हायड्रोक्सीप्रोपील मिथाइल सेल्युलोज एचपीएमसीचा मशीन ब्लास्टिंग मोर्टारच्या गुणधर्मांवर प्रभाव

उद्योगाच्या निरंतर प्रगतीसह आणि तंत्रज्ञानाच्या सुधारणेसह, परदेशी तोफ फवारणी यंत्रांच्या परिचय आणि सुधारणांद्वारे, यांत्रिक फवारणी आणि प्लास्टरिंग तंत्रज्ञान अलिकडच्या वर्षांत माझ्या देशात मोठ्या प्रमाणात विकसित झाले आहे. यांत्रिक फवारणी मोर्टार सामान्य मोर्टारपेक्षा भिन्न आहे, ज्यासाठी उच्च पाणी धरून ठेवण्याची कार्यक्षमता, योग्य तरलता आणि विशिष्ट अँटी-सॅगिंग कार्यक्षमता आवश्यक आहे. सामान्यतः, हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज मोर्टारमध्ये जोडले जाते, ज्यापैकी सेल्युलोज इथर (एचपीएमसी) सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. मोर्टारमधील हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज एचपीएमसीची मुख्य कार्ये आहेत: घट्ट करणे आणि चिकट करणे, रीओलॉजी समायोजित करणे आणि उत्कृष्ट पाणी धारणा क्षमता. मात्र, एचपीएमसीच्या त्रुटींकडे दुर्लक्ष करता येणार नाही. एचपीएमसीचा वायु-प्रवेश प्रभाव असतो, ज्यामुळे अधिक अंतर्गत दोष निर्माण होतात आणि मोर्टारचे यांत्रिक गुणधर्म गंभीरपणे कमी होतात. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. ने मॅक्रोस्कोपिक दृष्टीकोनातून पाणी धरून ठेवण्याचा दर, घनता, हवेतील सामग्री आणि मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर HPMC च्या प्रभावाचा अभ्यास केला आणि मोर्टारच्या L संरचनेवर HPMC च्या प्रभावाचा अभ्यास केला. सूक्ष्म पैलू. .

1. चाचणी

1.1 कच्चा माल

सिमेंट: व्यावसायिकरित्या उपलब्ध P.0 42.5 सिमेंट, त्याची 28d लवचिक आणि संकुचित शक्ती अनुक्रमे 6.9 आणि 48.2 MPa आहेत; वाळू: चेंगडे बारीक नदी वाळू, 40-100 जाळी; सेल्युलोज इथर: शेडोंग चेनबँग फाइन केमिकल कंपनी, लिमिटेड द्वारा उत्पादित. हायड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज इथर, पांढरी पावडर, नाममात्र स्निग्धता 40, 100, 150, 200 Pa-s; पाणी: स्वच्छ नळाचे पाणी.

1.2 चाचणी पद्धत

JGJ/T 105-2011 "यांत्रिक फवारणी आणि प्लास्टरिंगसाठी बांधकाम नियमावली" नुसार, मोर्टारची सुसंगतता 80-120 मिमी आहे आणि पाणी धारणा दर 90% पेक्षा जास्त आहे. या प्रयोगात, चुना-वाळूचे गुणोत्तर 1:5 वर सेट केले गेले, सातत्य (93+2) मिमीवर नियंत्रित केले गेले आणि सेल्युलोज इथर बाहेरून मिसळले गेले आणि मिश्रणाची रक्कम सिमेंटच्या वस्तुमानावर आधारित होती. मोर्टारचे मूलभूत गुणधर्म जसे की ओले घनता, हवेचे प्रमाण, पाणी धारणा आणि सुसंगतता JGJ 70-2009 "बिल्डिंग मोर्टारच्या मूलभूत गुणधर्मांसाठी चाचणी पद्धती" च्या संदर्भात तपासली जाते आणि हवेतील सामग्रीची चाचणी केली जाते आणि घनतेनुसार गणना केली जाते. पद्धत GB/T 17671-1999 “सिमेंट मोर्टार वाळूची ताकद चाचणी करण्याच्या पद्धती (ISO पद्धत)” नुसार नमुन्यांची तयारी, लवचिक आणि संकुचित शक्ती चाचण्या केल्या गेल्या. अळ्यांचा व्यास पारा पोरोसिमेट्रीने मोजला गेला. पारा पोरोसिमीटरचे मॉडेल AUTOPORE 9500 होते आणि मापन श्रेणी 5.5 nm-360 μm होती. एकूण 4 चाचण्या घेण्यात आल्या. सिमेंट-वाळूचे प्रमाण 1:5 होते, HPMC ची चिकटपणा 100 Pa-s आणि डोस 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (क्रमशः A, B, C, D आहेत).

2. परिणाम आणि विश्लेषण

2.1 सिमेंट मोर्टारच्या पाणी धारणा दरावर HPMC चा प्रभाव

पाणी धारणा म्हणजे पाणी धरून ठेवण्याची मोर्टारची क्षमता. मशीन स्प्रे केलेल्या मोर्टारमध्ये, सेल्युलोज इथर जोडल्याने पाणी प्रभावीपणे टिकवून ठेवता येते, रक्तस्त्राव दर कमी होतो आणि सिमेंट-आधारित सामग्रीच्या पूर्ण हायड्रेशनची आवश्यकता पूर्ण होते. मोर्टारच्या पाणी धारणावर HPMC चा प्रभाव.

HPMC सामग्रीच्या वाढीसह, मोर्टारचे पाणी धरून ठेवण्याचे प्रमाण हळूहळू वाढते. 100, 150 आणि 200 Pa.s च्या स्निग्धता असलेल्या हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज इथरचे वक्र मुळात समान आहेत. जेव्हा सामग्री 0.05%-0.15% असते, तेव्हा पाणी धारणा दर रेखीय वाढतो आणि जेव्हा सामग्री 0.15% असते तेव्हा पाणी धारणा दर 93% पेक्षा जास्त असतो. ; जेव्हा ग्रिटचे प्रमाण 0.20% पेक्षा जास्त होते, तेव्हा पाणी धारणा दराचा वाढता कल सपाट होतो, हे दर्शविते की HPMC चे प्रमाण संपृक्ततेच्या जवळ आहे. पाणी धरून ठेवण्याच्या दरावर 40 Pa.s च्या चिकटपणासह HPMC च्या प्रमाणाचा प्रभाव वक्र अंदाजे सरळ रेषा आहे. जेव्हा हे प्रमाण 0.15% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा मोर्टारचा पाणी धरून ठेवण्याचा दर समान प्रमाणात चिकटपणासह इतर तीन प्रकारच्या HPMC पेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी असतो. सामान्यतः असे मानले जाते की सेल्युलोज इथरची पाणी धारणा यंत्रणा आहे: सेल्युलोज इथर रेणूवरील हायड्रॉक्सिल गट आणि इथर बाँडवरील ऑक्सिजन अणू पाण्याच्या रेणूशी हायड्रोजन बंध तयार करतील, ज्यामुळे मुक्त पाणी बद्ध पाणी बनते. , अशा प्रकारे एक चांगला पाणी धारणा प्रभाव खेळत आहे; असेही मानले जाते की पाण्याचे रेणू आणि सेल्युलोज इथर आण्विक साखळी यांच्यातील आंतरप्रसरणामुळे पाण्याचे रेणू सेल्युलोज इथर मॅक्रोमोलेक्युलर साखळ्यांच्या आतील भागात प्रवेश करू शकतात आणि मजबूत बंधनकारक शक्तींच्या अधीन आहेत, ज्यामुळे सिमेंट स्लरीचे पाणी धारणा सुधारते. उत्कृष्ट पाणी धारणा मोर्टारला एकसंध ठेवू शकते, वेगळे करणे सोपे नाही आणि मिक्सिंगचे चांगले कार्यप्रदर्शन प्राप्त करू शकते, तसेच यांत्रिक पोशाख कमी करते आणि मोर्टार फवारणी मशीनचे आयुष्य वाढवते.

2.2 सिमेंट मोर्टारच्या घनतेवर आणि हवेच्या सामग्रीवर हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज एचपीएमसीचा प्रभाव

जेव्हा HPMC ची मात्रा 0-0.20% असते, तेव्हा HPMC च्या प्रमाणाच्या वाढीसह मोर्टारची घनता झपाट्याने कमी होते, 2050 kg/m3 वरून सुमारे 1650kg/m3 पर्यंत, जे सुमारे 20% कमी आहे; जेव्हा HPMC चे प्रमाण 0.20% पेक्षा जास्त होते, तेव्हा घनता कमी होते. शांततेत. 4 प्रकारच्या HPMC ची वेगवेगळ्या स्निग्धतांसोबत तुलना करताना, स्निग्धता जितकी जास्त तितकी मोर्टारची घनता कमी; 150 आणि 200 Pa.s HPMC च्या मिश्रित स्निग्धतेसह मोर्टारचे घनता वक्र मुळात ओव्हरलॅप होतात, हे दर्शविते की HPMC ची चिकटपणा वाढत असताना, घनता कमी होत नाही.

मोर्टारच्या हवेच्या सामग्रीचा बदल नियम मोर्टारच्या घनतेच्या बदलाच्या विरुद्ध आहे. जेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज एचपीएमसीची सामग्री 0-0.20% असते, एचपीएमसी सामग्रीच्या वाढीसह, मोर्टारची हवेची सामग्री जवळजवळ रेखीय वाढते; HPMC ची सामग्री 0.20% पेक्षा जास्त आहे, हवेतील सामग्री क्वचितच बदलते, हे दर्शविते की मोर्टारचा वायु-प्रवेश प्रभाव संपृक्ततेच्या जवळ आहे. 150 आणि 200 Pa.s च्या स्निग्धतेसह HPMC चा वायु-प्रवेश प्रभाव 40 आणि 100 Pa.s च्या चिकटपणासह HPMC पेक्षा जास्त आहे.

सेल्युलोज इथरचा वायु-प्रवेश प्रभाव मुख्यतः त्याच्या आण्विक संरचनेद्वारे निर्धारित केला जातो. सेल्युलोज इथरमध्ये हायड्रोफिलिक गट (हायड्रॉक्सिल, इथर) आणि हायड्रोफोबिक गट (मिथाइल, ग्लुकोज रिंग) दोन्ही आहेत आणि ते एक सर्फॅक्टंट आहे. , पृष्ठभागाची क्रियाशीलता असते, त्यामुळे हवेत प्रवेश करणारा प्रभाव असतो. एकीकडे, सादर केलेला वायू मोर्टारमध्ये बॉल बेअरिंग म्हणून काम करू शकतो, मोर्टारची कार्यप्रदर्शन सुधारू शकतो, व्हॉल्यूम वाढवू शकतो आणि आउटपुट वाढवू शकतो, जे निर्मात्यासाठी फायदेशीर आहे. परंतु दुसरीकडे, वायु-प्रवेश प्रभावामुळे मोर्टारमधील हवेचे प्रमाण आणि कडक झाल्यानंतर छिद्र वाढते, परिणामी हानिकारक छिद्र वाढतात आणि यांत्रिक गुणधर्म मोठ्या प्रमाणात कमी होतात. जरी एचपीएमसीचा विशिष्ट वायु-प्रवेश प्रभाव असला तरी, ते एअर-एंट्रेनिंग एजंटला बदलू शकत नाही. याव्यतिरिक्त, जेव्हा HPMC आणि एअर-एंट्रेनिंग एजंट एकाच वेळी वापरले जातात, तेव्हा एअर-एंट्रेनिंग एजंट अयशस्वी होऊ शकतो.

2.3 सिमेंट मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर HPMC चा प्रभाव

जेव्हा HPMC चे प्रमाण फक्त 0.05% असते, तेव्हा मोर्टारची लवचिक शक्ती लक्षणीयरीत्या कमी होते, जी हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज HPMC शिवाय रिक्त नमुन्यापेक्षा सुमारे 25% कमी असते आणि संकुचित शक्ती फक्त 65% रिक्त नमुन्यापर्यंत पोहोचू शकते - 80%. जेव्हा HPMC चे प्रमाण 0.20% पेक्षा जास्त होते, तेव्हा मोर्टारची लवचिक शक्ती आणि संकुचित शक्ती कमी होणे स्पष्ट नसते. HPMC च्या चिकटपणाचा मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर थोडासा प्रभाव पडतो. HPMC अनेक लहान हवेचे फुगे आणते आणि मोर्टारवरील वायु-प्रवेश प्रभावामुळे मोर्टारची अंतर्गत सच्छिद्रता आणि हानिकारक छिद्रे वाढतात, परिणामी संकुचित शक्ती आणि लवचिक शक्तीमध्ये लक्षणीय घट होते. मोर्टारची ताकद कमी होण्याचे आणखी एक कारण म्हणजे सेल्युलोज इथरचा वॉटर रिटेन्शन इफेक्ट, जो कडक मोर्टारमध्ये पाणी ठेवतो आणि मोठ्या वॉटर-बाइंडरचे प्रमाण चाचणी ब्लॉकची ताकद कमी करते. यांत्रिक बांधकाम मोर्टारसाठी, जरी सेल्युलोज इथर मोर्टारचे पाणी धरून ठेवण्याचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या वाढवू शकते आणि त्याची कार्यक्षमता सुधारू शकते, जर डोस खूप मोठा असेल तर तो मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर गंभीरपणे परिणाम करेल, म्हणून दोन्हीमधील संबंध वाजवीपणे तोलले पाहिजेत.

हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज एचपीएमसीच्या सामग्रीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, मोर्टारच्या फोल्डिंग गुणोत्तराने एकंदर वाढता कल दर्शविला, जो मुळात एक रेषीय संबंध होता. याचे कारण असे की जोडलेले सेल्युलोज ईथर मोठ्या प्रमाणात हवेचे फुगे आणते, ज्यामुळे मोर्टारच्या आत अधिक दोष निर्माण होतात आणि मार्गदर्शक रोझ मोर्टारची संकुचित शक्ती झपाट्याने कमी होते, जरी लवचिक शक्ती देखील काही प्रमाणात कमी होते; परंतु सेल्युलोज इथर मोर्टारची लवचिकता सुधारू शकते, ते लवचिक शक्तीसाठी फायदेशीर आहे, ज्यामुळे घट दर कमी होतो. सर्वसमावेशकपणे विचार करता, दोन्हीच्या एकत्रित परिणामामुळे फोल्डिंग गुणोत्तर वाढते.

2.4 मोर्टारच्या एल व्यासावर एचपीएमसीचा प्रभाव

छिद्र आकार वितरण वक्र, छिद्र आकार वितरण डेटा आणि AD नमुन्यांच्या विविध सांख्यिकीय मापदंडांवरून, हे दिसून येते की HPMC चा सिमेंट मोर्टारच्या छिद्र संरचनावर मोठा प्रभाव आहे:

(1) HPMC जोडल्यानंतर, सिमेंट मोर्टारच्या छिद्राचा आकार लक्षणीय वाढतो. छिद्र आकार वितरण वक्र वर, प्रतिमेचे क्षेत्र उजवीकडे सरकते आणि शिखर मूल्याशी संबंधित छिद्र मूल्य मोठे होते. HPMC जोडल्यानंतर, सिमेंट मोर्टारचा मध्य छिद्र व्यास रिक्त नमुन्यापेक्षा लक्षणीयरीत्या मोठा असतो आणि 0.3% डोस असलेल्या नमुन्याचा मध्य छिद्र व्यास रिक्त नमुन्याच्या तुलनेत 2 ऑर्डरच्या परिमाणाने वाढतो.

(2) काँक्रीटमधील छिद्र चार प्रकारांमध्ये विभागा, म्हणजे निरुपद्रवी छिद्र (≤20 nm), कमी हानिकारक छिद्र (20-100 nm), हानिकारक छिद्र (100-200 nm) आणि अनेक हानिकारक छिद्रे (≥200 nm). तक्ता 1 वरून असे दिसून येते की एचपीएमसी जोडल्यानंतर निरुपद्रवी छिद्र किंवा कमी हानिकारक छिद्रांची संख्या लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि हानिकारक छिद्र किंवा अधिक हानिकारक छिद्रांची संख्या वाढते. एचपीएमसीमध्ये न मिसळलेल्या नमुन्यांची निरुपद्रवी छिद्र किंवा कमी हानिकारक छिद्र सुमारे 49.4% आहेत. HPMC जोडल्यानंतर, निरुपद्रवी छिद्र किंवा कमी हानिकारक छिद्र लक्षणीयरीत्या कमी होतात. उदाहरण म्हणून 0.1% डोस घेतल्यास, निरुपद्रवी छिद्र किंवा कमी हानिकारक छिद्र सुमारे 45% कमी होतात. %, 10um पेक्षा मोठ्या हानिकारक छिद्रांची संख्या सुमारे 9 पट वाढली.

(३) मध्य छिद्र व्यास, सरासरी छिद्र व्यास, विशिष्ट छिद्र खंड आणि विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ हे हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज HPMC सामग्रीच्या वाढीसह अतिशय कठोर बदलाचे नियम पाळत नाही, जे पारा इंजेक्शन चाचणीमधील नमुना निवडीशी संबंधित असू शकते. मोठ्या फैलाव संबंधित. परंतु एकंदरीत, HPMC सह मिश्रित नमुन्याचा मध्य छिद्र व्यास, सरासरी छिद्र व्यास आणि विशिष्ट छिद्राचे प्रमाण रिक्त नमुन्याच्या तुलनेत वाढते, तर विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ कमी होते.