मशीन ब्लास्टिंग मोर्टार के गुणों पर हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज एचपीएमसी का प्रभाव

उद्योग की निरंतर प्रगति और प्रौद्योगिकी में सुधार के साथ, विदेशी मोर्टार छिड़काव मशीनों की शुरूआत और सुधार के माध्यम से, हाल के वर्षों में मेरे देश में यांत्रिक छिड़काव और पलस्तर तकनीक बहुत विकसित हुई है। यांत्रिक छिड़काव मोर्टार साधारण मोर्टार से भिन्न होता है, जिसके लिए उच्च जल प्रतिधारण प्रदर्शन, उपयुक्त तरलता और कुछ एंटी-सैगिंग प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज को मोर्टार में मिलाया जाता है, जिसमें सेल्यूलोज ईथर (एचपीएमसी) सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मोर्टार में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एचपीएमसी के मुख्य कार्य हैं: गाढ़ा करना और चिपचिपा बनाना, रियोलॉजी को समायोजित करना और उत्कृष्ट जल धारण क्षमता। हालाँकि, एचपीएमसी की कमियों को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता। एचपीएमसी में वायु-प्रवेश प्रभाव होता है, जो अधिक आंतरिक दोष पैदा करेगा और मोर्टार के यांत्रिक गुणों को गंभीर रूप से कम कर देगा। शेडोंग चेनबैंग फाइन केमिकल कंपनी लिमिटेड ने मैक्रोस्कोपिक पहलू से मोर्टार की जल प्रतिधारण दर, घनत्व, वायु सामग्री और यांत्रिक गुणों पर एचपीएमसी के प्रभाव का अध्ययन किया, और मोर्टार की एल संरचना पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एचपीएमसी के प्रभाव का अध्ययन किया। सूक्ष्म पहलू. .

1. परीक्षण

1.1 कच्चा माल

सीमेंट: व्यावसायिक रूप से उपलब्ध P.0 42.5 सीमेंट, इसकी 28d फ्लेक्सुरल और कंप्रेसिव ताकत क्रमशः 6.9 और 48.2 MPa है; रेत: चेंगदे महीन नदी की रेत, 40-100 जाल; सेल्यूलोज ईथर: शेडोंग चेनबैंग फाइन केमिकल कंपनी लिमिटेड द्वारा उत्पादित। हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर, सफेद पाउडर, नाममात्र चिपचिपाहट 40, 100, 150, 200 Pa-s; पानी: साफ नल का पानी.

1.2 परीक्षण विधि

जेजीजे/टी 105-2011 "यांत्रिक छिड़काव और पलस्तर के लिए निर्माण विनियम" के अनुसार, मोर्टार की स्थिरता 80-120 मिमी है, और जल प्रतिधारण दर 90% से अधिक है। इस प्रयोग में, चूने-रेत का अनुपात 1:5 पर सेट किया गया था, स्थिरता को (93+2) मिमी पर नियंत्रित किया गया था, और सेलूलोज़ ईथर को बाहरी रूप से मिश्रित किया गया था, और मिश्रण की मात्रा सीमेंट द्रव्यमान पर आधारित थी। मोर्टार के मूल गुणों जैसे गीला घनत्व, वायु सामग्री, जल प्रतिधारण और स्थिरता का परीक्षण जेजीजे 70-2009 "मोर्टार के निर्माण के मूल गुणों के लिए परीक्षण विधियां" के संदर्भ में किया जाता है, और घनत्व के अनुसार वायु सामग्री का परीक्षण और गणना की जाती है। तरीका। नमूनों की तैयारी, लचीली और संपीड़न शक्ति परीक्षण जीबी/टी 17671-1999 "सीमेंट मोर्टार रेत की ताकत के परीक्षण के तरीके (आईएसओ विधि)" के अनुसार किए गए थे। लार्वा का व्यास पारा पोरोसिमेट्री द्वारा मापा गया था। पारा पोरोमीटर का मॉडल ऑटोपोर 9500 था, और मापने की सीमा 5.5 एनएम-360 μm थी। परीक्षणों के कुल 4 सेट आयोजित किए गए। सीमेंट-रेत अनुपात 1:5 था, एचपीएमसी की चिपचिपाहट 100 Pa-s थी, और खुराक 0, 0.1%, 0.2%, 0.3% (संख्याएँ क्रमशः ए, बी, सी, डी हैं)।

2. परिणाम और विश्लेषण

2.1 सीमेंट मोर्टार की जल धारण दर पर एचपीएमसी का प्रभाव

जल प्रतिधारण से तात्पर्य मोर्टार की पानी धारण करने की क्षमता से है। मशीन से छिड़के गए मोर्टार में, सेल्युलोज ईथर मिलाने से प्रभावी ढंग से पानी बरकरार रखा जा सकता है, रक्तस्राव की दर कम हो सकती है और सीमेंट-आधारित सामग्रियों की पूर्ण जलयोजन की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है। मोर्टार के जल प्रतिधारण पर एचपीएमसी का प्रभाव।

एचपीएमसी सामग्री में वृद्धि के साथ, मोर्टार की जल प्रतिधारण दर धीरे-धीरे बढ़ जाती है। 100, 150 और 200 Pa.s की श्यानता वाले हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज ईथर के वक्र मूल रूप से समान होते हैं। जब सामग्री 0.05%-0.15% होती है, तो जल प्रतिधारण दर रैखिक रूप से बढ़ जाती है, और जब सामग्री 0.15% होती है, तो जल प्रतिधारण दर 93% से अधिक होती है। ; जब ग्रिट्स की मात्रा 0.20% से अधिक हो जाती है, तो जल प्रतिधारण दर की बढ़ती प्रवृत्ति सपाट हो जाती है, यह दर्शाता है कि एचपीएमसी की मात्रा संतृप्ति के करीब है। जल प्रतिधारण दर पर 40 Pa.s की श्यानता के साथ HPMC की मात्रा का प्रभाव वक्र लगभग एक सीधी रेखा है। जब मात्रा 0.15% से अधिक होती है, तो मोर्टार की जल प्रतिधारण दर समान मात्रा में चिपचिपाहट वाले एचपीएमसी के अन्य तीन प्रकारों की तुलना में काफी कम होती है। आम तौर पर यह माना जाता है कि सेल्यूलोज ईथर का जल प्रतिधारण तंत्र है: सेल्यूलोज ईथर अणु पर हाइड्रॉक्सिल समूह और ईथर बंधन पर ऑक्सीजन परमाणु हाइड्रोजन बंधन बनाने के लिए पानी के अणु के साथ जुड़ेगा, ताकि मुक्त पानी बंधा हुआ पानी बन जाए। , इस प्रकार एक अच्छा जल प्रतिधारण प्रभाव खेलता है; यह भी माना जाता है कि पानी के अणुओं और सेलूलोज़ ईथर आणविक श्रृंखलाओं के बीच अंतर-प्रसार पानी के अणुओं को सेलूलोज़ ईथर मैक्रोमोलेक्युलर श्रृंखलाओं के आंतरिक भाग में प्रवेश करने और मजबूत बाध्यकारी बलों के अधीन होने की अनुमति देता है, जिससे सीमेंट घोल की जल अवधारण में सुधार होता है। उत्कृष्ट जल प्रतिधारण मोर्टार को सजातीय बनाए रख सकता है, अलग करना आसान नहीं है, और अच्छा मिश्रण प्रदर्शन प्राप्त कर सकता है, जबकि यांत्रिक घिसाव को कम करता है और मोर्टार छिड़काव मशीन के जीवन को बढ़ाता है।

2.2 सीमेंट मोर्टार के घनत्व और वायु सामग्री पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एचपीएमसी का प्रभाव

जब एचपीएमसी की मात्रा 0-0.20% होती है, तो मोर्टार का घनत्व एचपीएमसी की मात्रा में वृद्धि के साथ तेजी से घटता है, 2050 किलोग्राम/घन मीटर से लगभग 1650 किलोग्राम/घन मीटर, जो लगभग 20% कम है; जब एचपीएमसी की मात्रा 0.20% से अधिक हो जाती है, तो घनत्व कम हो जाता है। शांति से. विभिन्न श्यानता वाले 4 प्रकार के एचपीएमसी की तुलना करने पर, श्यानता जितनी अधिक होगी, मोर्टार का घनत्व उतना ही कम होगा; 150 और 200 Pa.s HPMC की मिश्रित चिपचिपाहट वाले मोर्टार के घनत्व वक्र मूल रूप से ओवरलैप होते हैं, जो दर्शाता है कि जैसे-जैसे HPMC की चिपचिपाहट बढ़ती जा रही है, घनत्व अब कम नहीं होता है।

मोर्टार की वायु सामग्री का परिवर्तन नियम मोर्टार के घनत्व के परिवर्तन के विपरीत है। जब हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एचपीएमसी की सामग्री 0-0.20% होती है, तो एचपीएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ, मोर्टार की वायु सामग्री लगभग रैखिक रूप से बढ़ जाती है; एचपीएमसी की सामग्री 0.20% से अधिक हो जाने के बाद, वायु सामग्री में शायद ही बदलाव होता है, जो दर्शाता है कि मोर्टार का वायु-प्रवेश प्रभाव संतृप्ति के करीब है। 150 और 200 Pa.s की श्यानता वाले HPMC का वायु-प्रवेश प्रभाव 40 और 100 Pa.s की श्यानता वाले HPMC की तुलना में अधिक है।

सेलूलोज़ ईथर का वायु-प्रवेश प्रभाव मुख्य रूप से इसकी आणविक संरचना से निर्धारित होता है। सेलूलोज़ ईथर में हाइड्रोफिलिक समूह (हाइड्रॉक्सिल, ईथर) और हाइड्रोफोबिक समूह (मिथाइल, ग्लूकोज रिंग) दोनों होते हैं, और यह एक सर्फेक्टेंट है। , सतह गतिविधि है, इस प्रकार एक वायु-प्रवेश प्रभाव पड़ता है। एक ओर, डाली गई गैस मोर्टार में बॉल बेयरिंग के रूप में कार्य कर सकती है, मोर्टार के कामकाजी प्रदर्शन में सुधार कर सकती है, मात्रा बढ़ा सकती है और आउटपुट बढ़ा सकती है, जो निर्माता के लिए फायदेमंद है। लेकिन दूसरी ओर, वायु-प्रवेश प्रभाव मोर्टार की वायु सामग्री और सख्त होने के बाद सरंध्रता को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप हानिकारक छिद्रों में वृद्धि होती है और यांत्रिक गुणों में काफी कमी आती है। यद्यपि एचपीएमसी में एक निश्चित वायु-प्रवेश प्रभाव होता है, यह वायु-प्रवेश एजेंट को प्रतिस्थापित नहीं कर सकता है। इसके अलावा, जब एचपीएमसी और एयर-एंट्रेनिंग एजेंट का उपयोग एक ही समय में किया जाता है, तो एयर-एंट्रेनिंग एजेंट विफल हो सकता है।

2.3 सीमेंट मोर्टार के यांत्रिक गुणों पर एचपीएमसी का प्रभाव

जब एचपीएमसी की मात्रा केवल 0.05% होती है, तो मोर्टार की लचीली ताकत काफी कम हो जाती है, जो हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एचपीएमसी के बिना खाली नमूने की तुलना में लगभग 25% कम है, और संपीड़ित ताकत केवल खाली नमूने के 65% तक पहुंच सकती है - 80%. जब एचपीएमसी की मात्रा 0.20% से अधिक हो जाती है, तो मोर्टार की लचीली ताकत और संपीड़ित ताकत में कमी स्पष्ट नहीं होती है। एचपीएमसी की चिपचिपाहट का मोर्टार के यांत्रिक गुणों पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। एचपीएमसी बहुत सारे छोटे हवा के बुलबुले पेश करता है, और मोर्टार पर वायु-प्रवेश प्रभाव मोर्टार की आंतरिक सरंध्रता और हानिकारक छिद्रों को बढ़ाता है, जिसके परिणामस्वरूप संपीड़न शक्ति और लचीली ताकत में उल्लेखनीय कमी आती है। मोर्टार की ताकत में कमी का एक अन्य कारण सेल्युलोज ईथर का जल प्रतिधारण प्रभाव है, जो कठोर मोर्टार में पानी रखता है, और बड़े जल-बाइंडर अनुपात से परीक्षण ब्लॉक की ताकत में कमी आती है। यांत्रिक निर्माण मोर्टार के लिए, हालांकि सेलूलोज़ ईथर मोर्टार की जल प्रतिधारण दर को काफी बढ़ा सकता है और इसकी कार्यशीलता में सुधार कर सकता है, यदि खुराक बहुत बड़ी है, तो यह मोर्टार के यांत्रिक गुणों को गंभीर रूप से प्रभावित करेगा, इसलिए दोनों के बीच संबंध को उचित रूप से तौला जाना चाहिए।

हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एचपीएमसी की सामग्री में वृद्धि के साथ, मोर्टार के फोल्डिंग अनुपात में समग्र वृद्धि की प्रवृत्ति देखी गई, जो मूल रूप से एक रैखिक संबंध था। ऐसा इसलिए है क्योंकि जोड़ा गया सेलूलोज़ ईथर बड़ी संख्या में हवा के बुलबुले पेश करता है, जो मोर्टार के अंदर अधिक दोष पैदा करता है, और गाइड गुलाब मोर्टार की संपीड़न शक्ति तेजी से कम हो जाती है, हालांकि लचीली ताकत भी कुछ हद तक कम हो जाती है; लेकिन सेल्युलोज ईथर मोर्टार के लचीलेपन में सुधार कर सकता है, यह लचीली ताकत के लिए फायदेमंद है, जिससे कमी की दर धीमी हो जाती है। व्यापक रूप से विचार करने पर, दोनों के संयुक्त प्रभाव से फोल्डिंग अनुपात में वृद्धि होती है।

2.4 मोर्टार के एल व्यास पर एचपीएमसी का प्रभाव

छिद्र आकार वितरण वक्र, छिद्र आकार वितरण डेटा और AD नमूनों के विभिन्न सांख्यिकीय मापदंडों से, यह देखा जा सकता है कि HPMC का सीमेंट मोर्टार की छिद्र संरचना पर बहुत प्रभाव पड़ता है:

(1) एचपीएमसी जोड़ने के बाद, सीमेंट मोर्टार का छिद्र आकार काफी बढ़ जाता है। छिद्र आकार वितरण वक्र पर, छवि का क्षेत्र दाईं ओर चला जाता है, और शिखर मान के अनुरूप छिद्र मान बड़ा हो जाता है। एचपीएमसी जोड़ने के बाद, सीमेंट मोर्टार का औसत छिद्र व्यास खाली नमूने की तुलना में काफी बड़ा होता है, और 0.3% खुराक के साथ नमूने का औसत छिद्र व्यास खाली नमूने की तुलना में परिमाण के 2 ऑर्डर तक बढ़ जाता है।

(2) कंक्रीट में छिद्रों को चार प्रकारों में विभाजित करें, अर्थात् हानिरहित छिद्र (≤20 एनएम), कम हानिकारक छिद्र (20-100 एनएम), हानिकारक छिद्र (100-200 एनएम) और कई हानिकारक छिद्र (≥200 एनएम)। तालिका 1 से देखा जा सकता है कि एचपीएमसी जोड़ने के बाद हानिरहित छिद्रों या कम हानिकारक छिद्रों की संख्या काफी कम हो जाती है, और हानिकारक छिद्रों या अधिक हानिकारक छिद्रों की संख्या बढ़ जाती है। एचपीएमसी के साथ मिश्रित न किए गए नमूनों के हानिरहित छिद्र या कम हानिकारक छिद्र लगभग 49.4% हैं। एचपीएमसी जोड़ने के बाद, हानिरहित छिद्र या कम हानिकारक छिद्र काफी कम हो जाते हैं। उदाहरण के तौर पर 0.1% की खुराक लेते हुए, हानिरहित छिद्र या कम हानिकारक छिद्र लगभग 45% कम हो जाते हैं। %, 10um से बड़े हानिकारक छिद्रों की संख्या लगभग 9 गुना बढ़ गई।

(3) माध्यिका छिद्र व्यास, औसत छिद्र व्यास, विशिष्ट छिद्र मात्रा और विशिष्ट सतह क्षेत्र हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज एचपीएमसी सामग्री की वृद्धि के साथ बहुत सख्त परिवर्तन नियम का पालन नहीं करते हैं, जो पारा इंजेक्शन परीक्षण में नमूना चयन से संबंधित हो सकता है। बड़े फैलाव से संबंधित. लेकिन कुल मिलाकर, एचपीएमसी के साथ मिश्रित नमूने का औसत छिद्र व्यास, औसत छिद्र व्यास और विशिष्ट छिद्र मात्रा खाली नमूने की तुलना में बढ़ जाती है, जबकि विशिष्ट सतह क्षेत्र घट जाता है।