ჰიდროქსიპროპილის მეთილის ცელულოზის HPMC– ის მოქმედება მანქანების აფეთქების ნაღმტყორცნების თვისებებზე

ინდუსტრიის უწყვეტი პროგრესირებით და ტექნოლოგიის გაუმჯობესებით, უცხოური ნაღმტყორცნებიდან ჩამოსხმის აპარატების დანერგვისა და გაუმჯობესების გზით, ბოლო წლების განმავლობაში ჩემს ქვეყანაში მნიშვნელოვნად განვითარდა მექანიკური გაფრქვევა და თაბაშირის ტექნოლოგია. მექანიკური დასხივების ნაღმტყორცნები განსხვავდება ჩვეულებრივი ნაღმტყორცნებისგან, რაც მოითხოვს წყლის შეკავების მაღალი შესრულებას, შესაფერისი სითხის და ანტიგამტარის გარკვეულ შესრულებას. ჩვეულებრივ, ჰიდროქსიპროპილის მეთილკელულოზას ემატება ნაღმტყორცნები, რომელთაგან ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ცელულოზის ეთერი (HPMC). ნაღმტყორცნებიდან ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის HPMC– ის ძირითადი ფუნქციებია: გასქელება და ვისკოზაცია, რევოლოგიის რეგულირება და წყლის შეკავების შესანიშნავი მოცულობა. ამასთან, HPMC– ის ნაკლოვანებების უგულებელყოფა შეუძლებელია. HPMC– ს აქვს ჰაერის შემუშავების ეფექტი, რაც გამოიწვევს უფრო შინაგან დეფექტებს და სერიოზულად შეამცირებს ნაღმტყორცნების მექანიკურ თვისებებს. Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. შეისწავლა HPMC– ის გავლენა წყლის შეკავების სიჩქარეზე, სიმკვრივეზე, ჰაერის შემცველობასა და ნაღმტყორცნებიდან მექანიკური თვისებებით მაკროსკოპული ასპექტიდან და შეისწავლა ჰიდროქსიპროპილის მეთილკელულოზის HPMC– ის გავლენა L– ის ნაღმტყორცნებიდან L სტრუქტურაზე მიკროსკოპული ასპექტი. .

1. ტესტი

1.1 ნედლეული

ცემენტი: კომერციულად ხელმისაწვდომი გვ .0 42.5 ცემენტი, მისი 28D მოქნილი და კომპრესიული სიძლიერეა, შესაბამისად, 6.9 და 48.2 მპა; ქვიშა: Chengde Fine River Sand, 40-100 mesh; ცელულოზის ეთერი: წარმოებულია Shandong Chenbang Fine Chemical Co., Ltd. ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის ეთერი, თეთრი ფხვნილი, ნომინალური სიბლანტე 40, 100, 150, 200 PA-S; წყალი: სუფთა ონკანის წყალი.

1.2 ტესტის მეთოდი

JGJ/T 105-2011-ის თანახმად, „სამშენებლო რეგულაციები მექანიკური გაფრქვევებისა და თაბაშირობისთვის“, ნაღმტყორცნების თანმიმდევრულობაა 80-120 მმ, ხოლო წყლის შეკავების მაჩვენებელი 90%-ზე მეტია. ამ ექსპერიმენტში, კირის ქვიშის თანაფარდობა დაინიშნა 1: 5-ზე, თანმიმდევრულობა კონტროლდებოდა (93+2) მმ-ზე, ხოლო ცელულოზის ეთერი გაჯერებული იყო გარედან, ხოლო შერეული რაოდენობა დაეფუძნა ცემენტის მასას. ნაღმტყორცნების ძირითადი თვისებები, როგორიცაა სველი სიმკვრივე, ჰაერის შემცველობა, წყლის შეკავება და თანმიმდევრულობა, შემოწმებულია JGJ 70-2009-ის მითითებით „შენობის ნაღმტყორცნების ძირითადი თვისებების ტესტის მეთოდები“, ხოლო ჰაერის შემცველობა ტესტირება და გამოითვლება სიმკვრივის მიხედვით მეთოდი. ნიმუშების მომზადება, მოქნილ და კომპრესიული სიძლიერის ტესტები ჩატარდა GB/T 17671-1999 შესაბამისად. ”ცემენტის ნაღმტყორცნებიდან ქვიშის სიძლიერის შესამოწმებლად მეთოდები”. ლარვების დიამეტრი იზომება ვერცხლისწყლის ფოროსიმეტრიით. ვერცხლისწყლის პოროზიმეტრის მოდელი იყო Autopore 9500, ხოლო საზომი დიაპაზონი იყო 5.5 ნმ -360 μm. ჩატარდა სულ 4 კომპლექტი ტესტირება. ცემენტის ქვიშის თანაფარდობა იყო 1: 5, HPMC– ის სიბლანტე იყო 100 PA-S, ხოლო დოზა 0, 0.1%, 0.2%, 0.3%(რიცხვები არის A, B, C, D შესაბამისად).

2. შედეგები და ანალიზი

2.1 HPMC– ის ეფექტი ცემენტის ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების სიჩქარეზე

წყლის შეკავება გულისხმობს ნაღმტყორცნების წყლის შენარჩუნების უნარს. აპარატში გაჟღენთილ ნაღმტყორცნებიდან, ცელულოზის ეთერის დამატებამ შეიძლება ეფექტურად შეინარჩუნოს წყალი, შეამციროს სისხლდენის სიჩქარე და დააკმაყოფილოს ცემენტის დაფუძნებული მასალების სრული ჰიდრატაციის მოთხოვნები. HPMC– ის ეფექტი ნაღმტყორცნების წყლის შენარჩუნებაზე.

HPMC შინაარსის ზრდასთან ერთად, ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების სიჩქარე თანდათანობით იზრდება. ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის ეთერის მოსახვევებში, 100, 150 და 200 pa.s სიბლანტის საშუალებით, ძირითადად, იგივეა. როდესაც შინაარსი არის 0.05%-0.15%, წყლის შეკავების მაჩვენებელი ხაზოვანი იზრდება, ხოლო როდესაც შინაარსი 0,15%-ს შეადგენს, წყლის შეკავების სიჩქარე 93%-ზე მეტია. ; როდესაც GRIT– ების ოდენობა აღემატება 0.20%-ს, წყლის შეკავების სიჩქარის მზარდი ტენდენცია ხდება ბრტყელი, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ HPMC- ის რაოდენობა ახლოს არის გაჯერებასთან. HPMC- ის ოდენობის გავლენის მრუდი, სიბლანტის სიბლანტით, წყლის შენარჩუნების სიჩქარეზე 40 pa.s არის დაახლოებით სწორი ხაზი. როდესაც თანხა 0,15%-ზე მეტია, ნაღმტყორცნების წყლის შეკავების მაჩვენებელი მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე HPMC დანარჩენი სამი სახის სიბლანტის იგივე რაოდენობით. ზოგადად ითვლება, რომ ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავების მექანიზმია: ჰიდროქსილის ჯგუფი ცელულოზის ეთერის მოლეკულაზე და ჟანგბადის ატომზე ეთერ ბონზე, წყლის მოლეკულასთან ასოცირდება წყალბადის კავშირის შესაქმნელად, ისე რომ თავისუფალი წყალი გახდება შეკრული წყალი , ამრიგად, კარგი წყლის შეკავების ეფექტს თამაშობს; ასევე ითვლება, რომ წყლის მოლეკულებსა და ცელულოზის ეთერის მოლეკულური ჯაჭვებს შორის ინტერდიფუზია საშუალებას აძლევს წყლის მოლეკულებს შეიტანონ ცელულოზის ეთერის მაკრომოლეკულური ჯაჭვების ინტერიერში და ექვემდებარებოდნენ ძლიერ სავალდებულო ძალებს, რითაც აუმჯობესებენ ცემენტის ჭრილობის წყლის შეკავებას. წყლის შესანიშნავმა შეკავებამ შეიძლება შეინარჩუნოს ნაღმტყორცნები ერთგვაროვანი, არც ისე ადვილი განცალკევება და კარგი შერევის შესრულება, ხოლო ამცირებს მექანიკური აცვიათ და ზრდის ნაღმტყორცნების სპრეის აპარატის სიცოცხლეს.

2.2 ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის HPMC– ის მოქმედება ცემენტის ნაღმტყორცნების სიმკვრივეზე და ჰაერის შემცველობაზე

როდესაც HPMC- ის ოდენობა 0-0.20% -ს შეადგენს, ნაღმტყორცნების სიმკვრივე მკვეთრად მცირდება HPMC ოდენობის მატებით, 2050 კგ/მ 3-დან დაახლოებით 1650 კგ/მ 3-მდე, რაც დაახლოებით 20% -ით დაბალია; როდესაც HPMC- ის ოდენობა აღემატება 0.20%-ს, სიმკვრივე მცირდება. მშვიდად. HPMC- ის 4 სახის შედარება სხვადასხვა სიბლანტესთან, მით უფრო მაღალია სიბლანტე, მით უფრო დაბალია ნაღმტყორცნების სიმკვრივე; ნაღმტყორცნების სიმკვრივის მრუდები 150 და 200 pa.s HPMC შერეული სიბლანტის საშუალებით, ძირითადად, გადახურულია, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ რადგან HPMC სიბლანტე კვლავ იზრდება, სიმკვრივე აღარ მცირდება.

ნაღმტყორცნების ჰაერის შინაარსის ცვლილების კანონი საპირისპიროა ნაღმტყორცნების სიმკვრივის შეცვლასთან. როდესაც ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის HPMC შინაარსი არის 0-0.20%, HPMC შინაარსის მატებასთან ერთად, ნაღმტყორცნების ჰაერის შინაარსი თითქმის ხაზოვანი იზრდება; HPMC– ის შემცველობა აღემატება 0.20%–ის შემდეგ, ჰაერის შემცველობა ძლივს იცვლება, რაც იმაზე მიუთითებს, რომ ნაღმტყორცნების ჰაერის შეყვანის ეფექტი ახლოს არის გაჯერებასთან. HPMC- ის საჰაერო ხომალდის შემოტანის ეფექტი 150 და 200 პა.ს-ს სიბლანტით უფრო მეტია, ვიდრე HPMC- ს სიბლანტე 40 და 100 Pa.s.

ცელულოზის ეთერის ჰაერის შემქმნელი ეფექტი ძირითადად განისაზღვრება მისი მოლეკულური სტრუქტურით. ცელულოზის ეთერს აქვს როგორც ჰიდროფილური ჯგუფები (ჰიდროქსილი, ეთერი) და ჰიდროფობიური ჯგუფები (მეთილი, გლუკოზის რგოლი) და არის surfactant. , აქვს ზედაპირული აქტივობა, რითაც აქვს ჰაერის შემუშავების ეფექტი. ერთი მხრივ, შემოღებულ გაზს შეუძლია იმოქმედოს როგორც ბურთის ტარების ნაღმტყორცნები, გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების სამუშაო შესრულება, გაზარდოს მოცულობა და გაზარდოს გამომავალი, რაც სასარგებლოა მწარმოებლისთვის. მეორეს მხრივ, ჰაერის შემუშავების ეფექტი ზრდის ნაღმტყორცნების ჰაერის შემცველობას და ფორიანობას გამკვრივების შემდეგ, რის შედეგადაც მავნე ფორების ზრდა და მექანიკური თვისებების მნიშვნელოვნად ამცირებს. მიუხედავად იმისა, რომ HPMC– ს აქვს გარკვეული ჰაერის შემოტანის ეფექტი, მას არ შეუძლია შეცვალოს ჰაერის შესასვლელი აგენტი. გარდა ამისა, როდესაც HPMC და საჰაერო ხომალდის აგენტი ერთდროულად გამოიყენება, საჰაერო ხომალდის აგენტი შეიძლება ვერ მოხდეს.

2.3 HPMC– ის მოქმედება ცემენტის ნაღმტყორცნების მექანიკურ თვისებებზე

როდესაც HPMC- ს ოდენობა მხოლოდ 0.05% -ს შეადგენს, ნაღმტყორცნების მოქნილობის სიძლიერე მნიშვნელოვნად მცირდება, რაც დაახლოებით 25% -ით დაბალია, ვიდრე ცარიელი ნიმუშის, ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის გარეშე HPMC, და კომპრესიული სიძლიერე შეიძლება მიაღწიოს მხოლოდ ცარიელი ნიმუშის 65% - - 80%. როდესაც HPMC- ის რაოდენობა აღემატება 0.20%-ს, ნაღმტყორცნების მოქნილობის სიმტკიცის და კომპრესიული სიძლიერის დაქვეითება აშკარა არ არის. HPMC– ის სიბლანტემ მცირე გავლენა მოახდინა ნაღმტყორცნების მექანიკურ თვისებებზე. HPMC წარმოგიდგენთ უამრავ პატარა ჰაერის ბუშტს, ხოლო ნაღმტყორცნებიდან ჰაერის შემოტანის მოქმედება ზრდის ნაღმტყორცნების შიდა ფორიანობას და მავნე ფორებს, რის შედეგადაც ხდება კომპრესიული სიძლიერის და მოქნილობის სიმტკიცის მნიშვნელოვანი დაქვეითება. ნაღმტყორცნებიდან სიძლიერის შემცირების კიდევ ერთი მიზეზი არის ცელულოზის ეთერის წყლის შეკავების ეფექტი, რომელიც წყალს ინახავს გამაგრებულ ნაღმტყორცნებში, ხოლო წყლის დიდი ზომის თანაფარდობა იწვევს ტესტის ბლოკის სიძლიერის შემცირებას. მექანიკური სამშენებლო ნაღმტყორცნებისთვის, მიუხედავად იმისა, რომ ცელულოზის ეთერმა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ნაღმტყორცნებიდან წყლის შეკავების სიჩქარე და გააუმჯობესოს მისი მუშაობა, თუ დოზა ძალიან დიდია, ის სერიოზულად იმოქმედებს ნაღმტყორცნების მექანიკურ თვისებებზე, ამიტომ ამ ორს შორის ურთიერთობა გონივრულად უნდა იყოს.

ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის HPMC- ის შინაარსის გაზრდით, ნაღმტყორცნების დასაკეცი თანაფარდობამ აჩვენა საერთო მზარდი ტენდენცია, რაც ძირითადად ხაზოვანი ურთიერთობა იყო. ეს იმიტომ ხდება, რომ დამატებით ცელულოზის ეთერი შემოიტანს ჰაერის ბუშტების დიდ რაოდენობას, რაც იწვევს ნაღმტყორცნებში უფრო მეტ დეფექტებს, ხოლო სახელმძღვანელოს კომპრესიული სიძლიერე ვარდის ნაღმტყორცნები მკვეთრად მცირდება, თუმცა მოქნილი სიძლიერე ასევე გარკვეულწილად მცირდება; მაგრამ ცელულოზის ეთერს შეუძლია გააუმჯობესოს ნაღმტყორცნების მოქნილობა, ის სასარგებლოა მოქნილობის სიძლიერისთვის, რაც შემცირების სიჩქარეს შენელდება. ყოვლისმომცველი გათვალისწინებით, ორივეს ერთობლივი ეფექტი იწვევს დასაკეცი თანაფარდობის ზრდას.

2.4 HPMC– ის მოქმედება ნაღმტყორცნების L დიამეტრზე

ფორების ზომის განაწილების მრუდი, ფორების ზომის განაწილების მონაცემები და სარეკლამო ნიმუშების სხვადასხვა სტატისტიკური პარამეტრები, ჩანს, რომ HPMC დიდ გავლენას ახდენს ცემენტის ნაღმტყორცნების ფორების სტრუქტურაზე:

(1) HPMC დამატების შემდეგ, ცემენტის ნაღმტყორცნების ფორების ზომა მნიშვნელოვნად იზრდება. ფორების ზომის განაწილების მრუდზე, გამოსახულების ფართობი მოძრაობს მარჯვნივ, ხოლო პიკის მნიშვნელობის შესაბამისი ფორების მნიშვნელობა უფრო დიდი ხდება. HPMC- ის დამატების შემდეგ, ცემენტის ნაღმტყორცნების საშუალო ფორების დიამეტრი მნიშვნელოვნად აღემატება ცარიელი ნიმუშის, ხოლო ნიმუშის საშუალო ფორების დიამეტრი 0.3% დოზით იზრდება მასშტაბის 2 ბრძანებით, ცარიელ ნიმუშთან შედარებით.

(2) ბეტონის პორები გაყავით ოთხ ტიპად, კერძოდ, უვნებელი ფორები (≤20 ნმ), ნაკლებად მავნე ფორები (20-100 ნმ), მავნე ფორები (100-200 ნმ) და მრავალი მავნე ფორები (≥200 ნმ). ცხრილი 1 - დან ჩანს, რომ HPMC– ის დამატების შემდეგ მნიშვნელოვნად შემცირდება უვნებელი ხვრელების ან ნაკლებად მავნე ხვრელების რაოდენობა, ხოლო მავნე ხვრელების ან უფრო მავნე ხვრელების რაოდენობა იზრდება. უვნებელი ფორები ან ნიმუშების ნაკლებად მავნე ფორები, რომლებიც არ არის შერეული HPMC– სთან, დაახლოებით 49.4%-ს შეადგენს. HPMC დამატების შემდეგ, მნიშვნელოვნად შემცირდება უვნებელი ფორები ან ნაკლებად მავნე ფორები. მაგალითად, დოზის გათვალისწინებით, 0.1% -ით, უვნებელი ფორები ან ნაკლებად მავნე ფორები მცირდება დაახლოებით 45% -ით. %, მავნე ხვრელების რაოდენობა 10UM- ზე მეტი გაიზარდა დაახლოებით 9 -ჯერ.

(3) საშუალო ფორების დიამეტრი, საშუალო პორების დიამეტრი, სპეციფიკური ფორების მოცულობა და სპეციფიკური ზედაპირი არ მიჰყვება ძალიან მკაცრ ცვლილების წესს, ჰიდროქსიპროპილის მეთილცელულოზის HPMC შინაარსის მატებასთან ერთად, რაც შეიძლება დაკავშირებული იყოს ვერცხლისწყლის ინექციის ტესტში ნიმუშის შერჩევასთან. დიდ დისპერსიასთან დაკავშირებული. მთლიანობაში, საშუალო ფორების დიამეტრი, საშუალო ფორების დიამეტრი და ნიმუშის სპეციფიკური ფორების მოცულობა, რომელიც შერეულია HPMC– სთან შედარებით, იზრდება ცარიელ ნიმუშთან შედარებით, ხოლო სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი მცირდება.