPMC-ի պարունակության աճով, շաղախի օդի պարունակությունը մեծանում է գրեթե գծային; HPMC-ի պարունակությունը գերազանցում է 0.20%-ից հետո օդի պարունակությունը գրեթե չի փոխվում, ինչը ցույց է տալիս, որ շաղախի օդատար ազդեցությունը մոտ է հագեցվածությանը: 150 և 200 Pa.s մածուցիկությամբ HPMC-ի օդային ազդեցությունը ավելի մեծ է, քան 40 և 100 Pa.s մածուցիկությամբ HPMC-ի ազդեցությունը:

Ցելյուլոզային եթերի օդը ներթափանցող ազդեցությունը հիմնականում որոշվում է նրա մոլեկուլային կառուցվածքով։ Ցելյուլոզային եթերն ունի և՛ հիդրոֆիլ խմբեր (հիդրօքսիլ, եթեր), և՛ հիդրոֆոբ խմբեր (մեթիլ, գլյուկոզային օղակ), և հանդիսանում է մակերեսային ակտիվ նյութ։ , ունի մակերեւութային ակտիվություն՝ այդպիսով ունենալով օդափոխիչ ազդեցություն։ Մի կողմից, ներմուծված գազը կարող է հավանգում հանդես գալ որպես գնդիկավոր առանցքակալ, բարելավել շաղախի աշխատանքային կատարումը, մեծացնել ծավալը և մեծացնել ելքը, ինչը ձեռնտու է արտադրողին: Բայց մյուս կողմից, օդափոխիչ ազդեցությունը մեծացնում է շաղախի օդի պարունակությունը և կարծրացումից հետո ծակոտկենությունը, ինչը հանգեցնում է վնասակար ծակոտիների ավելացմանը և մեծապես նվազեցնում է մեխանիկական հատկությունները: Թեև HPMC-ն ունի որոշակի օդափոխիչ ազդեցություն, այն չի կարող փոխարինել օդը ներթափանցող նյութին: Բացի այդ, երբ HPMC-ն և օդը ներթափանցող նյութը օգտագործվում են միաժամանակ, օդը ներթափանցող նյութը կարող է ձախողվել:

2.3 HPMC-ի ազդեցությունը ցեմենտի շաղախի մեխանիկական հատկությունների վրա

Երբ HPMC-ի քանակությունը կազմում է ընդամենը 0,05%, շաղախի ճկման ուժը զգալիորեն նվազում է, ինչը մոտ 25%-ով ցածր է առանց հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզային HPMC-ի դատարկ նմուշի, իսկ սեղմման ուժը կարող է հասնել միայն դատարկ նմուշի 65%-ին. 80%: Երբ HPMC-ի քանակը գերազանցում է 0,20%-ը, շաղախի ճկման ամրության և սեղմման ուժի նվազումն ակնհայտ չէ։ HPMC-ի մածուցիկությունը քիչ ազդեցություն ունի շաղախի մեխանիկական հատկությունների վրա: HPMC-ն ներմուծում է շատ փոքր օդային պղպջակներ, և շաղախի վրա օդ ներթափանցող ազդեցությունը մեծացնում է շաղախի ներքին ծակոտկենությունը և վնասակար ծակոտիները, ինչը հանգեցնում է սեղմման ուժի և ճկման ուժի զգալի նվազմանը: Շաղախի ամրության նվազման մեկ այլ պատճառ է ցելյուլոզային եթերի ջրի պահպանման ազդեցությունը, որը ջուրը պահում է կարծրացած շաղախի մեջ, իսկ ջրի կապող մեծ հարաբերակցությունը հանգեցնում է փորձարկման բլոկի ամրության նվազմանը: Մեխանիկական շինարարական շաղախի համար, չնայած ցելյուլոզային եթերը կարող է զգալիորեն մեծացնել շաղախի ջրի պահպանման արագությունը և բարելավել դրա աշխատունակությունը, եթե դեղաչափը չափազանց մեծ է, դա լրջորեն կազդի շաղախի մեխանիկական հատկությունների վրա, ուստի երկուսի միջև հարաբերությունները պետք է ողջամտորեն կշռվեն:

Հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզային HPMC-ի պարունակության աճով շաղախի ծալովի հարաբերակցությունը ցույց տվեց ընդհանուր աճի միտում, որը հիմնականում գծային հարաբերություն էր: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ավելացված ցելյուլոզային եթերը ներմուծում է մեծ քանակությամբ օդային փուչիկներ, որոնք ավելի շատ թերություններ են առաջացնում շաղախի ներսում, և ուղղորդող վարդաշաղախի սեղմման ուժը կտրուկ նվազում է, չնայած ճկման ուժը նույնպես որոշակիորեն նվազում է. բայց ցելյուլոզային եթերը կարող է բարելավել շաղախի ճկունությունը, այն օգտակար է ճկման ուժի համար, ինչը դանդաղեցնում է նվազման արագությունը: Հաշվի առնելով համակողմանիորեն, երկուսի համակցված ազդեցությունը հանգեցնում է ծալովի հարաբերակցության աճին:

2.4 HPMC-ի ազդեցությունը շաղախի L տրամագծի վրա

Ծակոտիների չափի բաշխման կորից, ծակոտիների չափի բաշխման տվյալներից և AD նմուշների վիճակագրական տարբեր պարամետրերից կարելի է տեսնել, որ HPMC-ն մեծ ազդեցություն ունի ցեմենտի շաղախի ծակոտի կառուցվածքի վրա.

(1) HPMC-ի ավելացումից հետո ցեմենտի հավանգի ծակոտի չափը զգալիորեն մեծանում է: Ծակոտիների չափի բաշխման կորի վրա պատկերի տարածքը շարժվում է դեպի աջ, իսկ գագաթնակետին համապատասխանող ծակոտի արժեքը մեծանում է: HPMC-ն ավելացնելուց հետո ցեմենտի շաղախի միջնադարյան ծակոտի տրամագիծը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան դատարկ նմուշինը, իսկ 0,3% դեղաչափով նմուշի միջին ծակոտի տրամագիծը դատարկ նմուշի համեմատ ավելացել է 2 կարգով:

(2) Բետոնի ծակոտիները բաժանեք չորս տեսակի՝ անվնաս ծակոտիներ (≤20 նմ), պակաս վնասակար ծակոտիներ (20-100 նմ), վնասակար ծակոտիներ (100-200 նմ) ​​և բազմաթիվ վնասակար ծակոտիներ (≥200 նմ): Աղյուսակ 1-ից երևում է, որ HPMC ավելացնելուց հետո անվնաս անցքերի կամ ավելի քիչ վնասակար անցքերի թիվը զգալիորեն կրճատվում է, և ավելանում է վնասակար անցքերի կամ ավելի վնասակար անցքերի թիվը: HPMC-ի հետ չխառնված նմուշների անվնաս ծակոտիները կամ պակաս վնասակար ծակոտիները կազմում են մոտ 49,4%: HPMC ավելացնելուց հետո անվնաս ծակոտիները կամ ավելի քիչ վնասակար ծակոտիները զգալիորեն կրճատվում են: Որպես օրինակ վերցնելով 0,1% չափաբաժինը, անվնաս ծակոտիները կամ ավելի քիչ վնասակար ծակոտիները կրճատվում են մոտ 45%-ով: %, 10um-ից մեծ վնասակար անցքերի թիվն աճել է մոտ 9 անգամ։

(3) Միջին ծակոտիների տրամագիծը, ծակոտիների միջին տրամագիծը, հատուկ ծակոտի ծավալը և հատուկ մակերեսի մակերեսը չեն հետևում շատ խիստ փոփոխության կանոնին՝ հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային HPMC-ի պարունակության ավելացման հետ, որը կարող է կապված լինել սնդիկի ներարկման թեստի նմուշի ընտրության հետ: կապված մեծ դիսպերսիայի հետ։ Բայց ընդհանուր առմամբ, HPMC-ի հետ խառնված նմուշի միջին ծակոտի տրամագիծը, ծակոտիների միջին տրամագիծը և հատուկ ծակոտի ծավալը հակված են աճել դատարկ նմուշի համեմատ, մինչդեռ հատուկ մակերեսի մակերեսը նվազում է: