मशीन ब्लास्टिंग मोर्टारच्या गुणधर्मांवर हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेल्युलोज एचपीएमसीचा प्रभाव

उद्योगाच्या सतत प्रगतीमुळे आणि तंत्रज्ञानाच्या सुधारणांमुळे, परदेशी मोर्टार स्प्रेइंग मशीनच्या परिचय आणि सुधारणांमुळे, अलिकडच्या वर्षांत माझ्या देशात यांत्रिक फवारणी आणि प्लास्टरिंग तंत्रज्ञान मोठ्या प्रमाणात विकसित झाले आहे. यांत्रिक फवारणी मोर्टार सामान्य मोर्टारपेक्षा वेगळे आहे, ज्यासाठी उच्च पाणी धारणा कार्यक्षमता, योग्य तरलता आणि विशिष्ट अँटी-सॅगिंग कामगिरी आवश्यक असते. सहसा, मोर्टारमध्ये हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज जोडले जाते, ज्यापैकी सेल्युलोज इथर (HPMC) सर्वात जास्त वापरले जाते. मोर्टारमध्ये हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज HPMC ची मुख्य कार्ये आहेत: जाड होणे आणि व्हिस्कोसिफायिंग, रिओलॉजी समायोजित करणे आणि उत्कृष्ट पाणी धारणा क्षमता. तथापि, HPMC च्या कमतरता दुर्लक्षित करता येत नाहीत. HPMC मध्ये हवा-प्रवेश प्रभाव असतो, ज्यामुळे अधिक अंतर्गत दोष निर्माण होतील आणि मोर्टारचे यांत्रिक गुणधर्म गंभीरपणे कमी होतील. शेडोंग चेनबांग फाइन केमिकल कंपनी लिमिटेडने मॅक्रोस्कोपिक पैलूवरून मोर्टारच्या पाणी धारणा दर, घनता, हवेचे प्रमाण आणि यांत्रिक गुणधर्मांवर HPMC च्या प्रभावाचा अभ्यास केला आणि सूक्ष्म पैलूवरून मोर्टारच्या L संरचनेवर हायड्रॉक्सीप्रोपील मिथाइलसेल्युलोज HPMC च्या प्रभावाचा अभ्यास केला.

१. चाचणी

१.१ कच्चा माल

सिमेंट: व्यावसायिकरित्या उपलब्ध असलेले P.0 42.5 सिमेंट, त्याची 28d फ्लेक्सुरल आणि कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेंथ अनुक्रमे 6.9 आणि 48.2 MPa आहे; वाळू: चेंगडे बारीक नदीची वाळू, 40-100 जाळी; सेल्युलोज इथर: शेडोंग चेनबांग फाईन केमिकल कंपनी लिमिटेड द्वारे उत्पादित. हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज इथर, पांढरा पावडर, नाममात्र स्निग्धता 40, 100, 150, 200 Pa-s; पाणी: स्वच्छ नळाचे पाणी.

१.२ चाचणी पद्धत

JGJ/T 105-2011 “यांत्रिक फवारणी आणि प्लास्टरिंगसाठी बांधकाम नियम” नुसार, मोर्टारची सुसंगतता 80-120 मिमी आहे आणि पाणी धारणा दर 90% पेक्षा जास्त आहे. या प्रयोगात, चुना-वाळूचे प्रमाण 1:5 वर सेट केले गेले, सुसंगतता (93+2) मिमी वर नियंत्रित केली गेली आणि सेल्युलोज इथर बाहेरून मिसळले गेले आणि मिश्रणाचे प्रमाण सिमेंट वस्तुमानावर आधारित होते. ओल्या घनता, हवेचे प्रमाण, पाण्याचे प्रमाण आणि सुसंगतता यासारख्या मोर्टारचे मूलभूत गुणधर्म JGJ 70-2009 “बांधकाम मोर्टारच्या मूलभूत गुणधर्मांसाठी चाचणी पद्धती” च्या संदर्भात तपासले जातात आणि हवेचे प्रमाण घनता पद्धतीनुसार तपासले जाते आणि गणना केली जाते. नमुन्यांची तयारी, लवचिक आणि संकुचित शक्ती चाचण्या GB/T 17671-1999 “सिमेंट मोर्टार वाळूची ताकद तपासण्याच्या पद्धती (ISO पद्धत)” नुसार केल्या गेल्या. अळ्यांचा व्यास पारा पोरोसिमेट्रीद्वारे 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 स्निग्धता 100 Pa-s होती आणि डोस 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (संख्या अनुक्रमे A, B, C, D आहेत).

२. निकाल आणि विश्लेषण

२.१ सिमेंट मोर्टारच्या पाणी धारणा दरावर HPMC चा परिणाम

पाणी धारणा म्हणजे मोर्टारची पाणी धरून ठेवण्याची क्षमता. मशीन स्प्रे केलेल्या मोर्टारमध्ये, सेल्युलोज इथर जोडल्याने पाणी प्रभावीपणे टिकून राहते, रक्तस्त्राव दर कमी होतो आणि सिमेंट-आधारित पदार्थांच्या पूर्ण हायड्रेशनच्या आवश्यकता पूर्ण होतात. मोर्टारच्या पाणी धरून ठेवण्यावर HPMC चा परिणाम.

HPMC च्या प्रमाणातील वाढीसह, मोर्टारचा पाणी धारणा दर हळूहळू वाढतो. १००, १५० आणि २०० Pa.s च्या स्निग्धता असलेल्या हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोज इथरचे वक्र मुळात सारखेच असतात. जेव्हा सामग्री ०.०५%-०.१५% असते, तेव्हा पाणी धारणा दर रेषीयपणे वाढतो आणि जेव्हा सामग्री ०.१५% असते, तेव्हा पाणी धारणा दर ९३% पेक्षा जास्त असतो. ; जेव्हा ग्रिट्सचे प्रमाण ०.२०% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा पाणी धारणा दराचा वाढता ट्रेंड सपाट होतो, जो दर्शवितो की HPMC चे प्रमाण संपृक्ततेच्या जवळ आहे. पाणी धारणा दरावर ४० Pa.s च्या स्निग्धता असलेल्या HPMC च्या प्रमाणाचा प्रभाव वक्र अंदाजे सरळ रेषेत असतो. जेव्हा रक्कम ०.१५% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा मोर्टारचा पाणी धारणा दर समान प्रमाणात स्निग्धता असलेल्या HPMC च्या इतर तीन प्रकारच्यांपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी असतो. सामान्यतः असे मानले जाते की सेल्युलोज इथरची पाणी धारणा यंत्रणा अशी आहे: सेल्युलोज इथर रेणूवरील हायड्रॉक्सिल गट आणि इथर बाँडवरील ऑक्सिजन अणू पाण्याच्या रेणूशी जोडले जाऊन हायड्रोजन बाँड तयार करतात, ज्यामुळे मुक्त पाणी बांधलेले पाणी बनते, ज्यामुळे चांगला पाणी धारणा प्रभाव पडतो; असेही मानले जाते की पाण्याचे रेणू आणि सेल्युलोज इथर आण्विक साखळ्यांमधील इंटरडिफ्यूजन पाण्याचे रेणू सेल्युलोज इथर मॅक्रोमोलेक्युलर साखळ्यांच्या आतील भागात प्रवेश करू देते आणि मजबूत बंधनकारक शक्तींना सामोरे जाऊ शकते, ज्यामुळे सिमेंट स्लरीचे पाणी धारणा सुधारते. उत्कृष्ट पाणी धारणा मोर्टार एकसंध ठेवू शकते, वेगळे करणे सोपे नाही आणि चांगले मिश्रण कार्यप्रदर्शन मिळवू शकते, तर यांत्रिक पोशाख कमी करते आणि मोर्टार स्प्रेअर मशीनचे आयुष्य वाढवते.

२.२ हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज एचपीएमसीचा सिमेंट मोर्टारच्या घनतेवर आणि हवेच्या प्रमाणावर होणारा परिणाम

जेव्हा HPMC चे प्रमाण 0-0.20% असते, तेव्हा HPMC चे प्रमाण 2050 kg/m3 वरून सुमारे 1650kg/m3 पर्यंत वाढल्याने मोर्टारची घनता झपाट्याने कमी होते, जे सुमारे 20% कमी असते; जेव्हा HPMC चे प्रमाण 0.20% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा घनता कमी होते. शांतपणे. वेगवेगळ्या स्निग्धता असलेल्या 4 प्रकारच्या HPMC ची तुलना केल्यास, स्निग्धता जितकी जास्त असेल तितकी मोर्टारची घनता कमी होते; 150 आणि 200 Pa.s HPMC च्या मिश्र स्निग्धता असलेल्या मोर्टारचे घनता वक्र मुळात ओव्हरलॅप होतात, हे दर्शविते की HPMC ची स्निग्धता वाढत असताना, घनता कमी होत नाही.

मोर्टारच्या हवेच्या प्रमाणातील बदलाचा नियम मोर्टारच्या घनतेच्या बदलाच्या विरुद्ध आहे. जेव्हा हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज HPMC चे प्रमाण 0-0.20% असते, तेव्हा HPMC चे प्रमाण वाढल्याने, मोर्टारमधील हवेचे प्रमाण जवळजवळ रेषीय वाढते; HPMC चे प्रमाण जास्त होते 0.20% नंतर, हवेचे प्रमाण जवळजवळ बदलत नाही, जे दर्शवते की मोर्टारचा हवा-प्रवेश प्रभाव संपृक्ततेच्या जवळ आहे. 150 आणि 200 Pa.s च्या स्निग्धता असलेल्या HPMC चा हवा-प्रवेश प्रभाव 40 आणि 100 Pa.s च्या स्निग्धता असलेल्या HPMC पेक्षा जास्त आहे.

सेल्युलोज इथरचा हवा-प्रवेश प्रभाव प्रामुख्याने त्याच्या आण्विक रचनेद्वारे निश्चित केला जातो. सेल्युलोज इथरमध्ये हायड्रोफिलिक गट (हायड्रॉक्सिल, इथर) आणि हायड्रोफोबिक गट (मिथाइल, ग्लुकोज रिंग) दोन्ही असतात आणि ते एक सर्फॅक्टंट आहे. , पृष्ठभागावरील क्रियाकलाप आहे, त्यामुळे त्याचा हवा-प्रवेश प्रभाव असतो. एकीकडे, सादर केलेला वायू मोर्टारमध्ये बॉल बेअरिंग म्हणून काम करू शकतो, मोर्टारची कार्यक्षमता सुधारू शकतो, व्हॉल्यूम वाढवू शकतो आणि आउटपुट वाढवू शकतो, जो उत्पादकासाठी फायदेशीर आहे. परंतु दुसरीकडे, एअर-प्रवेश प्रभाव मोर्टारमधील हवेचे प्रमाण आणि कडक झाल्यानंतर छिद्र वाढवतो, परिणामी हानिकारक छिद्रे वाढतात आणि यांत्रिक गुणधर्म मोठ्या प्रमाणात कमी होतात. जरी HPMC मध्ये विशिष्ट एअर-प्रवेश प्रभाव असला तरी, तो एअर-प्रवेश एजंटची जागा घेऊ शकत नाही. याव्यतिरिक्त, जेव्हा HPMC आणि एअर-प्रवेश एजंट एकाच वेळी वापरले जातात, तेव्हा एअर-प्रवेश एजंट अयशस्वी होऊ शकतो.

२.३ सिमेंट मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर HPMC चा परिणाम

जेव्हा HPMC चे प्रमाण फक्त 0.05% असते, तेव्हा मोर्टारची फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ लक्षणीयरीत्या कमी होते, जी हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज HPMC नसलेल्या रिकाम्या नमुन्यापेक्षा सुमारे 25% कमी असते आणि कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेंथ रिकाम्या नमुन्याच्या -80% च्या फक्त 65% पर्यंत पोहोचू शकते. जेव्हा HPMC चे प्रमाण 0.20% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा मोर्टारची फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ आणि कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेंथ कमी होणे स्पष्ट नसते. HPMC ची स्निग्धता मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर फारसा परिणाम करत नाही. HPMC मध्ये बरेच लहान हवेचे बुडबुडे तयार होतात आणि मोर्टारवरील एअर-एंट्रेनिंग इफेक्ट मोर्टारच्या अंतर्गत सच्छिद्रता आणि हानिकारक छिद्रे वाढवते, ज्यामुळे कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेंथ आणि फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथमध्ये लक्षणीय घट होते. मोर्टार स्ट्रेंथ कमी होण्याचे आणखी एक कारण म्हणजे सेल्युलोज इथरचा वॉटर रिटेंशन इफेक्ट, जो कडक झालेल्या मोर्टारमध्ये पाणी ठेवतो आणि मोठ्या वॉटर-बाइंडर रेशोमुळे टेस्ट ब्लॉकची स्ट्रेंथ कमी होते. यांत्रिक बांधकाम मोर्टारसाठी, जरी सेल्युलोज इथर मोर्टारच्या पाणी धारणा दरात लक्षणीय वाढ करू शकतो आणि त्याची कार्यक्षमता सुधारू शकतो, परंतु जर डोस खूप जास्त असेल तर तो मोर्टारच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर गंभीरपणे परिणाम करेल, म्हणून दोघांमधील संबंध वाजवीपणे तोलले पाहिजेत.

हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज एचपीएमसीच्या प्रमाणातील वाढीसह, मोर्टारच्या फोल्डिंग रेशोमध्ये एकूण वाढ दिसून आली, जी मुळात एक रेषीय संबंध होती. कारण जोडलेल्या सेल्युलोज ईथरमध्ये मोठ्या प्रमाणात हवेचे बुडबुडे येतात, ज्यामुळे मोर्टारमध्ये अधिक दोष निर्माण होतात आणि मार्गदर्शक गुलाब मोर्टारची संकुचित शक्ती झपाट्याने कमी होते, जरी लवचिक शक्ती देखील काही प्रमाणात कमी होते; परंतु सेल्युलोज ईथर मोर्टारची लवचिकता सुधारू शकतो, ते लवचिक शक्तीसाठी फायदेशीर आहे, ज्यामुळे घट दर कमी होतो. सर्वसमावेशकपणे विचारात घेतल्यास, दोघांच्या एकत्रित परिणामामुळे फोल्डिंग रेशोमध्ये वाढ होते.

२.४ मोर्टारच्या L व्यासावर HPMC चा परिणाम

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

(१) HPMC जोडल्यानंतर, सिमेंट मोर्टारचा छिद्र आकार लक्षणीयरीत्या वाढतो. छिद्र आकार वितरण वक्र वर, प्रतिमेचे क्षेत्रफळ उजवीकडे सरकते आणि शिखर मूल्याशी संबंधित छिद्र मूल्य मोठे होते. HPMC जोडल्यानंतर, सिमेंट मोर्टारचा मध्यवर्ती छिद्र व्यास रिकाम्या नमुन्यापेक्षा लक्षणीयरीत्या मोठा असतो आणि ०.३% डोस असलेल्या नमुन्याचा मध्यवर्ती छिद्र व्यास रिकाम्या नमुन्याच्या तुलनेत २ ऑर्डरने वाढतो.

(२) काँक्रीटमधील छिद्रांना चार प्रकारांमध्ये विभागा, म्हणजे निरुपद्रवी छिद्र (≤२० एनएम), कमी हानिकारक छिद्र (२०-१०० एनएम), हानिकारक छिद्र (१००-२०० एनएम) आणि अनेक हानिकारक छिद्र (≥२०० एनएम). तक्ता १ वरून असे दिसून येते की HPMC जोडल्यानंतर निरुपद्रवी छिद्रांची किंवा कमी हानिकारक छिद्रांची संख्या लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि हानिकारक छिद्रांची किंवा अधिक हानिकारक छिद्रांची संख्या वाढते. HPMC मध्ये न मिसळलेल्या नमुन्यांचे निरुपद्रवी छिद्र किंवा कमी हानिकारक छिद्र सुमारे ४९.४% आहेत. HPMC जोडल्यानंतर, निरुपद्रवी छिद्रे किंवा कमी हानिकारक छिद्रे लक्षणीयरीत्या कमी होतात. उदाहरणार्थ ०.१% डोस घेतल्यास, निरुपद्रवी छिद्रे किंवा कमी हानिकारक छिद्रे सुमारे ४५% ने कमी होतात. %, १०um पेक्षा मोठ्या हानिकारक छिद्रांची संख्या सुमारे ९ पटीने वाढली.

(३) हायड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेल्युलोज एचपीएमसी सामग्रीच्या वाढीसह मध्यवर्ती छिद्र व्यास, सरासरी छिद्र व्यास, विशिष्ट छिद्र आकारमान आणि विशिष्ट पृष्ठभाग क्षेत्रफळ हे फार कठोर बदल नियमांचे पालन करत नाहीत, जे पारा इंजेक्शन चाचणीमध्ये नमुना निवडीशी संबंधित असू शकते. मोठ्या फैलावशी संबंधित. परंतु एकूणच, एचपीएमसीमध्ये मिसळलेल्या नमुन्याचा मध्यवर्ती छिद्र व्यास, सरासरी छिद्र व्यास आणि विशिष्ट छिद्र आकारमान रिकाम्या नमुन्याच्या तुलनेत वाढण्याची प्रवृत्ती असते, तर विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ कमी होते.